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Der Zellkern

Die Steuerzentrale und wichtigstes Merkmal einer eukaryotischen Zelle ist der Zellkern.
Fachsprachlich wird er als Nukleus betitelt. Der Zellkern ist das größte Zellorganell und lässt sich sogar lichtmikroskopisch erkennen.

<u>Aufbau</u>
Stellt man sich den Querschnitt durch einen Zellkern optisch vor, so befinden sich in der Mitte des meist rundlichen Gebildes ein oder mehrere Nucleoli (Einzahl: Nucleolus), auch Kernkörperchen genannt. Diese enthalten überwiegend RNA zur Erstellung ribosomaler Untereinheiten.
Das Innere des Zellkerns ist mit dem Karyoplasma ausgefüllt, welches aus der liquiden Karyolymphe besteht. Im Plasma befindet sich das Erbmaterial: die DNA und RNA. Die DNA liegt je nach Zellzyklusstadium als Chromatinfäden oder kondensierte Chromosomen vor.
Umgeben ist der Zellkern von einer inneren und einer äußeren Biomembran, welche zusammen als Kernhülle bezeichnet werden. Die äußere Kernhülle ist direkt mit dem rauen endoplasmatischen Retikulum verbunden und ist genau wie dieses mit Ribosomen besetzt.
Innerhalb der Kernhülle befinden sich zahlreiche Kernporen, welche als Transportkanäle für den kontrollierten Stoffaustausch zwischen Cyto- und Karyoplasma fungieren.
Zwischen dem Karyoplasma und der inneren Membran befindet sich eine weitere sehr dünne Schutz- und Stützschicht, die Kernlamina.

<u>Funktionen</u>
Aufgaben des Zellkerns sind die Steuerung von Stoffwechsel, Wachstums- und Teilungsprozessen in eukaryotischen Zellen. Er ist zudem Träger der Erbinformationen in Form von DNA.
In ihm findet zum einen die DNA-Replikation, das heißt, die Verdopplung des Erbmaterials zum Zweck der Zellteilung, statt. Zum anderen erfolgt im Innern des Zellkerns die Transkription. Dies ist der Vorgang, bei dem sich die DNA abschnittsweise entspiralisiert, damit eine mRNA-Kopie eines bestimmten Abschnittes erstellt werden kann. Die mRNA wird im Anschluss durch die Kernporen ins Cytoplasma befördert, wo dann die Translation, also die Umsetzung der mRNA-Information erfolgt.
Zudem werden im Zellkern die Ribosomen gebildet.

<u>Kernteilung</u>
Um neue Zellen zu produzieren, müssen sich bereits vorhandene Zellen teilen, somit auch der Zellkern. Diesen Vorgang bezeichnet man als Mitose bzw. Kernteilung. Dafür spiralisieren und kondensieren die zunächst ungeordneten Chromatinfäden zu Chromosomen. Dabei werden Chromosomenpaare gebildet, also jeweils 2 Chromosomen mit den exakt identischen Erbinformationen. Im weiteren Verlauf lösen sich das/die Kernkörperchen und die Kernhülle auf, damit je ein Chromosom pro Chromosomenpaar an einen Zellpol gezogen werden kann.
In Geschlechtszellen bildenden Organen findet die Meiose statt, in der sich jeder einzelne Mutterzellenkern auf 4 Tochterzellen aufteilen muss.
Nach erfolgreicher Zellteilung werden die Kernhülle und die Kernkörperchen erneut gebildet.

Der Zellkern ist demnach in 3 verschiedenen Zuständen vorzufinden:
<ul>
<li> Interphasekern (Chromatinfäden, Kernhülle und Kernkörperchen vorhanden, Wachstumsphase, Transkription und Translation finden statt) </li>
<li> Mitosekern (Chromosomen, keine Kernhülle und Kernkörperchen vorhanden, Teilungsphase, Transkription und Translation eingestellt ) </li>
<li> Arbeitskern (Chromatinfäden, Kernhülle und Kernkörperchen vorhanden, ausdifferenzierte und nicht mehr telilungsfähige Zellen, Transkription und Translation finden statt) </li>
</ul>