Kernen

introduktion

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

Funktion af cellekernen

Alle humane celler undtagen erythrocytter har en kerne, hvori 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 at lagre den genetiske information, fordobles (Replikation) af DNA og syntese af ribonukleinsyrer (RNA) ved transkription af DNA (transkription), såvel som modificeringen af ​​dette RNA (behandling) til de vigtigste funktioner i cellekernen.

Foruden DNA i cellekernen har mennesker også mitokondrielt 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. Cellekernen -
   nucleus
2. Ydre kernemembran
   (Nuklear kuvert)
   Nucleolemma
3. Indre kernemembran
4. Kernekorpuskler
   nukleolus
5. Kerneplasma
   nukleoplasma
6. DNA-tråd
7. Kernepore
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 det nukleare stof?

Kernestof er den genetiske information, der er kodet i kernen. Dette er også kendt som DNA (deoxyribonukleinsyre). Et molekyle DNA eller RNA består igen af ​​grundlæggende kemiske byggesten, nucleotiderne og består af et sukker (deoxyribose til DNA eller ribose til RNA), en sur phosphatrester 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 indpakket omkring specielle proteiner (histoner), som samlet kaldes kromatin. Hvis denne kromatin komprimeres yderligere, dannes kromosomerne i sidste ende, som er synlige under mikroskopet i metosis af mitose. De stangformede kropuskler er derfor bærere af den genetiske information og er involveret i opdelingen af ​​kernen. En normal menneskelig kropscelle har 46 kromosomer, der er arrangeret parvis (dobbelt- eller diploid kromosomsæt). 23 kromosomer kommer fra moderen og 23 kromosomer fra faderen.

Lær mere om DNA

Endvidere indeholder kernen nucleolus, som er især mærkbar som en komprimeret zone. Det består af ribosomalt RNA (rRNA).

Læs mere om emnet ribosomer

Hvad er caryoplasmaen?

Caryoplasmaet er også kendt som det nukleare plasma eller nukleoplasma. Den beskriver strukturer, der ligger inden for den nukleare membran. I modsætning hertil er der også cytoplasmaen, der er afgrænset af den ydre cellemembran (plasmalemm).

Læs også: Celleplasma i den menneskelige krop

Disse to værelser 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 processerne med replikation og transkription.Chromatin, der indeholder det genetiske materiale, og nucleolus opbevares også i karyoplasmaet.

Nucleus størrelse

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

Den dobbelte membran i cellekernen

Cellekernen adskilles fra cytoplasmaet med en dobbelt membran. Denne dobbeltmembran kaldes kernekonvolutten og består af en indre og en ydre kernemembran med det perinuklare 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 lipid-dobbeltlag, hvor forskellige proteiner er indlejret.Disse proteiner kan modificeres med forskellige sukkerrester og muliggør de nukleare membrans specifikke biologiske funktioner.

Som alle dobbeltmembraner har den nukleare konvolut begge en vandelskende (hydrofil) såvel som vandforebyggende (hydrofob) Portion og er derfor fedt- og vandopløselig (amfifile). I vandige opløsninger danner de polære lipider af dobbeltmembranen aggregater og er arrangeret på en sådan måde, at den hydrofile del vender mod vandet, medens de hydrofobe dele af dobbeltlaget er bundet til hinanden. Denne specielle struktur skaber betingelserne for den selektive permeabilitet af dobbeltmembranen, hvilket betyder, at cellemembraner kun er permeabel for visse stoffer.

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

Læs mere om emnet: Celle membran

Hvad er de nukleare porer nødvendige til?

Porer 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 er af stor betydning i replikation og efterfølgende translation. DNA'et kopieres først i cellekernen, så mRNA dannes. Denne kopi af det genetiske materiale forlader cellekernen gennem en nukleær pore og når ribosomerne, hvor translation 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'et (replikation). Først efter at den samlede genetiske information er blevet fordoblet, kan cellen dele sig og dermed danne grundlaget for vækst og cellefornyelse.

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

Find ud af mere om dette: Opgaver i cellekernen

Hvad sker der, når cellekernen deler sig?

Cellekernedeling forstås som opdelingen af ​​en cellekerne, der kan finde sted på to forskellige måder. De to typer, mitose og meiose, er forskellige i deres proces og også i deres funktion. Afhængig af den type kerneinddeling, der har fundet sted, 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 fornyelse af alle celler, såsom hudcellerne eller 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 kerneafdelinger. Resultatet af en afsluttet meiose er fire celler, der indeholder et haploid sæt kromosomer. Disse kimceller er nødvendige til seksuel reproduktion og findes derfor kun i kønsorganerne.

Hos kvinder er det æggecellerne, der findes i æggestokkene fra fødslen. I mandlige organismer produceres sædcellerne i testiklerne og er klar til befrugtning.
Hvis du er yderligere interesseret i dette emne, skal du læse vores næste artikel nedenfor: Meiosis - simpelthen forklaret!

Når æggecellen og sædcellen smelter sammen under befrugtningen, danner to haploide sæt kromosomer en celle med et sæt diploider.

Læs mere om emnet: Cellekernedeling

Hvad er en cellenukleusoverførsel?

En nucleus transfer (synonym: nucleus transplantation) er introduktionen af ​​en kerne i en ægcelle uden en kerne. Dette blev kunstigt produceret på forhånd, for eksempel ved anvendelse af UV-stråling. Den nu kernerne ægcelle kan derefter indsættes i et seksuelt modent individ og bæres til termin. På denne måde modtager den tidligere nukleare celle genetisk information og ændringer som et resultat.

Denne procedure repræsenterer en type aseksuel befrugtning og blev først brugt i 1968. Der er terapeutiske tilgange, der sigter mod at producere specifikke væv fra stamceller, der kan bruges til transplantationer. Derudover kan somatisk cellekernetransfer anvendes 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 fødes syge. Det mest berømte eksempel er den klonede får Dolly. Denne klonede får var genetisk identisk med dens moderdyr.

Kernen i en nervecelle

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

Cellekernen sidder i nervecellens krop (soma). Kernekonvolutten indeholder myelin, et stof, der forekommer specifikt i nervesystemet, og som kun har et lavere proteinindhold 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 neuronet 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 vigtigt, at der ikke er transmitter-specifikke effekter, men kun receptorspecifikke effekter. Dette betyder, at virkningen af ​​messenger-stoffet afhænger af receptoren.