试述核被膜的超微结构及功能?
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核被膜是包被核内含物的双层膜结构,电镜下的结构组成包括外核膜、内核膜、核间隙、核纤层和核孔复合体。
①外核膜:厚约6~8nm,其胞质面有的部分附有核糖体,结构类似粗面内质网。外核膜并认为是内质网膜的特化区域,外表面亦有核糖体附着,可进行蛋白质的合成。外核膜的外表面可见有中间纤维形成的细胞骨架网络,与细胞核在细胞内的定位有关。
②内核膜:是核被膜中面向核质的一层膜,较外核膜平整光滑,与外核膜平行排列,外表面无核糖体附着。其内侧有一层致密的纤维状网络叫做核纤层。
③核周隙:内外核膜之间的腔隙,宽约20~40nm,内含多种蛋白质和酶。
④核孔:是内外膜相互融合而成的圆环状结构。电镜下显示为复杂而有规律的结构,由一组蛋白质颗粒以特定方式排列而成,成为核孔复合体。
⑤核纤层:是附着于内核膜下的纤维蛋白网。此层电子密度较大,是由10nm粗细的中间丝纵横排列交织成网的纤维蛋白质,一侧结合于内核膜的特殊部位,另一侧与染色体的特殊位点结合。对核膜有支持作用,并与染色质及核组装有密切关系。
核被膜具有以下多种功能:
①核被膜是细胞核和细胞质之间的屏障,内、外核膜的脂质双层分子可阻挡极性分子通过,并有避磁、避电及保持核内pH的作用;
②核周隙是物质之间理化缓冲区,维持核内DNA复制,转录活动的稳定微环境;
③核被膜有物质交换作用,核质之间的水、离子、甘油、蔗糖等小分子物质可迅速通过核膜,而大分子物质可以主动运输、膜泡方式转运;
④核被膜上附有多种三大代谢所需的酶和能量代谢酶,与DNA复制、转录、蛋白质合成有关的酶都位于核膜;
⑤核膜还是基因表达调控的阀门,核内信息通过mRNA经核孔流向细胞质,控制蛋白质的合成,因而核孔可控制信息流量。核孔同时还可介导细胞核与细胞质间的物质运输。
相关参考
①构成核、质之间的天然选择性屏障。 ②避免生命活动的彼此干扰。 ③保护DNA不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤。 ④核质之间的物质交换,与信息交流。
(1)构成核、质之间的天然屏障,避免生命活动的彼此干扰; (2)保护核DNA分子不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤; (3)核质之间物质与信息的交流; (4)为染色体定位提供支架。
主要有以下三方面的意义: ①基因表达的时空隔离 在原核生物中,基因表达是连续进行的,即mRNA的转录和蛋白质的合成相偶联。这主要是因为原核细胞结构简单,原核生物的基因转录物无须经过剪接。真核生物的
有丝分裂过程中,核纤层与核被膜的解体和重建有关。 (1)在分裂前期末,核纤层蛋白被磷酸化,核纤层解体,核被膜解体; (2)在分裂末期,核纤层蛋白去磷酸化,重新组装成核纤层,核被膜重建。
核孔复合体主要有下列结构组分: (1)胞质环:位于核孔边缘的胞质面一侧,又称外环,环上有8条短纤维对称分布伸向胞质; (2)核质环:位于核孔边缘的核质面(又称内环),环上8条纤维伸向核内,并且在纤
结构要点: (1)每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体及一个分子H1。 (2)组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心结构,由4个异二聚体组成,包括两个H2A-H2B和两个H3
在分裂前期末,核纤层蛋白被磷酸化,核纤层解体,核被膜解体; 在分裂末期,核纤层蛋白去磷酸化,重新组装成核纤层,核被膜重建。
在有丝分裂过程中,核纤层还与核被膜的解体和重建有关。在分裂前期末,核纤层蛋白被磷酸化,核纤层解体,进而使核被膜发生解体;而在分裂末期,核纤层蛋白去磷酸化,重新组装成核纤层,从而又导致核被膜的重建。
细胞核是真核细胞内最大、最重要的细胞器,主要由核被膜、染色质、核仁及由非组蛋白质组成的网络状的核基质组成,是遗传信息的贮存场所,是细胞内基因复制和RNA转录的中心,是细胞生命活动的调控中心。
(一)核被膜(包括核孔复合体):外核膜,附有核糖体颗粒;内核膜,有特有的蛋白成份(如核纤层蛋白B受体);核纤层;核周间隙、核孔(nuclearpore)。其功能为:构成核、质之间的天然选择性屏障;避免