細胞生物學 筆記 2

1、第八章細胞核(nucleus)與染色體(chromosome)第一節(jié)核被膜與核孔復合體一、核被膜二、核孔復合體第二節(jié)染色質(zhì)一、染色質(zhì)是細胞生命活動的基礎二、染色質(zhì)DNA三、染色質(zhì)蛋白質(zhì)四、染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位——核小體五、染色質(zhì)包裝的結(jié)構(gòu)模型六、常染色質(zhì)和異染色質(zhì)第三節(jié)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因活化一、活性染色質(zhì)和非活性染色質(zhì)二、染色質(zhì)的活化與基因激活第四節(jié)染色體一、中期染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)二、染色體DNA的3種功能元件三、核型與染色體顯帶四、巨大染

2、色體（多線染色體和燈刷染色體）第五節(jié)核仁一、核仁的超微結(jié)構(gòu)二、核仁的功能三、核仁周期四、亞核結(jié)構(gòu)（核體）第六節(jié)核基質(zhì)1、核被膜●結(jié)構(gòu)組成●核被膜的功能●核被膜在細胞有絲分裂過程中有規(guī)律地解體與重建結(jié)構(gòu)組成?外核膜（outernuclearmembrane），通常附有核糖體顆粒，且常常與糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rER）相連，使核周隙與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔彼此相通。?內(nèi)核膜（innernuclearmembrane），表面光滑，無核糖體附著，但內(nèi)表面附著有致密的核

3、纖層和特有蛋白質(zhì)成分【如核纖層蛋白B受體（LBR）】?核纖層（nuclearlamina）?核周間隙（perinuclearspace）?核孔（nuclearpe）與孔膜區(qū)核被膜的功能?構(gòu)成核、質(zhì)之間的天然選擇性屏障?避免生命活動的彼此干擾?保護DNA不受細胞骨架運動所產(chǎn)生的機械力的損傷?核質(zhì)之間的物質(zhì)交換與信息交流核被膜在細胞在有絲分裂中有規(guī)律地解體與重建?新核膜來自舊核膜?核被膜的去組裝是非隨機的，具有區(qū)域特異性（domainspe

4、cific）。?以非洲爪蟾卵提取物為基礎的非細胞核裝配體系提供了實驗模型◆核被膜的解體與重建的動態(tài)變化受細胞周期調(diào)控因子的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)作用可能與核纖層蛋白、核孔復合體蛋白的磷酸化與去磷酸化修飾有關。2、核孔復合體（nuclearpecomplexNPC）●結(jié)構(gòu)模型●核孔復合體成份的研究●核孔復合體的功能：?結(jié)構(gòu)模型?胞質(zhì)環(huán)（cytoplasmicring），外環(huán)，環(huán)上有8條短纖維伸向胞質(zhì)；?核質(zhì)環(huán)（nuclearring），內(nèi)環(huán)，環(huán)上也有

5、8根較長纖維（50－70nm）的纖維伸入核內(nèi)，并在末端連接一個直徑60nm的小環(huán)（8個顆粒組成）——核籃；?輻（spoke）?柱狀亞單位（columnsubunit）位于核孔邊緣，連接內(nèi)外環(huán)，支撐作用；?腔內(nèi)亞單位(luminalsubunit)伸入核間腔；?環(huán)帶亞單位（annularsubunit）在柱狀亞單位之內(nèi)，靠近NPC中心。?中央栓（centralplug）：中央顆粒，位于核孔中央。與物質(zhì)運輸有關，又稱transpter。?核

6、孔復合體成份的研究核孔復合體主要由蛋白質(zhì)構(gòu)成，其總相對分子質(zhì)量約為125106，推測可能含有100余種不同的多肽，共1000多個蛋白質(zhì)分子。?gp210：結(jié)構(gòu)性跨膜蛋白?p62：功能性的核孔復合體蛋白，具有兩個功能結(jié)構(gòu)域gp210：結(jié)構(gòu)性跨膜蛋白?介導核孔復合體與核被膜的連接，將核孔復合體錨定在“孔膜區(qū)”，從而為核孔復合體裝配提供一個起始位點；?在內(nèi)、外核膜融合形成核孔中起重要作用；?在核孔復合體的核質(zhì)交換功能活動中起一定作用。p62：

7、功能性的核孔復合體蛋白，具有兩個功能結(jié)構(gòu)域?疏水性N端區(qū)：可能在核孔復合體功能活動中直接參與核質(zhì)交換；?C端區(qū)：可能通過與其它核孔復合體蛋白相互作用，從而將p62分子穩(wěn)定到核孔復合體上，為其N端進行核質(zhì)交換活動提供支持。2、染色體DNA?基因組（genome）?概念凡是具有細胞形態(tài)的所有生物其遺傳物質(zhì)都是DNA。在真核細胞中，每條未復制的染色體包裝一條DNA分子；一個生物貯存在單倍染色體組中的總遺傳信息，稱為該生物的基因組。?基因組大小

8、通常隨物種的復雜性而增加?基因組中兩類遺傳信息：編碼序列和調(diào)控序列；?DNA分子一級結(jié)構(gòu)具有多樣性?蛋白質(zhì)編碼序列DNA?編碼rRNA、tRNA、snRNA和組蛋白的串聯(lián)重復DNA序列?含重復序列的DNA?簡單序列DNA；?散在重復序列?DNA轉(zhuǎn)座子，LRT反轉(zhuǎn)座子，非LRT反轉(zhuǎn)座子，假基因等；?非LRT反轉(zhuǎn)座子又分為：短散在元件和長散在元件；?高度重復DNA序列?衛(wèi)星DNA，主要分布在染色體著絲粒部位；?小衛(wèi)星DNA，又稱數(shù)量可變的的

9、串聯(lián)重復序列，常用于DNA指紋技術作個體鑒定；?微衛(wèi)星DNA重復單位序列最短，具高度多態(tài)性，在遺傳上高度保守，為重要的遺傳標志。?DNA二級結(jié)構(gòu)具有多形性(polymphism)?三種構(gòu)型DNA：?B型DNA（右手雙螺旋DNA）；活性最高的DNA構(gòu)象；?A型DNA，B型DNA的重要變構(gòu)形式，仍有活性；?Z型DNA，Z型DNA是左手螺旋，B型DNA的另一種變構(gòu)形式，活性明顯降低?DNA構(gòu)型的生物學意義?溝（特別是大溝）的特征在遺傳信息表達

10、過程中起關鍵作用基因表達調(diào)控蛋白都是通過其分子上特定的氨基酸側(cè)臉與溝中堿基對兩側(cè)潛在的氫原子供體（=NH）或受體（O和N）形成氫鍵而識別DNA遺傳信息的。?溝的寬窄及深淺影響調(diào)控蛋白對DNA信息的識別?三種構(gòu)型的DNA處于動態(tài)轉(zhuǎn)變之中?DNA二級結(jié)構(gòu)的變化與高級結(jié)構(gòu)的變化是相互關聯(lián)的，這種變化在DNA復制與轉(zhuǎn)錄中具有重要的生物學意義。3、染色體蛋白質(zhì)：負責DNA分子遺傳信息的組織、復制和閱讀組蛋白(histone)?核小體組蛋白(nuc

11、leosomalhistone)：H2B、H2A、H3和H4幫助DNA卷曲形成核小體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)?H1組蛋白：在構(gòu)成核小體時H1起連接作用它賦予染色質(zhì)以極性。?特點：?真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)蛋白，富含帶正電荷的Arg和Lys等堿性氨基酸，屬堿性蛋白質(zhì)，可以和酸性的DNA緊密結(jié)合（非特異性結(jié)合）；?沒有種屬及組織特異性，在進化上十分保守。非組蛋白特點：?非組蛋白具多樣性和異質(zhì)性；?對DNA具有識別特異性，又稱序列特異性；均為DNA結(jié)合蛋白

12、，結(jié)合位點在大溝內(nèi)，依靠氫鍵和離子鍵結(jié)合的序列是保守的?具有多種功能，包括基因表達的調(diào)控和染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的形成。非組蛋白的不同結(jié)構(gòu)模式?α螺旋轉(zhuǎn)角α螺旋模式(helixturnhelixmotif)?鋅指模式(Zincfingermotif)?亮氨酸拉鏈模式(Leucinezippermotif，ZIP)?螺旋環(huán)螺旋結(jié)構(gòu)模式(helixloophelixmotif，HLH)?HMG盒結(jié)構(gòu)模式（HMGboxmotif）：組蛋白密碼（his

13、toncode）1、組蛋白尾的轉(zhuǎn)錄后修飾包括lys乙?；ysArg甲基化，Ser磷酸化，單多泛素化及ADP核糖基化等。2、這些組蛋白尾巴的不同修飾相互作用，構(gòu)成了對其DNA活性進行調(diào)節(jié)的“組蛋白密碼”，從而大大地擴展了遺傳密碼的潛在信息。3、組蛋白尾巴的轉(zhuǎn)錄后修飾很大程度上決定了染色質(zhì)的高級組裝，同時影響到真核生物遺傳信息的組織結(jié)構(gòu)。4、增加的H3、H4的乙酰化總是和轉(zhuǎn)錄激活偶聯(lián)，而去乙酰化往往導致轉(zhuǎn)錄抑制。5、異染色質(zhì)和組蛋白修飾