Kjernen

introduksjon

Cellekjernen eller kjernen er den største organellen i en celle og er lokalisert i cytoplasma av eukaryote celler. Den avrundede cellekjernen, avgrenset av en dobbel membran (nukleær konvolutt), inneholder den genetiske informasjonen som er pakket i kromatin, deoksyribonukleinsyre (DNA). Som en butikk med genetisk informasjon er cellekjernen av sentral betydning for arvelighet.

Funksjonen til cellekjernen

Alle menneskelige celler unntatt erytrocytter har en kjerne der DNAet 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, dobler du (Replication) av DNA og syntese av ribonukleinsyrer (RNA) ved å transkribere DNA (transkripsjon), samt modifisering av dette RNA (prosessering) til de viktigste funksjonene i cellekjernen.

I tillegg til DNA i cellekjernen, har mennesker også mitokondrielt DNA i mitokondriene, hvis replikasjon er fullstendig uavhengig av kjernen. Her lagres informasjonen om mange proteiner som er nødvendige for åndedrettskjeden.

Finn ut mer om dette emnet: Cellulær respirasjon hos mennesker

Illustrasjon av en cellekjerne

1. Cellekjernen -
   Cellekjernen
2. Ytre kjernemembran
   (Kjernefysisk konvolutt)
   Nucleolemma
3. Indre kjernefysisk membran
4. Kjernekorpuskler
   nucleolus
5. Kjerneplasma
   nukleoplasma
6. DNA-tråd
7. Kjernepore
8. kromosomer
9. celle
   Celulla
   A - kjernen
   B - celle

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

Hva er det kjernefysiske stoffet?

Atomstoff er den genetiske informasjonen som er kodet i kjernen. Dette er også kjent som DNA (deoxyribonucleic acid). Et molekyl med DNA eller RNA består igjen 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 thymin (eller uracil for RNA). DNA er unikt på grunn av den faste sekvensen til de fire basene, som er forskjellig i hver person.

DNAet er ikke i form av en fri streng, men er pakket rundt spesielle proteiner (histoner), som samlet kalles kromatin. Hvis denne kromatinen komprimeres ytterligere, dannes kromosomene til slutt, som er synlige under mikroskopet i metafasen til mitose. De stavformede kroppene er derfor bærere av genetisk informasjon og er involvert i delingen av kjernen. En normal menneskekroppscelle har 46 kromosomer som er ordnet i par (dobbelt eller diploid kromosomsett). 23 kromosomer kommer fra moren og 23 kromosomer fra faren.

Lær mer om DNA

Videre inneholder kjernen kjernen, som er spesielt merkbar som en komprimert sone. Det består av ribosomalt RNA (rRNA).

Les mer om emnet ribosomer

Hva er caryoplasma?

Karyoplasmaet er også kjent som kjerneplasma eller nukleoplasma. Den beskriver strukturene som ligger innenfor kjernemembranen. I kontrast er det også cytoplasma, som er avgrenset av den ytre cellemembranen (plasmalemm).

Les også: Celleplasma i menneskekroppen

Disse to rommene består stort sett av vann og forskjellige tilsetningsstoffer. En viktig forskjell mellom caryoplasma og cytoplasma er de forskjellige konsentrasjonene av elektrolytter, så som Cl- (klorid) og Na + (natrium). Dette spesielle miljøet i karyoplasma representerer det optimale miljøet for prosessene for replikasjon og transkripsjon. Chromatin, som inneholder det genetiske materialet, og kjernen er også lagret i karyoplasmaet.

Nucleus størrelse

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

Den doble membranen i cellekjernen

Cellekjernen skilles fra cytoplasmaet med en dobbel membran. Denne doble membranen kalles kjernekonvolutten og består av en indre og en ytre kjernefysisk membran, med det perinuklare rom 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 lipid-dobbeltlag der forskjellige proteiner er innebygd.Disse proteinene kan modifiseres med forskjellige sukkerrester og muliggjør kjernemembranens spesifikke biologiske funksjoner.

Som alle doble membraner har kjernekonvolutten både en vannelskende (hydrofil) så vel som å unngå vann (hydrofobe) Del og er derfor fett og vannløselig (amfifile). I vandige oppløsninger danner de polare lipider av dobbeltmembranen aggregater og er anordnet 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 forholdene for den selektive permeabiliteten til dobbeltmembranen, noe som betyr at cellemembraner bare er permeabel for visse stoffer.

I tillegg til den regulerte utvekslingen av stoffer, tjener kjernekonvolutten også til å avgrense (compartmentalization) 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 er de kjernefysiske porene som trengs for?

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

Disse molekylene inkluderer for eksempel mRNA, som er av stor betydning i replikasjon og etterfølgende translasjon. DNAet blir først kopiert i cellekjernen slik at mRNA dannes. Denne kopien av det genetiske materialet forlater cellekjernen gjennom en kjernepore og når ribosomene, der translasjon finner sted.

Funksjoner av cellekjernen

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

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

Under transkripsjonen blir en av de to DNA-strengene brukt som en mal og konvertert til en komplementær RNA-sekvens. En rekke transkripsjonsfaktorer bestemmer hvilke gener som blir transkribert. 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: Oppgaver fra cellekjernen

Hva skjer når cellekjernen deler seg?

Cellekjernedeling forstås å være delingen av en cellekjerne, som kan foregå på to forskjellige måter. De to typene, mitose og meiose, er forskjellige i prosess og også i sin funksjon. Avhengig av hvilken type kjernedeling som har funnet sted, oppnås forskjellige datterceller.

Etter at mitosen er avsluttet, har du to datterceller som er identiske med morcellen, og som også har et diploid sett med kromosomer. Denne typen cellekjernedeling dominerer i den menneskelige organismen. Deres funksjon er fornyelse av alle celler, for eksempel dem i hudcellene eller 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 finnes derfor bare i kjønnsorganene.

Hos kvinner er det eggcellene som er til stede i eggstokkene fra fødselen. Hos mannlige organismer produseres sædcellene i testiklene og er klare til befruktning.
Hvis du er interessert i dette emnet, kan du lese den neste artikkelen nedenfor: Meiosis - ganske enkelt forklart!

Når eggcellen og sædcellen smelter sammen under befruktningen, danner to haploide sett med kromosomer en celle med ett sett diploider.

Les mer om emnet: Cellekjernedeling

Hva er en cellekjerneoverføring?

En kjerneoverføring (synonym: nucleus transplantation) 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 kjemiske eggcellen kan deretter settes inn i et seksuelt modent individ og føres til termin. På denne måten mottar den tidligere kjernefysiske cellen genetisk informasjon og endringer 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 spesifikke vev fra stamceller som kan brukes til transplantasjoner. I tillegg kan somatisk cellekjerneoverføring brukes til kloning. Av etiske grunner er dette imidlertid bare tillatt for dyr, selv om det også er kontroversielt her, da mange dyr dør under denne prosessen eller blir født syke. Det mest kjente eksemplet er den klonede sauen Dolly. Denne klonede sauen var genetisk identisk med morsdyret sitt.

Kjernen i en nervecelle

Nerveceller (nevroner) er terminalt differensierte celler. I motsetning til andre celler kan de ikke lenger dele seg. Imidlertid har nevroner evnen til å regenerere og spesifikk repetisjon av oppgaver ("hjernetrening") øker plastisiteten i hjernen.

Cellekjernen sitter i nervecellens kropp (soma). Atomkonvolutten inneholder myelin, et stoff som forekommer spesifikt i nervesystemet, og har bare et lavere proteininnhold enn andre doble membraner.

Mottak og overføring av informasjon i form av elektriske impulser (handlingspotensialer) er nevrones viktigste oppgave. Nevrotransmittere er kjemiske budbringere som lar nerveceller kommunisere med hverandre. Som kontrollsenter for nevronen, regulerer cellekjernen primært produksjonen av de forskjellige messenger-stoffene og uttrykket av de respektive reseptorer.

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