???? ??????? (nucleus and chromosome)

1
???? ??????? (nucleus and chromosome)
? ?????? ? ????????? ? ??? ? ?????????? ?
??? ? ?? ? ???
2
??????

• ? ???????????????????,?????
• ??????????
• ? ??????,??????????????????
• ??????????,???????
• ? ?????,????,??????????????
• ????????????
• ? ???????????
• ? ??????
• ? ??????
• ? ??????
• ? ??????????????????????

3
??? ?????????

• ? ???
• (nuclear envelope)
• ? ?????
• (nuclear pore complex,NPC)
• ? ???
• (Nuclear Lamina)

4
?????

• ?????
• ???????
• ????????????????

5
(?)????

• ? ? ? ?(outer nuclear membrane)
• ???????
• ? ? ? ?(inner nuclear membrane)
• ????????(? ???
• ??B???LBR? P58)
• ? ? ? ?(nuclear lamina)
• ? ????(perinuclear space)
• ? ? ?(nuclear pore)

6
(?)??????

• 1.???????,?????????????????,????????????????
• 2.??????,?DNA??????????????????????
• 3.???????????????????,???DNA????RNA?????????????
  ?????
• 4.?????????????????????

7
????????????????????

• ?????????
• ?????????????,??
• ?????(domain-specific)
• ?????????????????
• ????????????
• ?????????????????
• ??????????,?????
• ????????????????
• ????????????

8
???????(nuclear pore complex,NPC)

• ?????
• ???????????
• ?????????
• ????????????????

9
(?)????

• ????(cytoplasmic ring)??
• ????(nuclear ring)??
• ??(spoke)
• ??????(column subunit)
• ?????? (luminal subunit )
• ??????(annular subunit)
• ????(central plug)transporter

10
(?)??????????

• ?????????????,??????????125106,??????30???????,?1
  000????????
• ? gp210 ? p62

11
???????????????????
12
gp210???????

• ???????????????,??
• ??????????,????
• ???????????????
• ??????????????????
• ??
• ??????????????????
• ?????

13
p62???????????

• ????N??
• ???????????????
• ??????
• ?C??
• ???????????????
• ???,???p62??????
• ?????,??N??????
• ????????

14
(?)????????

• ????????????,????? ????????????

???????????? ????????????
? ???
???????? RNA?RNP????
? ???
15
1?????????????

• ? ?????910 nm,??15nm,?
• ???????????10nm???
• ????????????
• ? ????

16
2?????????????

• ???????????
• ?????????
• ?????RNA????

17
2.1??????

• ????????????????????????????,????????,???????
  ????????????
• ?????????????????
• ?????1020nm,????26nm,
• ??????????????????
• ??,??????,???????
• ????
• ??????????,???????
• ?

18
2.2 ????????

• ???????????
• ????????????

19
??????????

• ?????(karyophilic protein)
• ????????,?????????????????????
• ?????? (nuclear localization signal,NLS)
• ?NLS?????????????????????,??
• ???? ???,?Lys?Arg,??????Pro?
• ?NLS??????????????????(T??),
• ???????,???????10??????(???
• ?)?
• ?NLS???????????????,???????
• ???????????????????????,???
• ????
• ?????--????(nucleoplasmin)?????

20
???????????

• ????NLS?????importin
• ????GTP??????

21
2.3 ????RNA????

• ??????
• (Nuclear Export Signal,NES)
• ?RNA?????????

22
????? (Nuclear Export Signal,NES)

• ??RNA?????????RNA?????????,?RNA??????????
  ?????????,?????????????????????????,????????

23
RNA?????????

• ????RNA?????????????RNA???????????
• ?RNA???I???rRNA???RNP????????,?????
• ?RNA???III???5s rRNA? tRNA???????????
• ?RNA ???II???hn RNA,?????5????3?????A???????????
  ,???????mRNA??,5??m7GpppG?????mRNA??????????
• ??????????????mRNA?????,?????????mRNA?????????,???
  ???(spliceosome)???
• ?mRNA????????????,?5???,3????
• ?RNA????????????????,???????????????
• ?????????????????,??????????????

24
(?)???????????????

• ?????????????????????????,?????
• ???????,?????????
• ???????????????,????????????????????,??????
• ?????????????????,??RNA??????????,?????????????

25
??? ???(chromatin)

• ???????????
• ?????????????
• ?????????????
• ??????
• ????????

26
??????????????

• ? ???DNA
• ? ??????

27
???????????

• ????(chromatin)
• ????????DNA???????????? RNA
• ?????????, ???????????????
• ????(chromosome)
• ????????????????, ?????????
• ?????
• ???????????
• ?????????????????????????
• ?????????
• ???????????????????,?????
• ??,?????

28
(?)???(??)DNA

• ? ???(genome)
• ? DNA???????????
• ? DNA?????????
• ? DNA???????DNA

29
1????(genome)

• ???
• ????????????????????DNA???????,?????
  ????????DNA??,
• ????????????????????,??????????
• ??????????????????
• ???????????
• ??????????????????
• ?????????????????

30
2?DNA???????????

• ????DNA??(????)
• ?????DNA??
• ????????(short interspersed elements,SINEs)
• ????????(long interspersed elements,LINEs)
• ?????????????????????,?????????
• ?????DNA??
• ???DNA(satellite DNA)??????????????
• ????DNA(minisatellite DNA)???????????
• ? ??,???DNA????(DNA finger-printing)???
  ???
• ????DNA(microsatellite DNA)????????,?
• ?????,????????,?????????

31
3?DNA????????? (polymorphism)

• ?????DNA
• ?????DNA?????
• ? DNA????????

32
????DNA

• ? B?DNA?????DNA,???
• ??DNA???
• ? A?DNAB?DNA???????,
• ?????
• ? Z?DNAZ?DNA?????,B
• ?DNA??? ?????,???
• ????

33
DNA????????

• ??(?????)???????????
• ???????
• ???????????????DNA???
• ??
• ??????DNA????????
• ?DNA????????????????
• ?????,?????DNA??????
• ???????????

34
(?)??????

• ??DNA???????????????
• ? ???(histone)
• ? ????(nonhistone)

35
???(histone)

• ??????????????,???????Arg?Lys??????,?????
  ,??????DNA????(??????)
• ???????(nucleosomal histone)
• ???H2B?H2A?H3?H4,??DNA????
• ?????????
• ?????????????,??????
• ???H4????
• ?H1???
• ??????????H1?????, ???
• ???????
• ????????????????
• ?????????????H5??H1

36
????

• ??????????????
• ??DNA???????,???????DNA???? (sequence specific
  DNA binding proteins)?
• ???????,?????????????????????
• ???????????? ?

37
???????????

• ?a??-??-a????(helix-turn-helix motif)
• ?????(Zinc finger motif)
• ????????(Leucine zipper motif,ZIP)
• ???-?-??????(helix-loop-helix motif,HLH)
• ?HMG-?????(HMG-box motif)

38
(?)??????????

• 1.?????????????
• ????????
• ???????H1
• ???????????DNA
• ???????
• 2.????????
• ?????????
• ??????????
• 3.??????????
• ??????
• ???????

39
?????????

• ????H3?H4???????(H3)2(H4)2
• ???,?????????????,DNA??
• ???????????????H2AH2B?
• ??????H3H4??????,?????
• ???DNA???????????DNA???
• 146bp,?????1.75????
• ?DNA????????????
• H2AH2B H4H3 H3H4H2B H2A
• ??????????11nm??5.7nm??????

40
?????????H1

• ???????166bp?DNA???????
• ???????H1???
• ?166bp?DNA?????????????
• ???????
• ????H1??DNA??????????
• ?,?DNA????????????,???????10bpDNA?????
• ?H1???????????????????????????
• ??????

41
??????????DNA

• ?????????????????,???????DNA???
• ?????????????DNA??,????60bp,????????080bp
• ??????????????160240bp????

42
??????

• ?????????
• ???????????DNA??????????????,?????????????????????
  ???
• ??????????????AT?DNA????????????????GC?DNA???????
  ??DNA???????????????????????AT????GC???????????
• ?????????(?????)
• ?????DNA??????????????????????????DNA??(???????)??
  ???????
• ?DNA?????????????(????)?????????????

43
????????

• ????DNA????????????????,???????H1????????????1
  0nm????????????,??????????

44
?????????

• ????10nm????????,????30nm,??10nm,??????11nm??????,
  ??????6??????,??DNA??????6??

45
??????

• ???????????
• ??????????????30nm???,???
• ????????????10nm????? 
• ?????????????????,?????
• ?????
• ???X??????????????????
• ??,???????????11nm??6.0nm?
• ????,???????(dyad symmetry),?
• ???????????(H3)2?(H4)2???,
• ??????H2A?H2B???????????
• ?SV40?????(minichromosome)???????

46
3.??????????

• 1.DNA ?10nm????????(30nm??????),?????????
• 2.????30nm???????????????????????????????
  ?????-????? ?
• 3.????????,????????????????????????
• ?????????????,???????????????????????????Bak???
  1977???????????????????????????????
• ?????????????

47
????????????

• ?????????????
• (multiple coiling model)
• ???????-???????
• (scaffold radial loop structure model)
• ?????????????

48
????????????
????????,?Bak???1977????
??????????????,?10nm??????????30nm????,??????????
0.4um?????????,????????????

• ????????
• ????????(solenoid)
• ?????????(supersolenoid)
• ?????????(chromatid)

• ??7? ??6? ??40?
  ??5?
• DNA ??? ???
  ???? ????

49
??????-???????

• ??????,????????????(chromsomal scaffold)
  ,30nm??????????,???????????????????,?????,????????
  ?????????????????????????????????
• ???????DNA???,?18????????????, ???????????(miniban
  d)??????????????,??106??????????????

50
???????(scaffold)

• ?????????
• ?????????????
• ?????????
• ?????????????
• ???????????

51
(?)????????

• ????????????????????????,???????????????

52
(?)???????? ????

• ?????????????????
• ?DNA??RNA?????0.4mol/L H2SO4???????,?????????,????
  ??????????,??????????????
• ??????/???????????????????

53
(?)????????

• ? ???30???????
• ? ??????
• ?SC II135KD
• ?SC I 170KD ,?DNA?????II ,???????????????????
  ?

54
??????????

• ????????????????????
• ????????????
• ??????????,?????????
• ??????????????
• ??????????????????
• ?????????????????????
• ????
• ????????????????????,
• ????????????????

55
(?)????????????

• ???????????????????????????,??

??? ????? (??) (???)
56
?????????

• (?)???????????????
• ??????
• ????? (euchromatin)
• ????? (heterochromatin)
• (?)???????????????
• ??????
• ??????(active chromatin)
• ???????(inactive chromatin)

57
????(euchromatin)

• ???
• ?????????????????, ??????(?????750?),
  ????????????????????
• ???
• ?DNA?????10002000???
• ?????DNA???????DNA(????
• ???tRNA??)
• ??????????????,???????
• ????????????????

58
????(heterochromatin)

• ???
• ???????,????????????, ?
• ?????,????????????????
• ????????
• ??? ???? ???? ??????
• ???
• ???????(????????)
• (constitutive heterochromatin)
• ???????(??????)
• (facultative heterochromatin)

59
??????(????????)

• ? ???????????,??????,??????????????,DNA??????????
  ????????????,?????????
• ? ?????????
• ? ?????????????????????????????????
• ? ???????????DNA????, ???DNA?
• ? ?????????, ???????????
• ? ???????????????????????
• ? ????????????????,???????????DNA?????,???????

60
??(??)????

• ???
• ???????????????, ???
• ??????, ?????????, ??
• ??????X???????
• ???
• ???????????????????
• ?? ,??????????????X
• ????????,???X??????
• ???????????????????

61
?????(active chromatin)

• ??????????????????????????????

62
??????(inactivechromatin)

• ?????????????????,???????,????????????????????
  ???

63
??? ???(chromosome )

• ???????????
• ????DNA???????
• ?????????
• ??????

64
????????????

• ?????????????
• ???
• ?????????

65
(?)? ?

• ????????
• (metacentric chromosome)
• ?????????
• (submetacentric chromosome)
• ?????????
• (subtelocentric chromosome)
• ????????
• (telocentric chromosome)?

66
???????????????
?????/???? ?????/?????? (??Levan?,1964
Green?,1980)
67
(?)????????

• ????(centromere)????(???kinetochore)
• ????(secondary constriction)
• ??????(nucleolar organizing region,NOR)
• ???(satellite)
• ???(telomere)

68
???????(??)

• ???????(kinetochore domain)
• ???(inner plate)
• ?????(middle space),innerzone
• ???(outer plate)
• ????(fibrouscorona)
• ??????(central domain)
• ?CENP-B??????
• ??????(pairing domain)
• ????????INCENP(inner centromere protein)
• ?????????clips(chromatid linking
  proteins)

69
?????DNA???????(functional elements)

• ????????????
• ?????DNA??(autonomously replicating DNA sequence,
  ARS)
• ????11-14bp?????????AT??????????
• 200bp????????ARS???????
• ????DNA??(centromere DNA sequence,CEN)
• ????????80-90bp?AT?11bp?????
• ???DNA??(telomere DNA sequence,TEL)
• ? ???????
• ? ??? ,??????????????????,
• ?????????????????????????
• ????????(artificial minichromosome)?

70
??????????

• ???(karyotype)
• ????????????????,
• ???????????????????
• ??????(idiogram)
• ????????????????
• ???????, ??????????
• ??????????????,???
• ??????????
• ????????

71
??????? (giant chromosome)

• ??????
• (polytene chromosome)
• ??????
• (lampbrush chromosome)

72
(?)?????

• ?????????????????????
• ??
• ???????????????(endomitosis)
• ???????????
• ?????????,??????
• (housekeeping gene)????, ????
• (luxury gene) ??????
• ????????????????????
• ??????

73
(?)?????(lampbrush chromosome)

• ???????????????????,????????????????
• ??????????????????????????????????
• ???????????
• ???????????

74
??? ??(nucleolus)

• ????????
• ??????
• ??????
• ?????
• ???

75
?????????

• (?)????(fibrillar centers,FC)
• 1.????
• 2.????
• ? DNA??rRNA?????rDNA
• ????
• ?????????????
• ?????????????????????
• ?????RNA???I???????
• 3.????FC?????????????
• rRNA??(rDNA)??????

76
?????????

• (?)??????
• (dense fibrillar component,DFC)
• 1.????
• 2.????
• ? rRNA
• ????
• 3.????
• ???????FC?DFC????,???
• ???????DFC???????

rRNP??
77
?????????

• (?)????(granular component,GC)
• 1.????
• ???1520nm?RNP????,???????????????????????????
  ??????????????????
• 2.????
• ?????(GC)??????????,????????????????

78
?????????

• ?????????,????????
• ????????(nucleolar associated chromatin)
• ????????
• ???????
• ?????
• ?????(nucleolar matrix)
• FC?DFC?GC?????????????

79
??????? (nucleolar organizing
region,NOR)

• ?????????????,???????,?rRNA??????,????????????
  ?

???? rDNA rRNA??
??????????????(NOR) ?????????????
80
???????

• (?)????????(ribosome biogenesis)
• ???????(vetorical process)?????????,
  ???????????????rRNA?????????????????
• ?rRNA????????????
• ?rRNA?????
• ?80S????????
• (?)??????????mRNA???????

81
rRNA????????????

• ?????
• ? 18SrRNA ?5.8SrRNA ?28SrRNA??(rDNA)????????
  ,1005000????????????,???????????NORs???RNA???I???
  ??(????)
• ? 5SrRNA???????????NORs?????????,?RNA???III???
  ??
• ?????
• ???????
• ?rRNA????????????????

82
rRNA?????

• ?????
• ???????
• ??????RNA(snoRNAs)???????????(snoRNPs)
• ???RNA(guide RNA)

83
80S????????

• 1.rRNA??????45SrRNA???70????????,??80SRNP(?????)??
  ?
• 2.????,80SRNP(?????)????5-10???????????20SrRNA????
  ????????32SrRNA????????
• 3.20SrRNA???????????????????RNA????,???18SrRNA????
  ?,5?????????????40S??????

84
80S????????

• 4.????,32SrRNA???????????????????RNA????,??????5.8
  S?28SrRNA???,?????5SrRNA???????????30?????????????
  ?60S???????
• 5.??????????RNA??????,?????????RNA?????,??????????
  ?????
• 6.????????????????????, ???????????????????hnR
  NA?????

85
??????

• ????????
• ?????????????rDNA????????????

86
??? ??????????

• ????????????
• ???????????

87
?????????????

• ??????(active chromatin)?
• ??????(inactive chromatin)
• ??????????

88
?????(active chromatin)? ??????(inactive
chromatin)

• ?????????????????
• ????????????????,??????????,????????????????????RN
  A????????????
• ??????????????????

89
?????????

• ????????DNaseI?????
• ?(DNase I hypersensitive site,DHS)???
• ??????DNA??,????5-????,
• ????bp?
• ? ???????DNaseI???? ??
• ???????????????
• ? ???????????H1????
• ? ???????????????
• ? ????????????H2B??????
• ? ????????????H2A????????
• ????
• ? HMG14?HMG17???????????

90
????????????

• ???????????
• ????????
• ?????????

91
(?)??????????

• ?DNA????????????????
• ??????????DNA????????,
• ???????????????????
• ?????????????????
• ?????????DNA?????????
• ?DNA???A/C???/????(???5-mC)
• ???????
• ???????????????,?????
• ??????(???????????,???(uH2A) //
  Arg,His,Lys,Ser,Thr)
• ?????????????(acetylation),????
• ?HMG????????????????
• ?HMG???????????DNA??,?DNA
• ???DNA-???????????????

92
(?)???????

• ???????(locus control region,LCR)
• ????DNA?????????,????
• ??????????
• ????????????????DNA??
• ??????????????????
• ????(insulator)
• ????????????????????
• ?????????????????DNA
• ??,??????
• ??????????????????
• ???????

93
(?)????????

• ?????????????DNA,???
• ??????????????????
• ????????(nucleosome plow)??

94
??? ???(nuclear matrix)

• ????????(nuclear skeleton)???
• ??????????,???????????????
• ????????????????
• ???????????????(????-??????
• ???),????????
• ?????????????
• ?????????????????????
• ??????????????????????????
• ?????????
• ???????????????????????, ??
• ?????????RNA?
• ?????DNA????????????????????
• ???

95
????(nuclear bodies,NBs)

• ?????
• ????(coiled bodies,CBs)
• ????????????
• (promyelocytic leukaemia protein bodies,PML
  bodies)

96
????

• ???????????????,?????
• ???????????????????
• (subnuclear domain),??????????
• ?????????????
• ??????????,???????????????????????????(molecular
  warehouse)?

97
???(coiled bodies,CBs)

• ????????(sn RNPs)???????
• ???????????,?p80 coilin
• ???????
• ??snRNP?????(biogenesis)??
• ?CBs????????????????

98
???????????

• ?PML????
• ?????
• ?????????
• ?PML???????????
• ???????
• ?PML????????????
• ???????????????
• ?PML???????????,PML
• ????????????

99
????? (Nuclear Lamina)

• ???????
• ???????????
• ???????
• ????????????
• ???????????
• ????????????
• ??????????
• ???????

100
(?)??????

• ???????????????????????????,??1?3??????????

101
(?)??????

• ??????????????????

• ?????A ??????
• ????
• ?????B???????
• ????
• ?????C??????
• ????

????? (Lamin)
102
(?)??????????? ???????????

• ? ??????????????
• ??????10nm??
• ???????????????????
• ????????????????????????
• ?LaminA?LaminC?cDNA?????????????
• ???????????????a-??????
• ????, ??????????????.
• ???????????????????
• ? ?????????????????

103
(?)???????????? ?????????

• ???????????????????
• ???????????????????
• ?????????????????????

104
1?????????????

• ?A?????????????????????C?(?????
  ,isoprenylation)?????, ??????, A??????????????????
  ???
• ?B?????????????(farnesylated),???????????,??????,?
  ????????, ??????????

105
2?????????????????????

• ?????????
• ?????????????,???
• ????(domain-specific)?
• ?????????????????
• ????????????
• ?????????????????
• ??????????,?????
• ????????????????
• ?????????????

106
3???????????????????????

• ?????????,????????????????????????????????
  ??????????????????,???????????????????????????
• 1.???????????????,?????,????????,LaminA?C????????
  ???????LaminB??????????
• 2.???????????????????,??????????????????,????????
  ??

107
(?)? ?

• ??????????????,?
• ????????????????

108
4?DNA?????-???DNA

• ????DNA???????????
• ? ??????
• ? ??????
• ? ?????

109
??????

• DAN???????DNA????????????????????????

110
??????

• ?????
• ?????

111

• ??????,?????DNA????????????????????????
• ?DNA????????????????,?????DNA????,?????DNA????????
  ???????????????????????????,????DNA????????????

112
?????

• ?DAN?????????????????
• ???????
• ??????I
• ?????DNA??????DNA
• ??????II(?????)
• ?????DNA???????
• ?????????????,??????
• ????????????,????DNA
• ????????????