3D 模型需要 JavaScript 和 WebGL。下方文字与模型中的内容相同。

细胞器 · 双层膜

细胞核

控制中心

细胞核 · 控制中心

当前画面

每种颜色标示一对染色体,其中每一条各自占据一片疆域,就像染色体涂染显微图像中那样。颜色更深、更粗的片段是异染色质,沿核被膜和核仁排布。这是一个女性细胞(XX):其中一条 X 染色体被关闭,并紧缩成贴着核被膜的致密巴氏小体。RNA 和核糖体组件经核孔源源流出,蛋白质则源源流入。

细胞核容纳着基因组:约 63 亿个 DNA 字母,首尾相连可长达 2 米,却被装进一个直径 5~10 µm 的球体中。其中超过三分之一位于沉默、紧密包装的区段(异染色质)中,这些区段贴附在核纤层上;核纤层是由核纤层蛋白细丝构成的一层薄网,衬在核的内侧。

它由两层膜包裹,膜上有数千个孔贯穿。每个核孔都是由约 30 种蛋白质构成的环,把两层膜连接在一起,其内侧还连着一个篮状结构。在核内,细胞决定哪些基因被转录成 RNA,从而决定自己会变成什么、做什么。

直径
5~10 µm
DNA
≈ 2 m · 63 亿 bp
染色体
46 条
核孔(HeLa 细胞)
≈ 2800 个

您知道吗?

DNA 的长度约为细胞核直径的 27 万倍。这就好比把 18 km 长的钓鱼线塞进一个网球里。

资料来源

  1. Chromosome territories · Cremer & Cremer 2010 · Cold Spring Harb Perspect Biol
  2. Kinetic analysis of translocation through nuclear pore complexes · Ribbeck & Görlich 2001 · EMBO J
  3. Lamina-associated domains: links with chromosome architecture, heterochromatin, and gene repression · van Steensel & Belmont 2017 · Cell
  4. Nucleolar organizer regions: genomic 'dark matter' requiring illumination · McStay 2016 · Genes Dev
  5. A morphological distinction between neurones of the male and female, and the behaviour of the nucleolar satellite during accelerated nucleoprotein synthesis · Barr & Bertram 1949 · Nature
  6. Structural aspects of the inactive X chromosome · Bonora & Disteche 2017 · Phil Trans R Soc B
  7. On the length, weight and GC content of the human genome · Piovesan et al. 2019 · BMC Res Notes
  8. Nuclear diameter · BioNumbers · BNID 100440
  9. The molecular architecture of lamins in somatic cells · Turgay et al. 2017 · Nature
  10. How big is the endoplasmic reticulum of cells? · Milo & Phillips · Cell Biology by the Numbers
  11. The cellular environment shapes the nuclear pore complex architecture · Schuller et al. 2021 · Nature
  12. The nuclear pore complex: understanding its function through structural insight · Beck & Hurt 2017 · Nat Rev Mol Cell Biol
  13. Nucleoporins as components of the nuclear pore complex core structure and Tpr as the architectural element of the nuclear basket · Krull et al. 2004 · Mol Biol Cell
  14. 4.3 Eukaryotic Cells · OpenStax · Biology 2e
  15. How many chromosomes do people have? · MedlinePlus Genetics (NIH)

作者 Djordje Janjic · LinkedIn