Zellkern

Der Kern (Kern, s. Karyon) ist in allen menschlichen Zellen vorhanden, mit Ausnahme von Erythrozyten und Thrombozyten. Kernel-Funktionen - Speicherung und Übertragung von Erbinformationen in die neuen (Kinder-) Zellen. Diese Funktionen hängen mit der Anwesenheit von DNA im Kern zusammen. Im Kern gibt es auch eine Synthese von Proteinen - Ribonukleinsäure RNA und ribosomalen Materialien.

In den meisten Zellen ist der Kern kugelförmig oder eiförmig, aber auch andere Formen des Kerns (ringförmig, stäbchenförmig, spindelförmig, hellhäutig, bohnenförmig, segmentiert, pyriform, polymorph) finden sich. Die Abmessungen des Kerns variieren stark zwischen 3 und 25 μm. Der größte Kern ist eine Eizelle. Die meisten menschlichen Zellen sind einkernig, aber es gibt Dual-Core-Zellen (einige Neuronen, Hepatozyten, Kardiomyozyten). Einige Strukturen sind mehrkernig (Muskelfasern). Der Zellkern unterscheidet zwischen Kernhülle, Chromatin, Nukleolus und Nukleoplasma.

Die Kernhülle oder Karyotheca, die den Inhalt des Kerns vom Zytoplasma trennt, besteht aus 8 nm dicken inneren und äußeren Kernmembranen. Die Membranen sind durch einen 20 bis 50 nm breiten perinuklearen Raum (Karyoteca-Zisterne) getrennt, der feinkörniges Material mit moderater Elektronendichte enthält. Die äußere Kernmembran geht in ein granuläres endoplasmatisches Retikulum über. Daher bildet der perinukleäre Raum eine einzige Höhle mit einem endoplasmatischen Retikulum. Die innere Kernmembran ist intern mit einem verzweigten Netzwerk von Proteinfibrillen verbunden, die aus einzelnen Untereinheiten bestehen.

In der Kernhülle befinden sich viele gerundete Kernporen mit einem Durchmesser von je 50-70 nm. Kernporen nehmen im allgemeinen bis zu 25% der Kernoberfläche ein. Die Menge an Poren pro Kern erreicht 3000-4000. An den Rändern der Poren verbinden sich äußere und innere Membranen und bilden einen sogenannten Porenring. Jede Pore ist durch ein Diaphragma geschlossen, das auch als Porenkomplex bezeichnet wird. Die Porenöffnungen haben eine komplexe Struktur, sie werden durch miteinander verbundene Proteinkörnchen gebildet. Durch Kernporen selektiven Transport von großen Partikeln, sowie den Austausch von Substanzen zwischen dem Zellkern und dem Zellkern.

Unter der Kernhülle befinden sich das Nukleoplasma (Karyoplasma) (Nukleoplasma, S. Karyoplasma), das eine homogene Struktur aufweist, und der Nukleolus. Im Nukleoplasma eines nicht spaltbaren Kerns befinden sich in seiner Kernproteinmatrix osmiophile Granula (Klumpen) des sogenannten Heterochromatins. Die Bereiche mit mehr losem Chromatin, die sich zwischen den Körnchen befinden, werden Euchromatin genannt. Loses Chromatin wird auch dekondensiertes Chromatin genannt, in dem die synthetischen Prozesse am intensivsten auftreten. Während der Zellteilung verdickt sich Chromatin, kondensiert, bildet Chromosomen.

Das Chromatinum des nicht ausbleichenden Kerns und das spaltende Chromosom werden durch Moleküle der Desoxyribonukleinsäure (DNA) gebildet, die an Ribonukleinsäure (RNA) und Histon- und Nicht-Histon-Proteine gebunden sind. Es sollte die chemische Identität von Chromatin und Chromosomen betont werden.

Jedes DNA-Molekül besteht aus zwei langen, rechts gewickelten Polynukleotidketten (Doppelhelices), und jedes Nukleotid besteht aus einer stickstoffhaltigen Base, Glucose und einem Phosphorsäurerest. Die Base befindet sich in der Doppelhelix und das Zucker-Phosphat-Skelett befindet sich außerhalb.

Hereditäre Information in DNA-Molekülen wird in einer linearen Sequenz seiner Nukleotide aufgezeichnet. Ein elementarer Teil der Vererbung ist das Gen. Ein Gen ist eine DNA-Region, die eine spezifische Nukleotidsequenz aufweist, die für die Synthese eines bestimmten spezifischen Proteins verantwortlich ist.

Das DNA-Molekül im Kern ist kompakt verpackt. Somit würde ein DNA-Molekül, das 1 Million Nukleotide mit ihrer linearen Anordnung enthält, eine Länge von nur 0,34 mm einnehmen. Die Länge eines menschlichen Chromosoms in der gestreckten Form beträgt ungefähr 5 cm, aber im kompaktierten Zustand hat das Chromosom ein Volumen von ungefähr 10 ^-15 cm ³.

Mit Histonproteinen assoziierte DNA-Moleküle bilden Nukleosomen, die die strukturellen Einheiten von Chromatin sind. Das Nukleosom hat die Form einer Perle mit einem Durchmesser von 10 nm. Jedes Nukleosom besteht aus Gynae, um die herum ein DNA-Segment gewickelt ist, das 146 Nukleotidpaare umfasst. Zwischen den Nukleosomen befinden sich lineare Abschnitte der DNA, die aus 60 Nukleotidpaaren bestehen.

Chromatin wird durch Fibrillen dargestellt, die Schleifen mit einer Länge von etwa 0,4 μm bilden, die zwischen 20.000 und 30.000 Nukleotidpaare enthalten.

Durch Kondensation (Kondensation) und Verdrillung (Superspezialisierung) von Desoxyribonukleoproteinen (DNP) im Spaltkern werden Chromosomen prominent. Diese Strukturen - die Chromosomen (Chromasomae, von der griechischen Chroma - die Farbe, Soma - der Körper) - sind langgestreckte stäbchenförmige Gebilde mit zwei Armen, die durch ein sogenanntes Constriction-Centromer getrennt sind. Abhängig von der Position des Zentromers und der relativen Position und Länge der Arme (Beine) werden drei Arten von Chromosomen unterschieden: metazentrisch, mit ungefähr den gleichen Schultern; submetazentrisch, bei dem die Länge der Arme unterschiedlich ist; akrozentrisch, mit einer Schulter lang, und die andere sehr kurz, kaum wahrnehmbar. Im Chromosom befinden sich eu- und heterochromatische Regionen. Die letzteren im naszierenden Kern und in der frühen Prophase der Mitose bleiben kompakt. Der Wechsel von Eu- und Heterochromatin-Abschnitten wird verwendet, um Chromosomen zu identifizieren.

Die Oberfläche der Chromosomen ist von verschiedenen Molekülen, hauptsächlich Ribonukleoproteinen (RNP), bedeckt. In somatischen Zellen gibt es 2 Kopien jedes Chromosoms, sie werden homolog genannt. Sie sind in Länge, Form, Struktur gleich, tragen die gleichen Gene, die sich gleich befinden. Merkmale der Struktur, Anzahl und Größe der Chromosomen werden Karyotypen genannt. Ein normaler menschlicher Karyotyp besteht aus 22 Paaren von Autosomen und einem Paar von Geschlechtschromosomen (XX oder XY). Menschliche somatische Zellen (diploid) haben die doppelte Anzahl von Chromosomen - 46. Sexualzellen enthalten eine haploide (einzelne) Menge - 23 Chromosomen. Daher ist DNA in DNA 2-mal weniger als in diploiden somatischen Zellen.

Der Nukleolus (Nukleolus), einer oder mehrere, wird in allen nicht-teilenden Zellen nachgewiesen. Es hat die Form eines intensiv gefärbten runden Körpers, dessen Ausmaß proportional zur Intensität der Proteinsynthese ist. Der Nukleolus ist aus einem elektronendichten nukleolonemy zusammengesetzt (aus dem Griechischen pet -. Yarn), in dem ein filamentöser unterscheiden (fibrilläres) -Teil aus mehreren ineinander verwobenen Strängen von RNA von etwa 5 nm besteht, und einer granularen Teil. Vorläufer ribosomalen Untereinheiten - Granular (granular) Ein Teil wird von einem Korndurchmesser von etwa 15 nm sind Teilchen RNP gebildet. Perianope- kululäres Chromatin wird in die Vertiefungen des Nukleolons eingeführt. Im Nucleolus werden Ribosomen gebildet.

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