5.4 : The Nucleus

Der Zellkern ist eine membrangebundene Organelle, die als Schaltzentrale in einer eukaryotischen Zelle fungiert. Es enthält chromosomale DNA, die die Genexpression steuert und die Produktion von Proteinen in der Zelle genau reguliert. Im Gegensatz dazu erfüllt die DNA in den Mitochondrien und Chloroplasten nur Funktionen, die für diese Organellen spezifisch sind.

Anordnung der DNA im Zellkern

Die Regulation der Genexpression im Zellkern hängt von vielen Faktoren ab, unter anderem von der DNA-Struktur. Die DNA im Zellkern ist um Proteine gewickelt, die Histone genannt werden, wodurch ein DNA-Protein-Komplex namens Chromatin entsteht. Wenn sich die Zellen nicht teilen, d.h. während der Interphase, ist das Chromatin diffus organisiert. Dies ermöglicht einen einfachen Zugang zur DNA während der Transkription. Wenn die eukaryotische Zelle kurz vor der Teilung steht, kondensiert das Chromatin fest zu unterschiedlichen, linearen Chromosomen, die leicht in Tochterzellen aufgeteilt werden können.

Nukleolen

Der Nukleolus ist eine membranlose Organelle, die sich um die chromosomalen Loci der ribosomalen RNA im Zellkern bildet. Daher sind Nukleolen der Ort für die rRNA-Synthese und den Zusammenbau ribosomaler Untereinheiten. Diese Untereinheiten werden später aus dem Zellkern exportiert, um sie zu voll funktionsfähigen Ribosomen zusammenzusetzen.

Weitere subnukleare Strukturen

Der Kern enthält auch viele andere Kernkörper, wie z. B. Cajal-Körper, Speckles und Paraspeckles. Diese Kernkörper tragen dazu bei, die nukleare Umgebung räumlich zu unterteilen und unterschiedliche Orte für spezifische biologische Reaktionen zu schaffen. Außerdem ermöglicht ihre membranlose Struktur einen besseren Austausch des Inhalts mit dem Nukleoplasma.