第八章 细胞核
一．核膜和核孔复合物 1．核膜 概念：位于细胞核的最外层，是细胞核与细胞质之间的界限，调控细胞核内外的物质交换和信息交流；
组成： 核外膜：表面附有核糖体，与粗面内质网（rER）相连；
核内膜：表面光滑，附有一层致密的纤维网络结构（核纤层），决定细
胞核形态；
膜间隙：与内质网腔相通
核孔: 内、外膜相互融合形成的环状开口，嵌有核孔复合体
2．核孔复合物 （1）结构
环：胞质环、核质环（核篮）；
辐：柱状亚单位、腔内亚单位、环带亚单位； 中央栓
（2） 功能------双向选择性亲水通道 被动运输：孔径10nm， ≤60kDa 主动运输：孔径20nm
>亲核蛋白的核输入信号：核定位信号(NLS) ；10个氨基酸的短肽，指导亲核
蛋白完成核输入后并不切除
（ NLS 、NES、信号肽和信号斑 )
（importinα/β、nucleoporin、Ran—GTP/GDP）
>亲核蛋白的入核转运：①亲核蛋白通过NLS识别importin α，与可溶性NLS受体importinα/β异二聚体结合，形成转运复合物；
②在importinβ的介导下，转运复合物与核孔复合体的胞质纤维结合； ③转运复合物通过改变构象的核孔复合体从胞质面被转移到核质面；
④转运复合物在核质面与Ran-GTP结合，并导致复合物解离，亲核蛋白释放；
⑤受体的亚基与结合的Ran并与importinβ解离，Ran-GDP返回核内再转换成
Ran-GTP状态。
>mRNA 、tRNA和核糖体亚基的核输出：核输出信号nuclear export signal （NES）
>请说明Ran在亲核蛋白的核输入过程中所起的作用。
①在细胞质内, 受体(importin)与cargo protein的NLS结合 ②受体/亲核蛋白复合物和 Ran-GDP 穿过核孔进入细胞核
③在核质内，在GEF作用下Ran-GDP 转变为Ran-GTP，并与受体 importin结合 ④构象改变导致受体释放出cargo protein
⑤受体-Ran-GTP complex 被运回细胞质, 在GAP 作用下 Ran-GTP被水解为Ran-GDP, Ran与受体 importin分离 3.核纤层lamina
是位于细胞核内层核膜下的纤维蛋白片层或纤维网络 （1）结构和组成：由核纤层蛋白laminA、B、C组成 （2）功能
在间期细胞中，核纤层为核膜提供一个支架；
在分裂细胞中，核纤层的可逆性解聚调节核膜的崩解和重建；
核纤层蛋白磷酸化时，核膜崩解；核纤层蛋白去磷酸化时，核膜重建；
在间期细胞中，核纤层为染色质提供核周锚锭部位，维持和稳定间期染色质高度有序的结构；
调节基因表达，调节DNA修复
二．染色质和染色体 1．组蛋白和非组蛋白
与染色质DNA结合的蛋白质负责DNA分子遗传信息的组织、复制 （1） 组蛋白 ·构成真核生物染色体的基本结构蛋白
富含Arg和Lys的碱性蛋白质，等电点在pH10.0以上， 可以和酸性DNA紧密结合，分为H1, H2A, H2B, H3, H4五种。 H2A, H2B,
H3, H4为核小体组蛋白，在进化上十分保守，没有种属和组织特异性。H1的种族保守性低，有一定的种属和组织特异性。
Histone在维持染色体结构和功能的完整性上起着关键性的作用。 Histone与DNA在细胞周期的S期合成。DNA复制停止，Histone合成
也立即停止。
（2） 非组蛋白 ·主要指导与特异DNA序列结合的蛋白质
富含天冬氨酸、谷氨酸和色氨酸的酸性蛋白质。 占染色体蛋白质的60—70%，在不同组织细胞中的种类和数量都不相同。
在整个细胞周期中都有不同类型的非组蛋白合成。
能识别并结合在特异的DNA序列上，识别和结合靠氢键和离子键。 非组蛋白在调节真核生物基因表达，染色体高级结构的形成等方面起着
重要的作用。 α螺旋-转角-α螺旋模式
羧基端的α螺旋为识别螺旋，识别DNA大沟的特异碱基信号 锌指模式
Cys2/His2 锌指单位和Cys2/ Cys2锌指单位
列的结合模式非组蛋白与DNA 序③ Leu拉链模式
2个蛋白质分子的α螺旋之间靠Leu的疏水键形成一条拉链状结构，以二聚体形式与DNA特异结合。
2．染色体的分子结构模型
（1） 染色体的四级结构模型
Korberg(1974年)：念珠模型，核小体 Finch(1976年)：螺线管 Bak(1977年)：超螺线管 染色单体
（2） 袢环模型
J.Painta和D.Coffey（1984年）：强调了非组蛋白在染色体包装中的作用。
由螺线管形成DNA袢环，每18个袢环呈放射状平面排列，结合在核基质(非组蛋白)上形成微带，大约106个微带沿纵轴构建染色单体
>DNA是如何包装成染色体的？ >>四级结构模型：有DNA和组蛋白包装成核小体，即200bp的DNA和组蛋白八聚体（ H2A, H2B, H3, H4各2个）； 在H1作用下，由直径10nm的核小体串珠结构螺旋化，每圈6个核小体，形成外径30nm，内径10nm，螺距11nm的螺线管；
由螺线管进一步螺旋化形成直径0.4μm的超螺线管； 超螺线管进一步螺旋折叠，形成长2-10μm的染色单体。
>>袢环模型：由螺线管形成DNA袢环，每18个袢环呈放射状平面排列，结合在核基质(非组蛋白)上形成微带，大约106个微带沿纵轴构建染色单体。 （强调了非组蛋白在染色体包装中的作用）
3． 重要概念
（1） 常染色质和异染色质
常染色质：间期细胞核内染色质纤维折叠压缩程度低，相对处于伸展状态，用碱性染料染色时着色浅的染色质；
异染色质：间期细胞核内染色质纤维折叠压缩程度高，处于聚缩状态，用碱性染料染色时着色深的染色质
结构（组成）异染色质：在整个细胞周期都处于聚缩状态，没有较大变化的异染
色质；
特点：1、在中期染色体上多定位于着丝粒区、端粒、次缢
痕及染色体臂的某些节段；
2、由相对简单、高度重复的DNA序列构成； 3、有显著的遗传惰性
4、在复制行为上与常染色质相比表现为晚复制、早聚缩；
5、占有较大部分核DNA
兼性异染色质：在发育阶段，原来的常染色体聚缩，并丧失转录活性，变为异染
色质。
（2） 着丝粒和着丝点
着丝点结构域、中央结构域、配对结构域
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