Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,Introduction-Nucleus,最大的细胞器,(organelle),重要的胞内区室,(compartment),核被膜,核基质,染色质,核仁,核体,染色质包装,遗传信息读取,RNA,修饰,RNP,组装,核孔物质运输,Cell biology concern about,细胞生物学：,基本结构 组成成分,核内生命活动的组织、协调,生理意义,基因的分子生物学：,染色质包装 从,DNA,到,mRNA,非编码,RNA,遗传学 生物化学,内容提要,基本结构及主要功能元件,1,核内分子生物学过程概述,2,核孔复合体及其介导的物质运输,3,核膜的崩解与组装,4,核仁及其他核内结构的组成与功能,5,细胞核基本结构,核被膜 核基质 染色质 核仁 核体,核被膜的结构组成,核被膜,(nuclear envelope),核膜,(nuclear membrane),核孔复合体,(nuclear pore complex,NPC),核纤层,(nuclear lamina),核膜,(nuclear membrane),外核膜,核糖体颗粒 与内质网相连,内核膜,无核糖体颗粒,LBR,核周间隙,与内质网腔相通,核孔,内外膜融合 孔膜区,核孔复合体,(NPC),孔膜区域组装的复杂蛋白复合物 核质物质运输,核纤层,(nuclear lamina),核纤层蛋白,(lamin A-C),纤维状网络结构,结构支撑 调节基因表达 调节,DNA,损伤修复,内核膜,NPC,核周染色质,分裂期 核被膜的崩解与组装,核基质,核骨架,蛋白质纤维网架结构体系,真核生物细胞核起源于原核细胞入侵？融合？,染色质,分子生物学：万倍压缩,遗传学：数量 核型 结构,细胞生物学：不同染色质形态的核内分布,核周异染色质,袢环结构,(loop),染色体区域化分布,核仁与核体,核仁：染色体的核仁组织区,RNA,蛋白,核糖体的装配工厂,核体：功能元件,RNP,集中区域 非编码,RNA,蛋白,RNA,修饰,RNP,组装 核糖体装配,内容提要,基本结构及主要功能元件,1,核内分子生物学过程概述,2,核孔复合体及其介导的物质运输,3,核膜的崩解与组装,4,核仁及其他核内结构的组成与功能,5,核内分子生物学过程,染色质结构调节,DNA,复制、修复、重组,基因转录及其调控,RNA,加工,短片：,chromosome coil,短片：,DNA replication,短片：,strand exchange,短片：,gene transcription,内容提要,基本结构及主要功能元件,1,核内分子生物学过程概述,2,核孔复合体及其介导的物质运输,3,核膜的崩解与组装,4,核仁及其他核内结构的组成与功能,5,核孔复合体,-,核质转运通道,跨内外核膜 亲水通道,核孔直径,80-120nm,复合体直径,120-150nm,自由扩散,顺浓度梯度 有效直径,9-10nm,40-60KD,无需能量,主动运输,信号肽,需能量 不去折叠,双向同时运输 转运速度极快（,500,个,/s,）,短片：,Rapid nuclear importation,核孔复合体的结构,30,余种蛋白亚基 多拷贝组合 八边形对称结构,柱状亚基,环带亚基,腔内亚基,环状亚基,蛋白纤维,核篮,核孔复合体转运的分子尺寸限制,无定形结构域,(unstructured region),无序屏障,主动运输与信号肽,蛋白分选：信号肽 核转运信号,(NTS),核分选：核定位信号,(NLS),核输出信号,(NES),任何位置 完成分选后不剪切,核孔复合体转运的生物大分子,NTS/,向导蛋白,转入,(Import),组蛋白,DNA,聚合酶,RNA,聚合酶,RNA,加工相关蛋白,转出,(Export),tRNA mRNA,核糖体前体颗粒,转入,&,转出,基因转录调控蛋白（转录因子）,RNA,向导蛋白,主动运输模型,通道：,NPC,出入口：蛋白纤维,搬运工：核转运受体,(nuclear transport receptor),辅助：,FG-repeats Ran GTP,直接结合,多种,NTR,识别不同,NTS,间接结合,适配蛋白,(adaptor protein),无信号肽大分子 “搭车”,RNA,蛋白质 与有信号肽的蛋白结合,两类核转运受体,(NTR),入核转运受体,(NIR),识别,NLS,蛋白入核,出核转运受体,(NER),识别,NES,蛋白出核,核转运受体对靶蛋白的识别,GTPase,：,Ran,导航：,控制转运方向,调控因子：,Ran-GAP,Ran-GEF,Ran,控制的,NTR,分子开关,NPC,主动运输的分子模型,RNA,的出核转运,向导分子：具有,NES,的辅助蛋白,质量检查：正确折叠和加工的,RNA,分子才能,获得出核资格,内容提要,基本结构及主要功能元件,1,核内分子生物学过程概述,2,核孔复合体及其介导的物质运输,3,核膜的崩解与组装,4,核仁及其他核内结构的组成与功能,5,核膜的崩解与组装,-,骨架章交叉,发生于细胞分裂过程中,触发点：磷酸化,p34,cdc2,N,端,Ser22 C,端,Ser392,Lamin A,单体形式游离,Lamin B,与核膜小泡结合,核膜的崩解与组装,1,核孔复合体和核被膜片段如何找到染色体？,2,游离到胞质中的核蛋白如何回到核内？,3,如何避免不属于核内的胞质蛋白在核膜组装时混入核内？,找到染色体,前期核膜崩解后 游离于胞质内：,核膜小泡,(,双层核膜,+,膜蛋白,),NPC,亚基蛋白,+NIR FG repeats,Lamin Ran Ran-GAP,末期染色体上：,Ran-GEF Ran-GTP Cloud,Lamin,去磷酸化启动核膜重组：,核膜小泡,Lamin NPC,蛋白,+NIR,NPC+NIR Ran-GTP Cloud,核蛋白回归及非核蛋白屏蔽,NPC,组装完毕即开始工作：入核转运,NLS,不剪切的生理意义：反复利用,核膜组装紧贴染色体：屏蔽非核蛋白,无意义转运 核蛋白回归,内容提要,基本结构及主要功能元件,1,核内分子生物学过程概述,2,核孔复合体及其介导的物质运输,3,核膜的崩解与组装,4,核仁及其他核内结构的组成与功能,5,核仁,-Ribosome-producing factory,Unlike many of the major organelles in the cell,the nucleolus is not bound by a membrane,it is a large aggregate of macromolecules.,染色质（,rRNA genes,）,前体,rRNA,成熟,rRNA,rRNA,加工酶,向导,RNA,（,snoRNP,）,核糖体蛋白,核糖体亚单位前体颗粒,核骨架,染色质的核仁组织区,核仁组织区袢环,DNA,核仁主体结构,核糖体加工过程,rRNA,基因转录,前体,rRNA,加工,成熟,rRNA,组装,核糖体亚单位前体颗粒出核,核仁的电镜结构,纤维中心：,rRNA,基因区域,rRNA,基因转录,致密纤维组分：,snoRNP,前体,rRNA,加工,颗粒组分：核糖体亚单位前体颗粒组装及出核转运,核体,了解最少的核内亚结构 高度动态性,特殊蛋白或,RNA,聚集的区域,RNA,工具箱,Cajal body&GEMS,染色质间颗粒,snoRNP snRNP,核体,-RNA,工具箱,Thank You!,