第十章细胞核与染色体
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第十章细胞核与染色体1.细胞核:真核细胞中由双层膜所包被的,包含由DNA、组蛋白等组织而成的染色质的细胞器,是细胞内储存遗传物质的场所,也是基因组复制、RNA合成和加工、核糖体组装的场所。
它是细胞内最大的细胞器,真核生物的细胞都有细胞核,只有成熟的红细胞和植物成熟的筛管没有细胞核。
核膜上有核孔及其环状结构形成核孔复合体,它与大分子物质的运输有关。
2.核被膜:真核细胞内细胞质与细胞核之间由双层膜构成,分别称为外核膜与内核膜。
双层核膜上镶嵌有核孔复合体,能选择性地运输核内外物质。
内膜面向核质,内、外膜间有20~40nm的透明空隙,称为核周间隙,膜上有核孔。
3.核被膜的功能:一方面,核被膜构成了核、质之间的天然选择性屏障,将细胞分成核与质两大结构与功能区域,使得DNA复制、RNA转录与加工在核内进行,而蛋白质翻译则局限在细胞质中。
这样既避免了核质间彼此相互干扰,使细胞的生命活动秩序更加井然,同时还能保护核内的DNA分子免受损伤。
另一方面,核被膜调控细胞核内外的物质交换和信息交流。
核被膜并不是完全封闭的,核质之间进行着频繁的物质交换与信息交流。
这些物质交换与信息交流主要是通过核被膜上的核孔复合体进行的。
4.内、外核膜各有特点:①外核膜表面常附有核糖体颗粒,且常常与糙面内质网相连续,使核周间隙与内质网腔彼此相通、从这种结构上的联系出发,外核膜可以被看作是糙面内质网的一个特化区域。
②内核膜表面光滑,无核糖体颗粒附着,但紧贴其内表面有一层致密的纤维网络结构,即核纤层。
内核膜上有一些特有的蛋白成分,如核纤层蛋白B受体(lamin B receptor,LBR)。
5.核纤层:位于核膜内侧,由核纤层蛋白组成的纤维状网络结构。
在与核质相邻的核膜内表面有一层厚30~160nm的网络状蛋白质,叫核纤层,对核被膜起支撑作用。
核纤层由3种分子量为6~7万道尔顿的多肽亚单位α、β、γ所组成,核纤层纤维的直径约10 nm,属于中间纤维的一种,其中β亚基与内核膜的特异受体蛋白相结合,α、γ亚单位与β相连接,而α、γ又同染色质的特定部分相结合。
名词解释:第三章细胞生物学研究方法非细胞体系:来源于细胞,而不具有完整的细胞结构,但包含了进行正常生物学反应所需的物质(如供能系统和酶反应体系等)组成的体系即为非细胞体系。
原位杂交:将标记的核酸探针与细胞或组织中的核酸进行杂交,称为原位杂交。
原位分析:在保持细胞结构的基础上,某些化学物质(显色剂)和细胞内某种成分发生化学反应,在细胞局部范围内形成有色沉淀物,从而对细胞化学成分进行定性或定位。
用于对某些细胞成分进行定性和定位研究。
放射自显影技术:利用放射性同位素的电离辐射对乳胶(含AgBr或AgCl)的感光作用,对细胞内生物大分子进行定性、定位与半定量研究的一种细胞化学技术。
第四章细胞质膜脂质体:脂质体是一种人工膜。
在水中,搅动后磷脂形成脂双层分子的球形脂质体,直径25~1000nm不等。
人工脂质体可用于:转基因、制备药物和研究生物膜的特性。
脂筏:在以甘油磷脂为主体的生物膜上,胆固醇、鞘磷脂等形成有序的脂相,如同漂浮在脂双分子层上的“脂筏”一样载着执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白。
膜骨架:膜骨架是指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构,它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
生物膜:质膜和内膜总称为生物膜。
细胞质膜是指围绕在细胞最外层,由脂质和蛋白质组成的生物膜,所以又称细胞膜。
围绕各种细胞器的膜,称为细胞内膜。
生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。
第五章物质的跨膜运输水孔:即水通道,是内在膜蛋白的一个家族,在各种特异性组织细胞中提供了水分子快速跨膜运动的通道。
对水有高度特异性,只容许水而不容许离子或其他小分子溶质通过。
P-型离子泵:其原理与钠钾泵相似,每分解一个A TP分子,泵出2个Ca2+。
位于肌质网上的钙离子泵占肌质网膜蛋白质的90%。
V-型离子泵:存在于各类小泡膜上,水解A TP产生能量,但不发生自磷酸化,位于溶酶体膜、植物液泡膜上。
F-型离子泵:H+ 顺浓度梯度运动,利用质子动力势合成A TP,也叫A TP合酶,位于细菌质膜,线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上。
厦门大学细胞生物学历年真题章节总结第三章细胞生物学研究方法生长因子【2007】 DNA芯片【2010】Ribosome和Ribozyme【2010】激光共聚焦扫描显微镜【2010】治疗性克隆【2011】某转录因子平时只在细胞质中分布,但当细胞受到某些信号刺激时,该转录因子迅速被转运至细胞核内,以对相关基因的表达进行调控。
请设计一个实验(写出主要步骤),以观察该转录因子在细胞内的分布,并简要说明实验依据。
【2004】目前主要有哪些方法用来在体外或体内进行研究蛋白质与蛋白质之间的相互作用?请以其中一种方法为例来简要说明其基本原理。
【2006】什么是激光扫描共聚焦显微镜技术?简述其基本主要原理。
该技术为什么可以用来观察细胞样品的三维结构?激光扫描共聚焦显微镜与什么技术结合起来应用可以对细胞内特定的蛋白质进行定性,定位和定量研究?【2006】简述Feulgen反应的原理。
【2007】请简述原位杂交技术的原理。
【2010】流式细胞仪在分析细胞周期的应用(有图)【2010】请简述单克隆抗体技术的原理。
【2011】试述实验鉴定细胞壁、细胞核、淀粉粒、油脂和蛋白质等细胞结构与组分的方法【2011】请设计实验,用四种方法证实某种细胞是生活的。
【2012】第八章细胞信号转导G-蛋白(G-protein)【2002】受体酪氨酸激酶【2004】Receptor tyrosine kinases【2006】Cross-talking【2006】整联蛋白【2008】比较细胞表面受体和胞内受体的异同点。
【2002】试以信号分子NO为例,阐述NO是如何引起血管扩张的?【2004】试述受体酪氨酸激酶介导的信号通路的基本过程和特点。
【2005】什么是信号转导?细胞外信号分子众多,细胞怎样根据自己的需要对这些信号做出选择?细胞信号转导的基本特征有哪些?【2005】简述NO促进血管舒张的主要分子机理。
【2006】什么是蛋白激酶和蛋白磷酸酶?它们在信号转导过程中起何作用?请举例说明。
第十章细胞核与染色体
第四节核基质
核基质(nuclear matrix )或称核骨架(nucleoskeleton)为真核细胞核内的网络结构,是指除核被膜、染色质、核纤层及核仁以外的核内网架体系。
由于核基质与DNA复制,RNA 转录和加工,染色体组装及病毒复制等生命活动密切相关,故日益受到重视。
一、核基质的组成
核基质的组成较为复杂,主要组分有三类:①非组蛋白性纤维蛋白,分子量40-60KD,占96%以上,其中相当一部分是含硫蛋白,其二硫键具有维持核骨架结构完整性的作用;除纤维蛋白外,还有10多种次要蛋白质,包括肌动蛋白和波形蛋白,后者构成核骨架的外罩;核骨架碎片中还存在三种支架蛋白(scaffold proteins,SCⅠ、SCⅡ、SCⅢ),SCⅡ、Ⅲ的功能尚不明确,SCⅠ是DNA拓朴异构酶Ⅱ。
②少量RNA和DNA,RNA对维持核骨架的三维结构是必需的,而DNA称为基质或支架附着区(matrix /scaffold associated region, MAR或SAR),通常为富含AT的区域。
③少量磷脂(1.6%)和糖类(0.9%)。
核骨架纤维粗细不等,直径为3-30nm,形成三维网络结构与核纤层,与核孔复合体相接,将染色质和核仁网络在其中。
核骨架-核纤层-中间纤维三者相互联系形成一个贯穿于核、质间的统一网络系统。
这一系统较微管、微丝具有更高的稳定性。
二、核骨架的功能
1.为DNA的复制提供支架,DNA是以复制环的形式锚定在核骨架上的,核骨架上有DNA 复制所需要的酶,如:DNA聚合酶α、DNA引物酶、DNA拓朴异构酶II等。
DNA的自主复制序列(ARS)也是结合在核骨架上。
2.是基因转录加工的场所,RNA的转录同样需要DNA锚定在核骨架上才能进行,核骨架上有RNA聚合酶的结合位点,使之固定于核骨架上,RNA的合成是在核骨架上进行的。
新
合成的RNA也结合在核骨架上,并在这里进行加工和修饰。
3.与染色体构建有关,现在一般认为核骨架与染色体骨架为同一类物质,30nm的染色质纤维就是结合在核骨架上,形成放射环状的结构,在分裂期进一步包装成光学显微镜下可见的染色体(图10-32)。
图10-32 染色质结合在核骨架/染色体骨架上。