細胞微核是什麽?
細胞核是細胞內最大的細胞器。它是由核膜(naclear membrane)、染色質(chromatin)、核仁(nucleolus) 和核液(nucleochy lema)幾部分組成。
細胞核是細胞的控制中心,在細胞的代謝、生長、分化中起著重要作用,是遺傳物質的主要存在部位。壹般說真核細胞失去細胞核後,很快就會死亡,但紅細胞失去核後還能生活120天;植物篩管細胞,失去核後,能活好幾年。盡管細胞核的形狀有多種多樣,但是它的基本結構卻大致相同,即主要是由核被膜、染色質、核仁和核骨架構成。
核膜由兩層單位膜組成,把核與細胞質隔開,兩層膜的中間為空隙,叫核周腔。膜上有穿孔,占膜面積的8%以上。
核膜使細胞核成為細胞中壹個相對獨立的體系,使核內形成壹相對穩定的環境。同時,核膜又是選擇性滲透膜,起著控制核和細胞質之間的物質交換作用。
染色質:染色質是真核細胞的間期核中DNA,組蛋白,非組蛋白蛋白質以及少量RNA所組成的壹串念珠狀復合體。是細胞間期遺傳物質存在的形成。易被堿性物質著色。
核液:是核內沒有明顯結構的基質。
核仁經常出現在間期細胞核中,它是勻質的球體,其形狀、大小、數目依生物種類,細胞形成和生理狀態而異。核仁的主要功能是進行核糖體RNA的合成。
從其結構,我們可以得出細胞核的功能:控制細胞的遺傳,生和長和發育。德國藻類學哈姆林的傘藻嫁接試驗驗證了細胞核是遺傳物質攜帶者。
1、核被膜(nuclear envelope)
核被膜(包括核孔復合體)是真核細胞中普遍存在的結構,它們不僅是細胞質和細胞核的界限,而且還控制著核、質之間物質和信息交流。核被膜是雙層膜,膜厚約7~8nm,膜間為寬10~50nm的核周腔(perinuclear space)。
核被膜可分為三個區域:
— 核外膜:面向胞質,附有核糖體顆粒,與內質網相連。
— 核內膜:面向核質,表面上無核糖顆粒,膜上有特異蛋白,為核纖層提供結合位點。
— 核孔(nuclear pores):在內外膜的融合處形成環狀開口,又稱核孔復合體,直徑為50~100nm,壹般有幾千個,核孔構造復雜,含100種以上蛋白質,並與核纖層緊密結合成為核孔復合體。是選擇性雙向通道。功能是選擇性的大分子出入(主動運輸),酶、組蛋白、mRNA、tRNA;存在電位差,對離子的出入有壹定的調節控制作用。
核纖層是緊貼核內膜的壹層厚度為20~50nm的纖維蛋白片層或纖維網絡,成分為中間纖維蛋白,稱為核纖層蛋白(lamin)。核纖層與細胞質骨架、核骨架連成壹個整體,壹般認為核纖層為核被膜和染色質提供了結構支架。
2、染色體和染色質
染色質和染色體在化學成分上並沒有什麽不同,而只是分別處於不同的功能階段的不同的構型。染色質是指間期細胞內由DNA、組蛋白和非組蛋白及少量RNA組成的線形復合結構,是間期細胞遺傳物質存在形式。固定染色後,在光鏡下能看到細胞核中經許多或粗或細的長絲交織成網的物質,從形態上可以分為常染色質(euchromatin)和異染色質(heterochromatin)。常染色質呈細絲狀,是DNA長鏈分子展開的部分,非常纖細,染色較淡。異染色質呈較大的深染團塊,常附在核膜內面,DNA長鏈分子緊縮盤繞的部分。染色體是指細胞在有絲分裂或減數分裂過程中,由染色質縮聚而成的棒狀結構。
染色質的主要成分:DNA、蛋白質(組蛋白、非組蛋白)、少量RNA。蛋白質有祖蛋白和非祖蛋白,組蛋白(histones)富含lys,Arg,堿性,能和帶負電荷的DNA結合,分為H1, H2A, H2B, H3, H4五種;非組蛋白是參與DNA復制和轉錄的酶。
染色質的結構單體為核小體,直徑約10nm,相鄰以1.5~2.5nm的細絲相連,核心由4組組蛋白( H2A,H2B,H3,H4 )構成,DNA纏繞在核心的外周,核小體之間為連接DNA,上有H1,1個核小體上***有200個堿基對,構成染色質絲的壹個單位。
3、核仁
細胞核中圓形或橢圓形的顆粒狀結構,沒有外膜,在蛋白質合成旺盛的細胞,常有較大或多個核仁,核仁富含蛋白質和RNA分子。核仁由顆粒組分,纖維中心和致密纖維組分三大部分組成。核仁組成成分包括rRNA,rDNA和核糖核蛋白。核仁是rRNA基因存儲,rRNA合成加工以及核糖體亞單位的裝配場所。
核仁組織區(nucleolus organizer region):即rRNA序列區,它與細胞間期核仁形成有關,構成核仁的某壹個或幾個特定染色體片斷。這壹片段的DNA轉錄為rRNA, rRNA所在處。
4、細胞核骨架
核骨架是由纖維蛋白構成的網架結構,其蛋白成分按道理說細胞質骨架有的,核骨架也應該有。但現在在核骨架中只發現有角蛋白和肌蛋白質成分,在某些原生動物核骨架中還發現含有微管。同時在核骨架中還有少量RNA,它對於維持核骨架三維網絡結構的完整性是必需的。在進化趨勢看,核骨架組分是由多樣化走向單壹,特化。
細胞核通常是壹個球形體,某些白血細胞的細胞核具有許多分葉。
無論核的形狀如何,它都被壹雙層膜(核膜)與細胞質分隔。通過細胞質與細胞核之間的任何物質均需通過核膜。核膜上零星分布有壹些小孔,這些核孔使分子甚至相當大的分子容易穿過核膜。但核孔不是核膜上的簡單開口,孔內經常充塞著電子密度大的物質構成的小栓,核與細胞質之間的氫離子濃度差別也表明,物質通過並非如所設想的膜結構那麽自由。核膜僅在細胞分裂時消失,這是個短暫時期。核膜外膜與內質網的膜常常是連續的,並可能保持更早的聯系,核靠細胞質的壹邊常常被覆核糖體。
細胞核經酸固定後容易被堿性物質染色,顯示出細線網架結構,其中分布著更加粗的染色物質團塊,這就是染色質。細線是常染色質,粗糙團塊是異染色質。異染色質是更多的直徑更小的相同細線網架結構。染色質在細胞分裂期間濃縮變成小體,通常稱為染色體,每壹物種正常時的染色體數目、大小和形狀是特定的。
細胞核除染色質外還有壹個或幾個致密小體,即核仁。核仁由特定染色體的特殊區段所形成,並附著在這些區段上。這類特殊區段叫做核仁組織區。核仁組織區不但合成核仁物質中的核酸部分,還把它們組成壹個致密小體。核仁的特征因細胞類型及代謝狀態而異。在活躍細胞、快速生長的胚胎細胞以及進行蛋白質合成的細胞中,核仁比較大也比較致密。在細胞分裂過程中,核仁時隱時現。核仁內部可區分為松散的線狀網架及顆粒物質。核仁及其有關的染色質與核糖體的形成有關,核糖體在細胞質中逐漸積累,最終組成細胞合成蛋白質上的結構。核仁不被孚爾根染料染色,表明核仁與染色質結構中所含的核酸種類是不同的。
大多數細胞都是單核的,單核情況是分隔生活物質為容易控制單位的最有效、最經濟的方式。雖然紅細胞在生存的大部分時期內不具備細胞核,但它們在較短的分化階段是有細胞核的。無核的細胞是短命的沒有後代的細胞,細胞核(主要是染色質)是必不可少的細胞器,它提供維持細胞質長期行使功能的信息或能力。橫紋肌細胞通過細胞融合形成多核。
細胞核是細胞的調控中心。遺傳學就是建立在這種假說之上:染色體是遺傳傳遞的載體,染色體中DNA是遺傳的分子基礎。
作者: 許誌劍 2005-8-10 21:02 回復此發言
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2 回復:細胞核問題
核仁是細胞核內核糖體RNA (rRNA ) 合成和加工的重要場所.我認為細胞核中含有核糖體RNA 很可能也是由病毒或細菌進化來的,不過我沒看見過關於此問題的文章,我只是自己這樣認為。若有高手知道請壹定教我。貼個貼。謝謝!
作者: 許誌劍 2005-8-10 21:10 回復此發言
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3 回復:細胞核問題
核仁的成分是什麽?
作者: 青春正長 2005-8-10 23:52 回復此發言
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4 回復:細胞核問題
順便都帖了
細胞生物學筆記(/dispbbs.asp?boardid=114&id=125247)
第四節 核 仁(nucleolus)
在光學顯微鏡下,核仁是具有較強折光性的球體。在固定標本上,它容易被堿性染料和某些酸性染料著色。
數目和大小依細胞的種類和生理狀態不同而有很大的變化。
核仁是rRNA基因轉錄和轉錄產物加工、裝配形成核糖體大小亞單位前體的場所,與蛋白質的合成關系密切。
壹、超微結構
1.纖維中心
電子密度最低,是rDNA基因儲存場所核仁組織區(NOR):
rDNA是壹種串聯重復的DNA
序列。rDNA基因位於某些染色體
的固定區域稱為核仁組織區(NOR)。
在許多情況下,NOR區定位在
核仁染色體次縊痕部位。
2.致密纖維組分
RNA與蛋白質的復合物構成直徑5nm左右的細絲, 組成海綿狀網架, 電子密度最高,染色較深,是rDNA活躍地轉錄rRNA並進行加工的區域。
3.顆粒組分
形態: 多分布在核仁的周邊,顆粒直徑約15~ 20nm,電子密度較高。這些顆粒代表著正在加工、處於不同成熟階段的核糖體亞基的前體顆粒。
4.核仁基質
核仁基質電子密度低,具有纖維成分、顆粒成分、酶及蛋白質等。核仁基質又稱核仁骨架,與核基質相連。
5、核仁相隨染色質
核仁內染色質(FCs) 核仁周圍染色質2、核仁三種基本組分的功能
纖維中心(FCs):rRNA基因的儲存位點; 致密纖維組分 (DFC): 轉錄RNA並進行加工與修飾 顆粒組分區(GC):負責裝配核糖體亞單位,是核糖體亞單位成熟和儲存的位點。二、核仁的功能
rRNA的合成、加工和核糖體亞單位的裝配等。
1、 rRNA基因轉錄的形態及組織特征
轉錄的形態:
組織特征:
轉錄單位或初始轉錄物的結構:
2、rRNA前體的加工
(1)剪切(人與鼠)
(2)修飾
3、核糖體亞單位的組裝
成熟的 rRNA的核苷酸序列約為45S rRNA 的壹半。
5S rRNA基因的轉錄是在核仁以外進行的,5S rRNA合成後被轉運至核仁中,參與核糖體大亞單位的組裝。
二、 核仁周期
核仁染色體的凝集(前期)與解凝集(末期),決定核仁的消失和重現。
核仁愈合:幾個前核仁體(PNBs)愈合成1~2個核仁。
第五節 細胞核骨架
核基質(nuclear matrix)是指細胞核中除去核被膜、染色質、核仁以外,由纖維狀和顆粒狀蛋白質等構成的網架體系,又稱核骨架(nuclear skeleton)。
壹、核基質的化學組成
核基質的化學成分主要是蛋白質,其含量達90%以上,此外,還含有少量的RNA和DNA。
二、核基質的形態結構
間期核中核基質是由粗細不均的纖維蛋白和顆粒狀結構相互聯系構成復雜而有序的三維網絡結構,充滿整個核空間。
核基質、核纖層與細胞質中的中間纖維在結構上相互聯系,形成壹個貫穿於細胞核與細胞質之間的復合網絡系統。
三、核骨架的功能
核骨架在真核細胞的染色體空間構建、基因表達調控、DNA復制、RNA轉錄以及RNA剪切、加工、修飾和轉運過程中都起著極為重要的作用。
核骨架復雜多樣的生物學功能,除了靠核骨架蛋白外,更重要的是通過多種核骨架結合蛋白的***同參與完成。
具體功能
1. 核骨架對間期核內 DNA的空間構型起著支撐和維系作用,也參與 DNA分子超螺旋化的構築。
2. 核骨架的纖維蛋白上有 DNA復制的固定位點,其周圍有復制的各種酶、引物等,保證了DNA的復制能有效、迅速地進行。
3. RNA的轉錄在核骨架上進行。基因只有結合在核骨架上才能進行轉錄。
4. 轉錄形成的 RNA(如hnRNA)在核骨架上進行加工修飾。
5 核骨架與病毒的復制。
四 核纖層
核纖層(nuclear lamina)是真核細胞中緊貼內核膜內層、由纖維蛋白組成的纖維狀網架結構,其厚薄隨細胞不同而異。
在細胞核內核纖層與核骨架和染色質相連,在細胞核外與中間纖維連接,使細胞核骨架與細胞質骨架相連。
1. 核纖層的組成成分
核纖層的主要成分是核纖層蛋白(lamin或lamina),包括lamin A、 lamin B、和lamin C三種,它們的分子量分別為74000、72000、62000道爾頓(圖11-13)2.核纖層的主要功能
1. 間期細胞核中,核纖層的外層與維持核孔的位置和核被膜的形狀有關。
2. 核纖層對維持和穩定間期細胞核的形狀和染色質高度有序性有重要作用。
3. 在有絲分裂前期,核纖層蛋白磷酸化,使核膜破裂。末期,核纖層蛋白去磷酸化,使核膜重建。核纖層在細胞的有絲分裂中,與染色質的螺旋化、解螺旋,以及核被膜的崩解、重組密切相關。