微球體體系
微球體體系包括細胞核內的染色質、染色體和核仁,以及細胞質中的核蛋白體,它們有特別密切的結構和功能的內在聯系:從化學成份而言,它們都是核蛋白;核蛋白體雖然位于細胞質內,但它是由細胞核內的核仁合成的;這個體系的生物學意義在于傳遞和表達細胞的遺傳信息,并依靠遺傳物質控制細胞蛋白質合成的數量和質量,以調節細胞的各種生命活動。因此,微球體體系是細胞的遺傳信息傳遞系統和控制系統。
核蛋白體 又稱核糖體,它是由核蛋白體核糖核酸(簡稱rRNA)和蛋白質構成的橢圓形顆粒小體,其大小約為25×15nm,蛋白質分子基本上排列于表面,RNA分子被圍于中央。核蛋白體是細胞內蛋白質合成的主要構造,在這里,氨基酸互相縮合成肽,因此有人喻之為“裝配”蛋白質的機器。有些核蛋白體附著在內質網壁外,稱為附著核蛋白體,它們主要合成輸送到細胞外面的分泌蛋白,或稱輸出蛋白質,如酶原、抗體、蛋白質類的激素等。有些多聚核蛋體散在于細胞質中,稱為游離核蛋白體,它們主要合成結構蛋白,或稱內源性蛋白質,如分布于細胞質基質或供細胞本身生長所需要的蛋白質分子等。
核仁 絕大多數真核細胞的細胞核內都有一個或一個以上的核仁,它通常只出現于間期細胞核中,在有絲分裂期則消失。在光鏡下觀察到的核仁,是折光較強的圓球狀小體。在電鏡下觀察到核仁是一個無外膜包圍的、呈疏松的海綿狀結構,空隙中充滿基質,與核基質相通。核仁的化學成份主要是蛋白質和核酸(主要是核糖核酸)。
染色質和染色體 間期細胞核中,能被堿性染料著色的物質即染色質或稱染色質纖維。染色質的基本化學成份是脫氧核糖核酸(簡稱DNA)和組蛋白。二者結合形成染色質結構的基本單位——核小體。
在細胞有絲分裂時,若干核小體構成的染色質纖維反復螺旋、折疊,最后組裝成中期染色體。因此,染色質和染色體實際上是同一物質在間期和分裂期的不同形態表現。間期核的染色質,按其螺旋化和折疊程度不同,又可分為常染色質和異染色質兩類。常染色質是呈伸展狀態的那部份染色質纖維,在電鏡下觀察是分布于核中央較透亮的區域,少量分布于核仁內,它的功能活躍。異染色質則是螺旋、盤曲得比較緊密的那部份染色質纖維,大部份分布于核膜內面附近,其功能不活躍。
DNA分子的功能主要有兩方面:
①貯藏、復制和傳遞遺傳信息。DNA是由雙股螺旋狀的多核苷酸長鏈組成,每股多核苷酸鏈包含數十個至數百萬個單核苷酸分子,四種不同的單核苷酸分子按一定順序排列。整個DNA分子鏈上包含若干特定的節段,一個節段可說是一個基因,不同基因所含的核苷酸數量和順序都不同,不同的核苷酸數量和順序就代表不同的遺傳信息。因此,DNA鏈上貯藏著大量的遺傳信息。DNA分子能自我復制,即每條DNA在有關酶的作用下,以周圍的單核苷酸為原料均可形成與自己完全一樣的一條DNA,復制后增加一倍的DNA與蛋白質結合成染色質纖維,并在細胞有絲分裂時,螺旋、折疊成染色體,兩套染色體被平均地分配到兩個子細胞。這樣,DNA鏈上貯藏的遺傳信息就全部傳給了子細胞;
②控制細胞內蛋白質的合成(詳見生物化學)。合成的蛋白質中,有些直接參加細胞結構的組成,有的是酶,酶能催化細胞內的各種生物化學反應,產生各種產物,執行各種功能,從而使機體表現出形態和功能的各種特征。即貯存的各種遺傳信息通過控制蛋白質的合成而表達為各種遺傳性狀。