核仁的基本结构和主要功能

学生问题：复习用书试题中出现了核仁的结构和功能，提到了元素组成，但教材中只有“核仁和核糖体的形成有关”，有必要对核仁作大概的了解。

在20世纪60年代发现核仁的重要功能。

一、核仁的结构和组成

在光学显微镜下观察，核仁一般为圆球形或卵球形的嗜碱性结构，常处于细胞核内偏中心的位置。其大小因细胞类型和生理状态不同而有很大差别。核仁的数量因细胞的种类、细胞所处的时期和功能而异。一般蛋白质合成旺盛和分裂增殖较快的细胞有较大和较多的核仁。

在电子显微镜下观察,很多类型细胞的核仁是由核仁丝组成的网织状结构，其中空隙填充着无定型基质。核仁丝是由紧密交织的、5纳米的纤丝所组成，其间散在着15～20纳米直径的致密颗粒。

核仁组成成分包括rRNA，rDNA和核糖核蛋白。

二、核仁的主要功能

核仁是rRNA基因存储，rRNA合成加工以及核糖体亚单位的装配场所。

1．RNA基因的转录

RNA基因定位在核仁组织区，该区域的基因编码18S、 5.8S 和 28S RNA，这三个基因组成一个转录单位。rRNA基因在染色质轴丝上呈串联重复排列；沿转录方向，新生RNA链从DNA长轴两侧垂直伸展出来，而且从一端到另一端有规律地逐渐增长，形成箭头状，外形似“圣诞树”。

 

每个箭头状结构代表是RNA基因转录单位，在箭头状结构间存在着裸露的不被转录的DNA间隔片断。

2．RNA前体的加工成熟

DNA转录单位转录出45S RNA前体，很快前体被甲基化，并剪接为41S RNA前体；41S RNA在相同的剪接位点可按照不同的剪接顺序产生不同的中间前体RNA，最终将41S RNA前体剪接为28S、18S和5.8S RNA。

rRNA前体的加工是个很复杂的过程，涉及一系列的核酸降解和碱基修饰。

3．核糖体亚单位的组装

    核仁的主要功能之一就是组装蛋白质合成的机器——核糖体。从核仁纤维组分开始，再向颗粒组分延续。核糖体小亚单位成熟较早，大亚单位成熟较晚。核糖体的成熟作用仅发生在它们的亚单位被转移到细胞质以后，两个亚单位只有分别通过核孔进入细胞质中，才能形成功能单位。