核纖層舊稱「核周層」、「核襯層」或「核層」,是位於細胞核染色質核膜之間的高電子密度網絡片層結構,[1]中間絲膜相關蛋白(membrane associated proteins)交織形成,普遍存在於真核細胞的細胞核中。核纖層處於核基質中,在核內與核內膜(inner nuclear membrane,INM)相連,在核外則與內質網相連。[2]核纖層是支撐細胞核的一種結構,[3]對調節DNA自我複製DNA轉錄細胞凋亡細胞分裂過程中核膜的破裂及重建也起到一定作用。[4]此外,核纖層還可以輔助組織染色質並錨定核孔複合物(nuclear pore complexes,NPCs)、核膜蛋白轉錄因子

核纖層結構與功能的示意圖。圖中可見核纖層(藍綠色)位於核膜(灰色)內側,錨定核孔複合物(橘黃色)及其他如核膜蛋白(淡紫色)及轉錄因子(粉紅色)等眾多分子。核纖層還可以維持細胞核結構穩定並組織染色質(淡黃色)。Coutinho et al. Immunity & Ageing 2009

歷史

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1993年,中國生物學家陳彬等用電鏡首次顯示了在單細胞原生動物——四膜蟲(Tetrahymena thermophila)中存在典型的核纖層結構。[5]

結構與組成

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不同細胞的核纖層厚度有所不同,但都大致處在30-100nm的範圍內。核纖層主要由核纖層蛋白( lamin)和核纖層結合膜蛋白(nuclear lamin-associated membrane proteins)這兩種組分組成:

功能

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在細胞或聚胞進行有絲分裂時,核纖層蛋白被磷酸化,引起核纖層可逆解聚,使核膜崩解;在分裂末期,核纖層蛋白的去磷酸化則直接介導了核膜圍繞染色體開始的重建。

起源與進化

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原核細胞內不存在核膜包被的細胞核,故不具有存在於細胞核中的核纖層結構。但已有研究證實在現存最原始的真核生物——源真核生物Archezoa)的細胞內出現了核骨架,細胞質中也出現了發達的中間纖維,以及不發達或不典型的核纖層(只含一種相當於高等真核細胞核纖層B型成分)。因此,有分析認為核纖層是伴隨着「真核型」染色質的起源進化而形成的。[9]

參考文獻

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  1. ^ Alberts B, Johnson A, Lewis J; et al. Molecular Biology of the Cell (4th edition). New York: Garland Science. 2002: 676–677 [2011]. ISBN 0-8153-3218-1. (原始內容存檔於2019-09-19) (英語). 
  2. ^ 王虎. 核纤层蛋白Lamins的结构、功能及相关疾病的研究. 中國分子心臟病學雜誌. 2002, (4) [2011-04-17]. (原始內容存檔於2019-09-18) (中文(簡體)). 
  3. ^ 蔡樹濤、翟中和. Nuclear Lamina(核纤层)——一种重要的细胞核结构. 細胞生物學雜誌. 1990, (1) [2011-04-17]. (原始內容存檔於2016-03-04) (中文(簡體)). 
  4. ^ Goldman RD, Gruenbaum Y, Moir RD,Shumaker DK, Spann TP. Nuclear lamins: building blocks of nuclear architecture. (PDF). Genes Dev. Mar 1, 2002, 16 (5): 533–547. PMID 11877373. (原始內容 (PDF)存檔於2010-06-11) (英語). 
  5. ^ 陳彬、蔡樹濤、翟中和. 四膜虫(Tetrahymena thermophila)核纤层的研究. 電子顯微學報. 1993, (1) [2011-04-17]. (原始內容存檔於2019-09-16) (中文(簡體)). 
  6. ^ 高春海、劉新光、周中軍. A型核纤层蛋白的研究进展. 生理科學進展. 2009, (3) [2011-04-17]. (原始內容存檔於2019-09-24) (中文(簡體)). 
  7. ^ 陳彬、翟中和. 核纤层研究进展. 細胞生物學雜誌. 1995, (1) [2011-04-17]. (原始內容存檔於2019-09-17) (中文(簡體)). 
  8. ^ 周劍濤. 核纤层蛋白与细胞增殖. 生命的化學. 1997, (3) [2011-04-17]. (原始內容存檔於2019-09-18) (中文(簡體)). 
  9. ^ 文建凡、李靖炎. 最原始的真核生物——源真核生物的核骨架. 中國科學C輯. 1998, (5) [2011-04-17]. (原始內容存檔於2020-10-30). 

延伸閱讀

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  • Goldman et al., "Nuclear lamins: building blocks of nuclear architecture", Genes and Development 16:543-547, 2002. A good introductory article.

外部連結

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