三、细胞核

人体除成熟红细胞外,所有细胞均有细胞核,通常一个细胞只有一个核,少数细胞具有多个细胞核,如骨骼肌细胞可达数百个核。核的形态一般与细胞种类、形态、功能相适应,如圆形的淋巴细胞、立方形的滤泡上皮细胞、星形的神经细胞,核多为圆形;柱状的吸收细胞,核多为椭圆形或长杆状。细胞核储存遗传信息,进行DNA复制和RNA转录,是细胞生命活动的调控中心。细胞核的基本结构包括核膜、染色质、核仁和核基质四部分。

1.核膜nuclear membrane 是包围在核表面的双层单位膜,其结构包括内外两层膜、核周间隙、核孔结构。其中外层核膜表面附着有核糖体,与粗面内质网相连,内层核膜表面光滑。两层核膜之间的间隙称核周隙,与粗面内质网腔相通。在核膜表面,由内外层核膜彼此融合,形成许多小孔,称核孔,是细胞核与细胞质之间的重要通道(图2-5)。核膜将核物质围于一个相对稳定的环境,成为相对独立的系统,具有屏障、物质交换、支架和阀门等功能。

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图2-5 核膜与内质网

2.染色质chromatin 是分裂间期细胞遗传物质的存在形式,主要化学成分为DNA和蛋白质,是遗传信息的载体,能被碱性染料着色。在分裂间期,染色质伸展、弥散,呈丝网状分布;当细胞进入有丝分裂期时,则高度折叠、盘曲而凝缩成条状或棒状的特殊形态,称为染色体chromosome。染色质与染色体是同一物质周期性相互转化的不同形态表现。

(1)异染色质heterochromatin 在细胞分裂间期,细胞核DNA分子螺旋的紧密部分在光镜下着色深,呈颗粒状或团块状,称异染色质。异染色质多呈凝集状态,转录不活跃或者无功能活性。

(2)常染色质euchromatin 在细胞分裂间期,DNA分子螺旋松散伸展伸长,在光镜下较稀疏、染色淡、不易观察的物质称常染色质。常染色质多处于分散状态,有功能活性(能活跃地进行DNA复制和转录)。

人体成熟的生殖细胞包括精子和卵子,各有23条染色体,称单倍体。正常体细胞的染色体有46条(23对),称二倍体,其中第1~22对是男女共有的,称为常染色体,另一对染色体(X,Y)与性别决定有关,称为性染色体,男性为XY,女性为XX。男性体细胞染色体核型为46,XY;女性为46,XX。染色体中的DNA是遗传物质的基础,因此染色体是遗传物质的载体。

3.核仁nucleolus 光镜下为一强折光性的球状体,其数目、大小及在核内的位置随细胞类型及功能状态的变化而变化,一般为1~2个,也可为多个。电子显微镜下,核仁为裸露无膜、由纤维丝构成的海绵状结构。核仁的化学成分主要是蛋白质和RNA,功能是加工和装配核糖体亚基,参与核糖体的合成。

4.核基质nuclear matrix 核基质主要由非组蛋白质构成的精密的三维纤维网架结构,与DNA复制、RNA转录和加工、染色体组装及病毒复制等生命活动密切相关。