核膜包括以平行方式相互重疊的兩層膜狀構(gòu)造,也就是內(nèi)膜及外膜,兩者之間的距離約10到50納米(nm)。核膜將細(xì)胞核完全包覆,使內(nèi)側(cè)的遺傳物質(zhì)與外側(cè)的細(xì)胞質(zhì)分離。并阻擋大分子在核質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)之間自由擴(kuò)散。細(xì)胞核的外膜與另一種膜狀構(gòu)造粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連,兩者皆綴有核糖體。內(nèi)外膜之間的空間稱為核膜間隙,這些空間與粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的內(nèi)腔相連醫(yī)`學(xué)教育網(wǎng)搜集整理。
穿透核膜的核孔擁有類似于通道的功能,是由多種核稱為核孔蛋白的蛋白質(zhì)所組成。核孔的分子量約125百萬Da,含有約50(酵母菌)到100(脊椎動物)個蛋白質(zhì)。核孔的直徑為100納米,不過真正可讓分子自由擴(kuò)散的孔道只有寬9納米,這是因為核孔中間存在一些調(diào)節(jié)系統(tǒng)。小型的水溶性分子可以直接通過,而大型分子如核酸與蛋白質(zhì)則會受到阻礙,需要透過主動運輸才能進(jìn)入細(xì)胞核。典型的哺乳類細(xì)胞核膜上,擁有約3000到4000個核孔,這些核孔含有8個形狀有如甜甜圈的環(huán)狀對稱構(gòu)造,同時嵌于內(nèi)外膜之中。伴隨這些環(huán)狀構(gòu)造的核籃(nuclear basket),則向內(nèi)延伸進(jìn)入核質(zhì);另外還有一系列的絲狀構(gòu)造伸入細(xì)胞質(zhì)中。這些構(gòu)造的功能是用來與核運輸?shù)鞍捉Y(jié)合。
許多蛋白質(zhì)、核糖體次單元或RNA,可在一類稱為核轉(zhuǎn)運蛋白(karyopherin)的運輸因子中介下通過核孔。其中可幫助分子進(jìn)入核內(nèi)的又稱為內(nèi)輸?shù)鞍?importin);幫助分子離開細(xì)胞核的則稱作外輸?shù)鞍住4蠖鄶?shù)核轉(zhuǎn)運蛋白可直接與欲運送的分子作用,有些則需要轉(zhuǎn)接蛋白協(xié)助。類固醇激素如皮質(zhì)醇與醛固酮,以及其他作為細(xì)胞信號的脂溶性分子,可以從細(xì)胞膜擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),并與將要進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)的核受體蛋白結(jié)合。這些受體與配體結(jié)合時具有轉(zhuǎn)錄因子的功用,若配體不存在,受體則有組織蛋白去乙酰酶的作用,可抑制基因表現(xiàn)。
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