细胞核与基因组组织

细胞核是真核生物的细胞器，它容纳并组织基因组，将DNA的储存和转录与细胞质的翻译机制分开。

Definition

细胞核是一种双膜结合的细胞器，包含细胞的染色体；基因组组织是指DNA如何与蛋白质一起压缩成染色质，并在核内部进行空间排列。

Scope

本主题涵盖核膜及其孔复合体、DNA包装成染色质和染色体、基因组组织成区域和功能域，以及大分子在细胞核和细胞质之间的受调控运输。

Core questions

• 长基因组如何包装以适应细胞核内部？
• 什么是核小体，它如何形成染色质的基本单位？
• 分子如何在细胞核和细胞质之间移动？
• 基因组在细胞核内部是如何进行空间组织的？

Key theories

染色质的核小体模型

DNA缠绕在组蛋白八聚体上形成重复的核小体，这是压缩基因组并为调节DNA可及性提供基础的基本单位。

Mechanisms

核膜是与内质网连续的双层膜，并被核孔复合体穿孔，核孔复合体利用核转运受体和Ran GTPase梯度选择性地控制大分子运输。在内部，DNA缠绕在组蛋白上形成核小体，并折叠成更高阶的染色质，其中常染色质和异染色质反映了转录状态，染色体占据不同的区域。

Clinical relevance

基因组组织对于理解基因调控、复制和遗传至关重要，并为转录和染色质生物学提供了结构背景。此处的处理是描述性的，不具指导性。

History

弗莱明在19世纪的染色研究揭示了染色质和有丝分裂染色体；在20世纪70年代，科恩伯格提出了核小体作为染色质的重复单位，布洛贝尔的工作阐明了蛋白质如何跨核膜和其他膜进行靶向，将细胞核描绘为一个动态组织的细胞器。

Key figures

• Roger Kornberg
• Walther Flemming
• Günter Blobel

Seminal works

• alberts2014
• kornberg1974

Frequently asked questions

什么是核小体？

核小体是染色质的基本包装单位，由一小段DNA缠绕在组蛋白核心上组成。

蛋白质如何进入细胞核？

带有核定位信号的蛋白质被转运受体识别，并通过核孔复合体移动，这一过程由Ran GTPase梯度驱动。