Kjernen

introduksjon

Kjernen eller kjernen er den største organellen i en celle og ligger i cytoplasmaet til eukaryote celler. Den avrundede cellekjernen, avgrenset av en dobbel membran (kjernekuvert), inneholder den genetiske informasjonen pakket i kromatin, deoksyribonukleinsyre (DNA). Som en butikk med genetisk informasjon er cellekjernen av sentral betydning for arvelighet.

Funksjonen til cellekjernen

Alle humane celler unntatt erytrocytter har en kjerne der DNA er i form av kromosomer. Cellekjernen regulerer og kontrollerer alle prosesser som foregår i en celle. For eksempel instruksjonene for syntese av proteiner, overføring av genetisk informasjon, celledeling og forskjellige metabolske prosesser.

I tillegg til å lagre den genetiske informasjonen, fordobles (Replikering) av DNA og syntese av ribonukleinsyrer (RNA) ved transkripsjon av DNA (transkripsjon), samt modifisering av dette RNA (prosessering) til de viktigste funksjonene til cellekjernen.

I tillegg til DNA i cellekjernen har mennesker også mitokondrie-DNA i mitokondriene, hvor replikasjonen er helt uavhengig av kjernen. Informasjonen om mange proteiner som er nødvendige for åndedrettskjeden lagres her.

Finn ut mer om dette emnet: Cellulær respirasjon hos mennesker

Illustrasjon av en cellekjerne

1. Cellekjernen -
   Cellekjernen
2. Ytre kjernefysisk membran
   (Kjernefysisk konvolutt)
   Nukleolemma
3. Indre kjernemembran
4. Atomkropp
   Nucleolus
5. Atomplasma
   Nukleoplasma
6. DNA-tråd
7. Kjernepore
8. Kromosomer
9. celle
   Celulla
   A - kjerne
   B - celle

Du finner en oversikt over alle bilder fra Dr-Gumpert under: medisinske bilder

Hva er kjernestoffet?

Kjernestoff er den genetiske informasjonen som er kodet i kjernen. Dette er også kjent som DNA (deoksyribonukleinsyre). Et molekyl av DNA eller RNA består i sin tur av grunnleggende kjemiske byggesteiner, nukleotidene, og består av et sukker (deoksyribose for DNA eller ribose for RNA), en sur fosfatrest og en base. Basene kalles adenin, cytosin, guanin eller tymin (eller uracil når det gjelder RNA). DNA er unikt på grunn av den faste sekvensen til de fire basene, som er forskjellig i hver person.

DNA er ikke i form av en fri streng, men er pakket rundt spesielle proteiner (histoner), som sammen kalles kromatin. Hvis dette kromatinet komprimeres ytterligere, dannes kromosomene til slutt, som er synlige under mikroskopet i metafase av mitose. De stavformede kroppene er således bærere av den genetiske informasjonen og er involvert i delingen av kjernen. En normal menneskelig kroppscelle har 46 kromosomer som er ordnet i par (dobbelt eller diploid sett med kromosomer). 23 kromosomer kommer fra moren og 23 kromosomer fra faren.

Lær mer om DNA

I tillegg inneholder kjernen kjernen, som er spesielt merkbar som en komprimert sone. Den består av ribosomalt RNA (rRNA).

Les mer om emnet Ribosomer

Hva er karyoplasma?

Karyoplasma er også kjent som kjernefysisk plasma eller nukleoplasma. Den beskriver strukturene som ligger i kjernemembranen. I kontrast er det også cytoplasmaet, som er avgrenset av den ytre cellemembranen (plasmalemm).

Du kan også lese om dette: Celleplasma i menneskekroppen

Disse to rommene består i stor grad av vann og forskjellige tilsetningsstoffer. En viktig forskjell mellom karyoplasma og cytoplasma er de forskjellige konsentrasjonene av elektrolytter, slik som Cl- (klorid) og Na + (natrium). Dette spesielle miljøet i karyoplasma representerer det optimale miljøet for replikasjons- og transkripsjonsprosesser.Kromatin, som inneholder det genetiske materialet, og nucleolus lagres også i karyoplasmaet.

Kjernestørrelse

Eukaryote cellekjerner har vanligvis en avrundet form og en diameter på 5 - 16 µm. Den iøynefallende kjernen kan sees tydelig i lysmikroskopet og har en diameter på 2 - 6 µm. Generelt avhenger utseendet og størrelsen på cellekjernen sterkt av celletype og art.

Den dobbelte membranen i cellekjernen

Cellekjernen er skilt fra cytoplasmaet med en dobbel membran. Denne doble membranen kalles kjernekuvert og består av en indre og en ytre kjernemembran, med det perinukleære rommet i mellom. Begge membranene er koblet til hverandre ved hjelp av porer og danner dermed en fysiologisk enhet (se neste avsnitt).

Generelt består dobbeltmembraner alltid av et lipiddobbelag der forskjellige proteiner er innebygd. Disse proteinene kan modifiseres med forskjellige sukkerrester og muliggjør kjernemembranens spesifikke biologiske funksjoner.

Som alle dobbeltmembraner har kjernekonvolutten både vannelskende (hydrofile) samt en vann-unngående (hydrofob) Del og er derfor fett og vannløselig (amfifil). I vandige løsninger danner de polare lipidene i den doble membranen aggregater og er ordnet på en slik måte at den hydrofile delen vender mot vannet, mens de hydrofobe delene av dobbeltlaget er festet til hverandre.Denne spesielle strukturen skaper forutsetningen for den dobbelte membranens selektive permeabilitet, noe som betyr at cellemembraner bare er gjennomtrengelige for visse stoffer.

I tillegg til den regulerte utvekslingen av stoffer tjener kjernekapslingen også til å avgrense (Kompartmentalisering) av cellekjernen og danner en fysiologisk barriere slik at bare visse stoffer kan komme inn og ut av cellekjernen.

Les mer om emnet: Cellemembran

Hva trenger du kjerneporene til?

Porene i membranen er komplekse kanaler med en diameter på 60 til 100 nm som danner en fysiologisk barriere mellom kjernen og cytoplasmaet. De er nødvendige for transport av visse molekyler til eller fra cellekjernen.

Disse molekylene inkluderer for eksempel mRNA, som spiller en viktig rolle i replikasjon og påfølgende translasjon. DNA blir først kopiert i cellekjernen, slik at mRNA blir opprettet. Denne kopien av genetisk materiale forlater cellekjernen gjennom en kjernepore og ankommer ribosomene, der oversettelsen finner sted.

Funksjoner i cellekjernen

To elementære biologiske prosesser finner sted i cellekjernen: på den ene siden replikasjonen av DNA og på den andre siden transkripsjonen, dvs. transkripsjonen av DNA til RNA.

Under celledeling (mitose) fordobles DNA (replikasjon). Først etter at hele den genetiske informasjonen er doblet, kan cellen dele seg og dermed danne grunnlaget for vekst og cellefornyelse.

Under transkripsjon brukes en av de to DNA-strengene som en mal og konverteres til en komplementær RNA-sekvens. En rekke transkripsjonsfaktorer bestemmer hvilke gener som transkriberes. Det resulterende RNA modifiseres i mange ytterligere trinn. Det stabile sluttproduktet, som kan eksporteres til cytoplasmaet og til slutt oversettes til proteinbyggesteiner, kalles messenger RNA (mRNA).

Finn ut mer om dette: Funksjoner i cellekjernen

Hva skjer når cellekjernen deler seg?

Cellekjernedeling forstås å være delingen av en cellekjerne, som kan finne sted på to forskjellige måter. De to typene, mitose og meiose, er forskjellige i prosessen og også i funksjonen. Avhengig av typen celledeling av celler, oppnås forskjellige datterceller.

Etter at mitosen er avsluttet, har du to datterceller som er identiske med morscellen, og som også har et diploid sett med kromosomer. Denne typen cellekjernedeling dominerer i den menneskelige organismen. Deres funksjon er fornyelse av alle celler, slik som de av hudcellene eller de av slimhinnecellene. Mitose foregår i flere faser, men det er bare en reell inndeling av kromosomer.

I motsetning til dette består meiose av totalt to kjernedivisjoner. Resultatet av en fullført meiose er fire celler som inneholder et haploid sett med kromosomer. Disse kimcellene er nødvendige for seksuell reproduksjon og kan derfor bare finnes i kjønnsorganene.

Hos kvinner er det eggcellene som er tilstede i eggstokkene fra fødselen. I mannlige organismer produseres sædceller i testiklene og er klare for befruktning.
Hvis du er ytterligere interessert i dette emnet, så les vår neste artikkel nedenfor: Meiose - ganske enkelt forklart!

Når eggcellen og sædene smelter sammen under befruktning, opprettes en celle med ett diploid kromosomsett fra to haploide kromosomsett.

Les mer om emnet: Cellekjernedeling

Hva er en cellekjerneoverføring?

En kjerneoverføring (synonym: kjernetransplantasjon) er introduksjonen av en kjerne i en eggcelle uten en kjerne. Dette ble kunstig produsert på forhånd, for eksempel ved bruk av UV-stråling. Den nå kjernede eggcellen kan deretter settes inn i et kjønnsmodent individ og føres til begrepet. På denne måten mottar den tidligere kjernefysiske cellen genetisk informasjon og endres som et resultat.

Denne prosedyren representerer en type aseksuell befruktning og ble først brukt i 1968. Det er terapeutiske tilnærminger som tar sikte på å produsere spesifikt vev fra stamceller som kan brukes til transplantasjoner. I tillegg kan somatisk cellekjerneoverføring brukes til kloning. Av etiske årsaker er dette imidlertid bare tillatt for dyr, selv om det også er kontroversielt her, ettersom mange dyr dør under denne prosessen eller blir syke. Det mest kjente eksemplet er den klonede sauen Dolly. Denne klonede sauen var genetisk identisk med moren.

Kjernen til en nervecelle

Nerveceller (nevroner) er terminaldifferensierte celler. I motsetning til andre celler kan de ikke lenger dele seg. Nevroner har imidlertid evnen til å regenerere og spesifikk repetisjon av oppgaver ("hjernetrening") øker hjernens plastisitet.

Cellekjernen sitter i cellekroppen (soma) i nervecellen. Atomhylsen inneholder myelin, et stoff som forekommer spesifikt i nervesystemet, og har bare en lavere andel protein enn andre doble membraner.

Mottak og overføring av informasjon i form av elektriske impulser (handlingspotensialer) er den viktigste oppgaven til nevroner. Nevrotransmittere er kjemiske budbringere som lar nerveceller kommunisere med hverandre. Som kontrollsenteret i nevronet regulerer cellekjernen først og fremst produksjonen av de forskjellige messenger-stoffene og ekspresjonen av de respektive reseptorene.

Ved å binde en nevrotransmitter til riktig reseptor, blir den tilsvarende effekten overført til nervecellen. Det er avgjørende at det ikke er senderspesifikke effekter, men bare reseptorspesifikke effekter. Dette betyr at effekten av messenger-stoffet avhenger av reseptoren.