Nhân Tế Bào Gian Kỳ

1. Nhân Tế Bào Gian Kỳ
1. Mục tiêu
- Trình bày được cấu trúc màng nhân và lỗ nhân
- Trình bày quá trình vận chuyển qua lỗ nhân
- Trình bày được cấu tạo và chức năng hạch nhân
- Trình bày quá trình tổng hợp rRNA.
2. Đại cương
Một chu kỳ tế bào kéo dài
khoảng 24h, gồm:
- Kỳ trung gian:
+ Pha G1: Tế bào chuẩn bị
các chất cần chuẩn bị cho
nhân đôi DNA (11h – dài
nhất)
+ Pha S: Nhân đôi DNA
(8h)
+ Pha G2: Chuẩn bị
nguyên vật liệu cho phân
bào (4h)
- Pha nguyên phân M:
phân chia tế bào
- Hầu hết eukaryote có 1 nhân, trừ một số ngoại lệ:
+ Không nhân: hồng cầu
+ Một nhân phân nhiều thùy: hồng cầu trung tính
+ Nhiều nhân: gan, cơ vân, hủy cốt bào
- Sự phân bố của nhân tùy thuộc vào loại tế bào:
+ Trung tâm tế bào: lympho bào
+ Ngoại vi: cơ vân
+ Lớp đáy: biểu mô trụ đơn, tế bào ruột non

2. - Nhân hình cầu/tròn/trụ, đường kính 6 micromet.
- Nhân là bào quan đặc biệt nhất của eukaryote vì:
+ Chứa thông tin di truyền, là trung tâm kiểm soát các hoạt động của tế bào
+ Là đặc trưng của tiến hóa so với prokaryote : nhân đôi DNA, tổng hợp
RNA, phiên mã trong nhân, dịch mã ngoài bào tương => phiên mã, dịch mã
khác không gian thời gian => m RNA khi đi từ nhân ra ngoài đã được “tinh
hóa” => kiểm soát biểu hiện gene chính xác, tinh vi hơn.
Cấu tạo của nhân:
- Màng nhân gồm 2 lớp, có khoang gian màng, không liên tục vì có các lỗ
nhân
- Màng ngoài nhân nối với màng của LNSC hạt và có nhiều ribosome bám
vào
- Màng trong nhân liên kết với lớp lamina nhân và các protein nằm trong dịch
nhân
- Bên trong là các chất nhiễm sắc. Trong cùng là nhân con (hạch nhân)

3. 3. Màng nhân và sự vận chuyển vật chất giữa nhân và bào tương
- Màng nhân dày 40nm, có chức năng ngăn cách và là nơi trao đổi chất giữa
nhân và bào tương
- Màng nhân khác so với màng tế bào ở 3 điểm:
+ Màng nhân không liên tục
+ Màng nhân thấm chọn lọc hơn
+ Màng nhân không có khả năng phục hồi
4. Phức hợp lỗ nhân
- Là một kênh vận chuyển cho phép những phân tử nhỏ phân cực, ion và các
phân tử lớn (protein, RNA) di chuyển qua lại giữa nhân và bào tương
- Vòng tế bào chất dính
với siêu sợi tế bào chất
- Vòng nhân liên kết rổ
nhân
- Kênh trung tâm nằm ở
giữa vòng nhân và vòng tế bào
chất
 Phức hợp lỗ nhân dưới
kính hiển vi giống hình bông
cúc 8 cánh.
- Có 2 cách di chuyển qua lỗ nhân:
+ Phân tử nhỏ, protein nhỏ hơn 20-40 kDa khuếch tán thụ động qua lỗ nhân
+ Đại phân tử (protein, RNA) cần vận chuyển chủ động

4. Vận chuyển chủ động qua lỗ nhân:
Đi vào:
- Protein đi vào nhờ tín hiệu định vị nhân (NLS gồm 7 acid amin)
- NLS được nhận biết bởi importin – những protein thuộc họ karyopherin
chuyên vận chuyển vật chất qua nhân
- Quá trình vận chuyển trên được điều hòa bởi Ran
Đi ra:
- Protein đi ra khỏi nhân nhờ tín hiệu xuất nhân (NES)
- NES được nhận biết bởi exportin – họ karyopherin chuyên vận chuyển vật
chất qua nhân
- Điều hòa bởi Ran

5. 1. Protein gắn tín hiệu định vị nhân NLS.
2. NLS được nhận dạng bởi Importin => chạy
tới bắt cặp với protein thông qua NLS tạo một
phức hợp mới. Phức hợp này di chuyển qua lỗ
nhân xuôi chiều gradient nồng độ
3. Khi vào trong nhân, Ran-GTP sẽ làm xoay
chuyển cấu hình của Importin, từ đó tách
Importin ra khỏi phức hợp với protein trước
đó và liên kết với Importin.
4. Nhờ năng lượng trong Ran-GTP, Importin
được đẩy ngược chiều Gradient nồng độ ra
ngoài.
5. Khi đi qua phần siêu sợi tế bào chất dính
trên vòng tế bào chất, Ran-GTP gặp Ran GAP
giúp phân hủy Ran-GTP thành Ran-GDP.
Ran-GDP không còn năng lượng nên không
liên kết với Importin, trả Importin về dạng tự
do.
1. Protein gắn tín hiệu xuất nhân NES.
2. NES gắn exportin.
3. Quá trình này ngược chiều gradient nên cần
năng lượng của Ran-GTP => Exportin gắn
Ran-GTP tạo phức hợp mới.
4. Nhờ năng lượng của Ran-GTP mà phức
hợp này được đẩy qua khỏi lỗ nhân.
5. Ran-GTP gặp Ran GAP => Ran GDP.
6. Vì không còn năng lượng => exportin xuôi
chiều gradient nồng độ đi vào nhân, protein
được giải phóng

6. 5. Lamina nhân
- Là một mạng lưới sợi dày (30-100nm) nằm ở phía màng trong nhân
- Cấu tạo từ siêu sợi trung gian và protein kết hợp màng
- Chức năng:
+ Có vai trò cơ học, giữ cho nhân ổn định
+ Tạo liên kết giữa màng nhân và chromatin ngoại vi
+ Phân cách NST khỏi bào tương
+ Thực hiện chức năng trao đổi chất giữa nhân và bào tương
+ Tham gia vào quá trình phân bào
+ Là thành phần cấu tạo các protein khác bên trong nhân
+ Tham gia vào tổng hợp và chuyên chở các chất (tổng hợp ribosome)
- Lamina gồm 3 loại: Lamin A,B,C

7. - Lamina liên kết với màng trong nhân qua thụ thể LBR và Emerin
- Thụ thể Emerin được tạo ra từ đoạn gene EMD nằm trên q28 X. Khi
đoạn gene này bị đột biến => Emerin không được tạo ra hoặc mất chức năng
=> Lamina không đính được vào màng trong nhân => màng nhân lỏng lẻo,
dễ vỡ => Loạn dưỡng cơ Emery-Dreifuss :
+ Biến dạng cứng khớp cổ, khuỷu tay, gót chân => mất vận động
+ Bệnh rõ khi 10 tuổi, tiến triển chậm đến năm 20 tuổi thì có vấn đề về tim
mạch
6. Tổ chức bên trong nhân
6.1 Dịch nhân
- Là một hỗn hợp protein
- Kiểm soát chức năng nhân (sao chép DNA, phiên mã, vận chuyển RNA,…)
6.2 Nhiễm sắc thể
Chất nhiễm sắc (chromatin) là hỗn hợp gồm DNA và các protein NST.
Dưới kính hiển vi quang học, tùy theo độ bắt màu kiềm ít hay nhiều mà chất
nhiễm sắc phân thành đồng nhiễm sắc và dị nhiễm sắc
6.2.1 Dị nhiễm sắc (heterochromatin)
- Là những vùng cấu trúc ngưng tụ đậm đặc kể cả kh tế bào không phân chia,
đóng xoắn nên bắt màu kiềm tốt.
- Gồm 2 loại: Dị nhiễm sắc tạm thời và vĩnh viễn
6.2.1.1 Dị nhiễm sắc vĩnh viễn
- Ngựng tụ đậm đặc ở mọi loại tế bào trong cơ thể
- Phần lớn bao gồm các DNA có đoạn lặp lại đơn giản (DNA đồng hành –
satellite DNA)
- Tạo thành tâm NST
6.2.1.2 Dị nhiễm sắc tạm thời
- Chỉ ngưng tụ ở 1 số tế bào hoặc 1 số giai đoạn của tế bào
- Không được phiên mã dù chứ gene thực thụ có thể mã hóa cho protein
- Tế bào càng biệt hóa thì vùng dị nhiễm sắc tạm thời càng lớn: càng
nhiều gene bị khóa lại, không được thể hiện nữa
Ví dụ: NST X ở nữ là trường hợp đặc biệt mà tất cả gene của nó bị khóa
trong trạng thái Dị nhiễm sắc tạm thời.

8. 6.2.2 Đồng nhiễm sắc
- Chất nhiễm sắc ngưng tụ lỏng lẻo, bắt màu kém hơn chất dị nhiễm sắc.
6.3 Cấu trúc Nhiễm Sắc Thể
- Sợi DNA dài 146bp quấn 7/4 vòng bên ngoài 8 protein histone =>
nucleosome.
- Có 4 loại protein histone : H2A, H2B, H3, H4 được DNA quấn quanh.
- H1 nằm giữa các nucleosome để cố định vòng cuốn.
Có 4 mức xoắn:
- Nucleosome – sợi cơ bản, đường kính 11nm
- Sợi chất nhiễm sắc, đường kính 30nm
- Siêu xoăn, đường kính 300nm
- Chromatit, đường kính 700nm => NST : 1400nm
6.4 Hạch nhân
- Hạch nhân – nhân con (nucleolus) ở tế bào gian kỳ là một khối cầu nằm
trong nhân không có màng bao bôc, bắt màu đậm đặc hơn dịch nhân xung
quanh.
- Có 1 hoặc 2 hạch nhân

9. - Thấy rõ nhất ở kỳ trung gian, biến mất trong suốt kỳ giữa, tái xuất hiện
ở kỳ cuối
- Chức năng:
+ Sản suất ribosome, có gene mã hóa cho rRNA
+ Biến đổi RNA và một số loại RNA di chuyển vào cà ra khỏi hạch nhân.
- Tế bào ở trạng thái ít hoạt động thì hạch nhân rất nhỏ. Tế bào tổng hợp nhiều
protein thì hạch nhân lớn, có thể tới ¼ thể tích nhân.
- Gồm 3 phần:
+ Tâm sợi, bắt màu nhạt, chứa DNA
+ Thành phần sợi, bắt màu đậm, chứa các phân tử rRNA đang tổng hợp
dở
+ Thành phần hạt, bắt màu nhạt hơn, chứa các hạt tiền ribosome đang
được lắp ráp từ rRNA và protein ribosome
- Cấu tạo ribosome của eukaryote
+ Tiểu phần bé (độ lắng 40S): sợi RNA 18 S + 33 protein (S1-S33)
+ Tiểu phần lớn (độ lắng 60S): sợi RNA 5S + 28S + 5,8S + 49 protein (L1-
L49)
 Hai tiểu phần được phân cắt từ chuỗi pre-RNA, sau đó được chuyển ra ngoài
lỗ nhân, tồn tại độc lập và tự do, chỉ khi tổng hợp protein mới kết hợp =>
rRNA độ lắng 80S

10. Trong đó:
- Sợi 5S : NST 1
- Sợi 5,8S , 28S, 18S: NST 13,14,15,21,22
 Nhân con chính là các đoạn gen của các NST 1,13,14,15,21,22 nằm gần
nhau vì cùng hoạt động 1 chức năng
 Khi vào kỳ giữa, các NST đóng xoắn làm các đoạn gene kia tách nhau ra, trở
về vị trí riêng lẻ trong NST tương ứng của nó => mất hạch nhân
- Cấu tạo rRNA của prokaryote:
+ Tiểu phần lớn 50S: 5S,23S, 34 protein (L1-L4)
+ Tiểu phần bé 30S: 16S, 21 protein (S1-S21)
Ribosome tự do Ribosome trên LNSC hạt
Sản xuất protein của ti thể, bộ
xương tế bào, peroxisome,…
Sản xuất protein tiết, protein chứa
trong các nang vận chuyển
Có 1 chuỗi aa ngắn dẫn đến nơi
cần nhận
Chuỗi aa đầu tiên là tín hiệu tiếp
nhận
Ribophorin là điểm liên kết
Khi chưa tổng hợp protein thì chỉ có Ribosome tự do.
Khi có tín hiệu, ribosome tự do gắn tiểu phần lớn vào LNSC hạt tại 1 thụ thể
gọi là Ribophorin
- Polyribosome = Polysome