细胞核

除红细胞和血小板外，所有人类细胞都有细胞核（s. karyon）。细胞核的功能是储存遗传信息并将其传递给新生（子）细胞。这些功能与细胞核中DNA的存在有关。蛋白质（核糖核酸、RNA和核糖体物质）的合成也在细胞核中进行。

大多数细胞的细胞核呈球形或卵圆形，但也有其他形状（环状、杆状、纺锤状、珠状、豆状、分节、梨状、多形）。细胞核的大小差异很大，从3到25微米不等。最大的细胞核位于卵细胞中。大多数人类细胞是单核细胞，但也有双核细胞（一些神经元、肝细胞、心肌细胞）。一些结构是多核的（例如肌纤维）。细胞核由核膜、染色质、核仁和核质组成。

核膜，又称核膜，将细胞核内容物与细胞质分隔开来，由内核膜和外核膜组成，每层膜厚8纳米。核膜由核周腔（核膜池）隔开，核周腔宽20至50纳米，内含中等电子密度的细颗粒物质。外核膜延伸至颗粒状内质网。因此，核周腔与内质网形成一个腔体。内核膜从内部连接到由单个亚基组成的蛋白原纤维分支网络。

核膜上有许多圆形核孔，每个核孔直径为50-70纳米。核孔占核表面总面积的25%。一个细胞核中的核孔数量可达3000-4000个。在核孔的边缘，外膜和内膜相互连接，形成所谓的核孔环。每个核孔都被一个隔膜封闭，该隔膜也称为核孔复合体。核孔隔膜结构复杂，由相互连接的蛋白质颗粒构成。大颗粒的选择性运输以及细胞核与胞质体之间的物质交换都是通过核孔进行的。

核膜下是核质（核浆，s. karyoplasma），其结构均质，以及核仁。在非分裂细胞核的核质中，其核蛋白基质中存在嗜锇颗粒（团块），即所谓的异染色质。位于颗粒之间的较松散的染色质区域称为真染色质。松散的染色质也称为去浓缩染色质，其中的合成过程最为密集。在细胞分裂过程中，染色质被压缩、浓缩并形成染色体。

非分裂细胞核的染色质（chromatinum）和分裂细胞核的染色体由脱氧核糖核酸（DNA）分子、核糖核酸（RNA）分子以及蛋白质（组蛋白和非组蛋白）组成。需要强调的是，染色质和染色体在化学上是相同的。

每个DNA分子由两条长的右旋多核苷酸链（双螺旋）组成，每个核苷酸由一个含氮碱基、一个葡萄糖和一个磷酸残基组成。碱基位于双螺旋结构的内部，糖-磷酸骨架位于外部。

DNA分子中的遗传信息记录在其核苷酸的线性序列中。遗传的基本粒子是基因。基因是DNA的一部分，它具有特定的核苷酸序列，负责合成一种特定的蛋白质。

细胞核中的DNA分子排列紧密。因此，一个包含100万个核苷酸的DNA分子，如果以线性排列，其长度仅为0.34毫米。一条人类染色体在伸展状态下的长度约为5厘米，但在压缩状态下，其体积^约为10-15立方厘米。

DNA分子与组蛋白结合形成核小体，核小体是染色质的结构单元。核小体呈珠状，直径为10纳米。每个核小体由组蛋白组成，一段DNA围绕组蛋白旋转，包含146对核苷酸。核小体之间是由60对核苷酸组成的线性DNA片段。

染色质由形成约 0.4 µm 长的环的纤维原纤维组成，包含 20,000 至 30,000 个核苷酸对。

由于分裂细胞核中脱氧核糖核蛋白 (DNP) 的压缩（凝聚）和扭曲（超特化），染色体变得可见。这些结构——染色体（chromasomae，源自希腊语 chroma - 颜料，soma - 身体）——是细长的棒状结构，两条臂被所谓的收缩部分——着丝粒隔开。根据着丝粒的位置以及臂（腿）的相对位置和长度，染色体可分为三种类型：中着丝粒染色体，臂的数量大致相同；亚中着丝粒染色体，臂的长度各不相同；近端着丝粒染色体，一条臂较长，另一条臂很短，几乎看不见。染色体具有正染色质区和异染色质区。后者在非分裂细胞核和有丝分裂的早期前期保持紧凑。真染色质和异染色质区域的交替用于识别染色体。

染色体表面覆盖着各种分子，主要是核糖核蛋白（RNP）。体细胞中每条染色体有两个拷贝，称为同源染色体。它们的长度、形状和结构完全相同，携带相同的基因，并且位于相同的位置。染色体的结构特征、数量和大小称为核型。正常的人类核型包含22对常染色体和一对性染色体（XX或XY）。人类体细胞（二倍体）的染色体数量是常染色体的两倍，为46条。性细胞包含一组单倍体染色体，即23条。因此，性细胞的DNA含量比二倍体体细胞少2倍。

所有非分裂细胞中都有一个或多个核仁。它呈深染色的圆形，其大小与蛋白质合成的强度成正比。核仁由电子致密的核丝（源自希腊语peta，意为“线”）和颗粒状部分组成。核丝中可区分出丝状（纤维状）部分，由许多相互缠绕、粗约5纳米的RNA丝组成；颗粒状部分由直径约15纳米的颗粒构成，这些颗粒是RNP颗粒——核糖体亚基的前体。核仁周围的染色质嵌入核丝的凹陷中。核糖体在核仁中形成。

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