Kernen

introduktion

Kernen eller kernen er den største organelle i en celle og er placeret i cytoplasmaet i eukaryote celler. Den afrundede cellekerne, afgrænset af en dobbelt membran (nuklear kuvert), indeholder den genetiske information pakket i kromatin, deoxyribonukleinsyre (DNA). Som en opbevaring af genetisk information er cellekernen af ​​central betydning for arvelighed.

Cellekernens funktion

Alle humane celler undtagen erythrocytter har en kerne, hvor DNA'et er i form af kromosomer. Cellekernen regulerer og kontrollerer alle processer, der finder sted i en celle. For eksempel instruktionerne til syntese af proteiner, transmission af genetisk information, celledeling og forskellige metaboliske processer.

Ud over lagring af genetisk information fordobles (ReplikationDNA og syntese af ribonukleinsyrer (RNA) ved transkription af DNA (transkription) såvel som modifikationen af ​​dette RNA (behandling) til de vigtigste funktioner i cellekernen.

Ud over DNA'et i cellekernen har mennesker også mitokondrie-DNA i mitokondrier, hvis replikation er fuldstændig uafhængig af kernen. Oplysningerne om mange proteiner, der er nødvendige for luftvejskæden, gemmes her.

Find ud af mere om dette emne: Cellular respiration hos mennesker

Illustration af en cellekerne

1. Kerne -
   Kerne
2. Ydre kernemembran
   (Atomkonvolut)
   Nukleolemma
3. Indre nuklear membran
4. Atomkropper
   Nucleolus
5. Nukleart plasma
   Nukleoplasma
6. DNA-tråd
7. Nuklear pore
8. Kromosomer
9. celle
   Celulla
   A - kerne
   B - celle

Du kan finde en oversigt over alle billeder fra Dr-Gumpert under: medicinske billeder

Hvad er kernens stof?

Nukleart stof er den genetiske information kodet i kernen. Dette er også kendt som DNA (deoxyribonukleinsyre). Et molekyle af DNA eller RNA består til gengæld af basiske kemiske byggesten, nukleotiderne, og består af et sukker (deoxyribose til DNA eller ribose til RNA), en sur phosphatrest og en base. Baserne kaldes adenin, cytosin, guanin eller thymin (eller uracil i tilfælde af RNA). DNA er unikt på grund af den faste sekvens af de fire baser, som adskiller sig fra hver person.

DNA'et er ikke i form af en fri streng, men er pakket omkring specielle proteiner (histoner), der kollektivt er kendt som kromatin. Hvis dette kromatin komprimeres yderligere, dannes kromosomerne i sidste ende, som er synlige under mikroskopet i metafase af mitose. De stangformede kropper er således bærere af den genetiske information og er involveret i delingen af ​​kernen. En normal menneskelig kropscelle har 46 kromosomer, der er arrangeret parvis (dobbelt eller diploid sæt kromosomer). 23 kromosomer kommer fra moderen og 23 kromosomer fra faren.

Lær mere om DNA

Derudover indeholder kernen kernen, som er særlig mærkbar som en komprimeret zone. Den består af ribosomalt RNA (rRNA).

Læs mere om emnet Ribosomer

Hvad er caryoplasma?

Karyoplasmaet er også kendt som det nukleare plasma eller nukleoplasma. Den beskriver de strukturer, der ligger inden i kernemembranen. I modsætning hertil er der også cytoplasmaet, som er afgrænset af den ydre cellemembran (plasmalemm).

Du kan også læse om dette: Celleplasma i menneskekroppen

Disse to rum består stort set af vand og forskellige tilsætningsstoffer. En vigtig forskel mellem caryoplasma og cytoplasma er de forskellige koncentrationer af elektrolytter, såsom Cl- (chlorid) og Na + (natrium). Dette specielle miljø i karyoplasmaet repræsenterer det optimale miljø for replikations- og transkriptionsprocesserne.Kromatin, som indeholder det genetiske materiale, og nucleolus lagres også i karyoplasmaet.

Kernestørrelse

Eukaryote cellekerner har normalt en afrundet form og en diameter på 5 - 16 µm. Den iøjnefaldende kerne kan ses tydeligt i lysmikroskopet og har en diameter på 2 - 6 µm. Generelt afhænger udseendet og størrelsen af ​​cellekernen stærkt af celletypen og arten.

Den dobbelte membran i cellekernen

Cellekernen er adskilt fra cytoplasmaet med en dobbelt membran. Denne dobbeltmembran kaldes kernekapslen og består af en indre og en ydre kernemembran med det perinukleare rum imellem. Begge membraner er forbundet med hinanden ved hjælp af porer og danner således en fysiologisk enhed (se næste afsnit).

Generelt består dobbeltmembraner altid af et lipiddobbeltlag, hvor forskellige proteiner er indlejret. Disse proteiner kan modificeres med forskellige sukkerrester og muliggør de specifikke biologiske funktioner i kernemembranen.

Som alle dobbeltmembraner har den nukleare kuvert både en vandelskende (hydrofil) såvel som en vandundgåelse (hydrofobPortion og er derfor fedt- og vandopløselig (amfifil). I vandige opløsninger danner de polære lipider i den dobbelte membran aggregater og er arrangeret på en sådan måde, at den hydrofile del vender mod vandet, hvorimod de hydrofobe dele af dobbeltlaget er bundet til hinanden.Denne specielle struktur skaber forudsætningen for den dobbelte membraners selektive permeabilitet, hvilket betyder, at cellemembraner kun er permeable for visse stoffer.

Ud over den regulerede udveksling af stoffer tjener den nukleare ramme også til at afgrænse (Rumopdeling) af cellekernen og danner en fysiologisk barriere, så kun visse stoffer kan komme ind og ud af cellekernen.

Læs mere om emnet: Celle membran

Hvad har du brug for kerneporer til?

Porerne i membranen er komplekse kanaler med en diameter på 60 til 100 nm, der danner en fysiologisk barriere mellem kernen og cytoplasmaet. De er nødvendige til transport af visse molekyler til eller fra cellekernen.

Disse molekyler inkluderer for eksempel mRNA, som spiller en vigtig rolle i replikation og efterfølgende translation. DNA'et kopieres først i cellekernen, så mRNA'et oprettes. Denne kopi af det genetiske materiale forlader cellekernen gennem en kernepore og ankommer til ribosomerne, hvor oversættelse finder sted.

Funktioner af cellekernen

To elementære biologiske processer finder sted i cellekernen: på den ene side replikationen af ​​DNA'et og på den anden side transkriptionen, dvs. transkriptionen af ​​DNA til RNA.

Under celledeling (mitose) fordobles DNA (replikation). Først efter at hele den genetiske information er fordoblet, kan cellen dele sig og derved danne grundlaget for vækst og cellefornyelse.

Under transkription anvendes en af ​​de to DNA-tråde som en skabelon og omdannes til en komplementær RNA-sekvens. En række transkriptionsfaktorer bestemmer, hvilke gener der transskriberes. Det resulterende RNA modificeres i mange yderligere trin. Det stabile slutprodukt, som kan eksporteres til cytoplasmaet og i sidste ende oversættes til proteinbyggesten, kaldes messenger RNA (mRNA).

Find ud af mere om dette: Funktioner af cellekernen

Hvad sker der, når cellekernen deler sig?

Cellekernedeling forstås som delingen af ​​en cellekerne, som kan finde sted på to forskellige måder. De to typer, mitose og meiose, adskiller sig i deres proces og også i deres funktion. Afhængig af typen af ​​cellekernedeling opnås forskellige datterceller.

Når mitosen er afsluttet, har du to datterceller, der er identiske med modercellen, og som også har et diploid sæt kromosomer. Denne type cellekernedeling dominerer i den menneskelige organisme. Deres funktion er fornyelsen af ​​alle celler, såsom cellerne i hudcellerne eller cellerne i slimhindecellerne. Mitose finder sted i flere faser, men der er kun en reel opdeling af kromosomer.

I modsætning hertil består meiose af i alt to kernedivisioner. Resultatet af en afsluttet meiose er fire celler, der indeholder et haplooid sæt kromosomer. Disse kimceller er nødvendige for seksuel reproduktion og kan derfor kun findes i kønsorganerne.

Hos kvinder er det ægcellerne, der er til stede i æggestokkene fra fødslen. I mandlige organismer produceres sædcellerne i testiklerne og er klar til befrugtning.
Hvis du er yderligere interesseret i dette emne, så læs vores næste artikel nedenfor: Meiose - simpelthen forklaret!

Når ægcelle og sæd smelter sammen under befrugtning, oprettes en celle med et diploid kromosomsæt fra to haploide kromosomsæt.

Læs mere om emnet: Cellekernedeling

Hvad er en cellekerneoverførsel?

En kerneoverførsel (synonym: kernetransplantation) er introduktionen af ​​en kerne i en ægcelle uden en kerne. Dette blev kunstigt produceret på forhånd, for eksempel ved hjælp af UV-stråling. Den nu kernede ægcelle kan derefter indsættes i et seksuelt modent individ og føres til udtryk. På denne måde modtager den tidligere kerneholdige celle genetisk information og ændringer som følge heraf.

Denne procedure repræsenterer en type aseksuel befrugtning og blev først brugt i 1968. Der er terapeutiske tilgange, der sigter mod at producere specifikt væv fra stamceller, der kan bruges til transplantationer. Derudover kan somatisk cellekernoverførsel bruges til kloning. Af etiske grunde er dette dog kun tilladt for dyr, selvom det også er kontroversielt her, da mange dyr dør under denne proces eller bliver syge. Det mest kendte eksempel er det klonede får Dolly. Dette klonede får var genetisk identisk med sin mor.

Kernen i en nervecelle

Nerveceller (neuroner) er terminalt differentierede celler. I modsætning til andre celler kan de ikke længere dele sig. Neuroner har dog evnen til at regenerere, og specifik gentagelse af opgaver ("hjernetræning") øger hjernens plasticitet.

Cellekernen sidder i nervecellens cellelegeme (soma). Atomhylsteret indeholder myelin, et stof, der forekommer specifikt i nervesystemet, og har kun en lavere andel protein end andre dobbeltmembraner.

Modtagelse og transmission af information i form af elektriske impulser (handlingspotentialer) er neurons vigtigste opgave. Neurotransmittere er kemiske budbringere, der tillader nerveceller at kommunikere med hinanden. Som kontrolcenter for neuronen regulerer cellekernen primært produktionen af ​​de forskellige messenger-stoffer og ekspressionen af ​​de respektive receptorer.

Ved at binde en neurotransmitter til den passende receptor overføres den tilsvarende effekt til nervecellen. Det er afgørende, at der ikke er nogen transmitter-specifikke effekter, men kun receptorspecifikke effekter. Dette betyder, at effekten af ​​messenger-stoffet afhænger af receptoren.