OUTLINE1.核被膜（nuclearenvelope)2.核孔復(fù)合體(nuclearporecomplex)3.染色質(zhì)(chromatin)4.染色體(chromosome)5.核仁(nucleolus)6.核基質(zhì)與核體(nuclearmatrixandnuclearbody)DNA纖維目前一頁\總數(shù)三十頁\編于十三點細(xì)胞核目前二頁\總數(shù)三十頁\編于十三點第一節(jié)核被膜與核孔復(fù)合體

一、核被膜(nuclearenvelope)

結(jié)構(gòu)組成

功能

核被膜的解體與重建目前三頁\總數(shù)三十頁\編于十三點核被膜

目前四頁\總數(shù)三十頁\編于十三點（一）核被膜的結(jié)構(gòu)

(StructureoftheNuclearEnvelope)一般結(jié)構(gòu)◆外核膜(Outernuclearmembrane)◆內(nèi)核膜(Innernuclearmembrane)

◆核周間隙(Perinuclearspace，核周池、核周腔)

兩層核膜之間的空隙,寬15-30nm,其中充滿無定形物質(zhì)

◆核纖層(lamina)

◆核孔(nuclearpore)目前五頁\總數(shù)三十頁\編于十三點（二）核被膜的功能

(FunctionsoftheNuclearEnvelope)

◆基因表達的時空隔離◆核膜成為保護性屏障,使核處于一微環(huán)境◆染色體的定位和酶分子的支架◆物質(zhì)運輸目前六頁\總數(shù)三十頁\編于十三點（三）核被膜的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（domain-specific）。核被膜的解體與重建的動態(tài)變化受細(xì)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(fù)合體蛋白的磷酸化與去磷酸化修飾有關(guān)。目前七頁\總數(shù)三十頁\編于十三點核孔復(fù)合體的結(jié)構(gòu)(魚籠模型)

◆胞質(zhì)環(huán)(cytoplasmicring),外環(huán)◆細(xì)胞質(zhì)顆粒(cytoplasmicgranular)◆核質(zhì)環(huán)(nucleoplasmicring),內(nèi)環(huán)◆中央栓(centralplug),中央運輸?shù)鞍?centraltransporter)◆輻(spoke)

柱狀亞單位(columnsubunit)腔內(nèi)亞單位(luminalsubunit)環(huán)帶亞單位(annularsubunit)

◆籠狀體(basket)

二、核孔復(fù)合體的結(jié)構(gòu)與功能目前八頁\總數(shù)三十頁\編于十三點（一）核孔復(fù)合體模型Modelofthenuclearporecomplex

目前九頁\總數(shù)三十頁\編于十三點

核孔復(fù)合體主要由蛋白質(zhì)構(gòu)成，其總相對分子質(zhì)量約為125×106，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(fù)合體蛋白，具有兩個功能結(jié)構(gòu)域（二）核孔復(fù)合體成分的研究目前十頁\總數(shù)三十頁\編于十三點蛋白名稱對應(yīng)的NPC結(jié)構(gòu)功能與特性gp210Pom121Nup153

Nup180

Nup155P62

P58P54P45Nup84（大鼠）或Nup88（人）Nup214/CANNup107pNup98pNup155p260/Tpr孔膜區(qū)，跨膜蛋白孔膜區(qū)，跨膜蛋白“fish-trap”

胞質(zhì)環(huán)及其纖維

核質(zhì)面與胞質(zhì)面中央顆粒

胞質(zhì)環(huán)纖維

胞質(zhì)環(huán)纖維能與ConA結(jié)合；N端位于膜間腔，C端將NPC錨定在核膜上。能與WGA結(jié)合；C端有FXFG重復(fù)序列。能與WGA結(jié)合；N端有FXFG重復(fù)序列；具有鋅指結(jié)構(gòu)，能夠結(jié)合DNA（invitro）。不能與WGA結(jié)合；其抗體對核質(zhì)交換沒有抑制作用；介導(dǎo)NPC與胞質(zhì)骨架的聯(lián)系。不能與WGA結(jié)合。能與WGA結(jié)合；具有FXFG重復(fù)序列；其抗體對核質(zhì)交換有抑制作用；能與p58，p54，p45形成p62復(fù)合體；與酵母的Nsp1p同源。具有FG重復(fù)序列；與酵母的Nup49p同源。具有FG重復(fù)序列；與酵母的Nup57p同源。具有FG重復(fù)序列。

能與WGA結(jié)合。酵母的Nup84p同源。具有GLFG重復(fù)序列；與酵母的Nup116p同源。與酵母的Nup170同源。不能與WGA結(jié)合。已知的脊椎動物核孔復(fù)合體的蛋白成份簡表目前十一頁\總數(shù)三十頁\編于十三點gp210：結(jié)構(gòu)性跨膜蛋白介導(dǎo)核孔復(fù)合體與核被膜的連接，將核孔復(fù)合體錨定在“孔膜區(qū)”，從而為核孔復(fù)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(fù)合體的核質(zhì)交換功能活動中起一定作用目前十二頁\總數(shù)三十頁\編于十三點p62：功能性的核孔復(fù)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(fù)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(fù)合體蛋白相互作用，從而將p62分子穩(wěn)定到核孔復(fù)合體上，為其N端進行核質(zhì)交換活動提供支持。目前十三頁\總數(shù)三十頁\編于十三點（三）核孔復(fù)合體的功能

進行物質(zhì)運輸:

包括主動運輸和被動運輸目前十四頁\總數(shù)三十頁\編于十三點核孔運輸特點◆被動運輸◆主動運輸●信號引導(dǎo)●雙向性目前十五頁\總數(shù)三十頁\編于十三點通過核孔復(fù)合體物質(zhì)運輸?shù)墓δ苁疽鈭D（引自B.Talcott等，1999）

（a）自由擴散

（b）協(xié)助擴散

（c）信號介導(dǎo)的核輸入

（d）信號介導(dǎo)的核輸出目前十六頁\總數(shù)三十頁\編于十三點核

質(zhì)

素

的

核

定

位

信

號

及

其

作

用目前十七頁\總數(shù)三十頁\編于十三點（四）

核蛋白運輸機制

基本概念

◆核蛋白(nuclearprotein)：在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成后，需要或能夠進入細(xì)胞核內(nèi)發(fā)揮功能的一類蛋白質(zhì)

◆核定位信號(nuclearlocalizationsignals,NLS)：

具有定向、定位作用的特殊氨基酸系列

NLS是存在于親核蛋白內(nèi)的一些短的氨基酸序列片段， 富含堿性氨基酸殘基，如Lys、Arg，此外還常含有Pro。

NLS的氨基酸殘基片段可以是一段連續(xù)的序列（T抗原），也可 以分成兩段，兩段之間間隔約10個氨基酸殘基（核質(zhì)蛋白）。

NLS序列可存在于親核蛋白的不同部位，在指導(dǎo)完成核輸入后并 不被切除。

NLS只是親核蛋白入核的一個必要條件而非充分條件

目前十八頁\總數(shù)三十頁\編于十三點

◆核輸出信號(nuclearexportsignals,NES）◆輸入蛋白(importin)：僅有核定位信號的蛋白質(zhì)自身不能通過核孔復(fù)合體，它必須與水溶性的NLS受體結(jié)合才可穿過NPC，這種受體稱為輸入蛋白。

◆輸出蛋白(exportin)：存在于細(xì)胞核中，能夠識別輸出信號并與之結(jié)合的蛋白質(zhì)。目前十九頁\總數(shù)三十頁\編于十三點核定位信號目前二十頁\總數(shù)三十頁\編于十三點核蛋白輸入機理目前二十一頁\總數(shù)三十頁\編于十三點核內(nèi)蛋白質(zhì)的輸出目前二十二頁\總數(shù)三十頁\編于十三點mRNA的輸出目前二十三頁\總數(shù)三十頁\編于十三點轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA的核輸出RNA聚合酶I轉(zhuǎn)錄的rRNA分子：以RNP的形式離開細(xì)胞核，需要能量；RNA聚合酶III轉(zhuǎn)錄的5srRNA與tRNA的核輸出由蛋白質(zhì)介導(dǎo)；RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄的hnRNA，在核內(nèi)進行5’端加帽和3’端附加多聚A序列以及剪接等加工過程，然后形成成熟的mRNA出核，5’端的m7GpppG“帽子”結(jié)構(gòu)對mRNA的出核轉(zhuǎn)運是必要的；細(xì)胞核中既有正調(diào)控信號保證mRNA的出核轉(zhuǎn)運，也有負(fù)調(diào)控信號防止mRNA的前體被錯誤地運輸，后者與剪接體(spliceosome)有關(guān)。mRNA的出核轉(zhuǎn)運過程是有極性的，其5’端在前，3’端在后。入核轉(zhuǎn)運與出核轉(zhuǎn)運之間有某種聯(lián)系，它們可能需要某些共同的因子。目前二十四頁\總數(shù)三十頁\編于十三點第二節(jié)染色質(zhì)(chromatin)●染色質(zhì)的概念及化學(xué)組成

●染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位—核小體(nucleosome)

●染色質(zhì)包裝的結(jié)構(gòu)模型●常染色質(zhì)和異染色質(zhì)目前二十五頁\總數(shù)三十頁\編于十三點一、染色質(zhì)的概念◆染色質(zhì)(Chromatin):指間期細(xì)胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu),是間期細(xì)胞遺傳物質(zhì)存在的形式◆染色體(chromosome):指細(xì)胞在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中,由染色質(zhì)聚縮而成的棒狀結(jié)構(gòu)◆染色體與染色質(zhì)比較

●在化學(xué)本質(zhì)上沒有差異●在構(gòu)型上不同●是遺傳物質(zhì)在細(xì)胞周期不同階段的不同表現(xiàn)形式。目前二十六頁\總數(shù)三十頁\編于十三點二、染色質(zhì)DNA基因組（genome）：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。

基因組大小通常隨物種的復(fù)雜性而增加基因組中兩類遺傳信息

編碼序列調(diào)控序列目前二十七頁\總數(shù)三十頁\編于十三點物種 基因組大小平均基因長（bp）基因數(shù)目大腸桿菌4.2×106bp，1.2Kb 約2350酵母1.3×107bp1.4Kb約6100果蠅1.4×108bp11.3Kb約8750人3×109bp16.3Kb約125000幾種生物基因組比較目前二十八頁\總數(shù)三十頁\編于十三點DNA分子一級結(jié)構(gòu)具有多樣性非重復(fù)序列DNA(單一序列或1-5個拷貝)中度重復(fù)DNA序列（拷貝數(shù)在10個以上的序列稱為重復(fù)序列，重復(fù)次數(shù)在102-105為中度重復(fù)序列） 短散在重復(fù)元件（shortinterspersedelements，SINEs） 長散在重復(fù)元件（longinterspersedelements，LINEs） 在物種進化過程中是基因組中可移動的遺傳元件，并且 影響基因表達。高度重復(fù)DNA序列（重復(fù)次數(shù)在105以上） 衛(wèi)星DNA（satelliteDNA），主要分布在染色體著絲粒部位；

小衛(wèi)星DNA（minisatelliteDNA），又稱數(shù)量可變的的串聯(lián)重復(fù) 序列，常用于DNA指紋技術(shù)（DNAfinger-printing）作個體鑒定；

衛(wèi)星DNA（micros