Zellstrukturen und ihre Funktionen — Zellkern (inkl. Chromosomen)

DNA-Polymerase, RNA-Polymerase

Replikation der DNA, Transkription derDNA unter Bildung von mRNA, tRNA, rRNA

Zellstrukturen und ihre Funktionen — Zellkern (inkl. Chromosomen)

Nukleus aufgebaut aus Kernmembran = Kontinuum aus rauem Endoplasmatischem Reticulum, Kernplasma, Chromatin, Nucleolen

3 verschiedene Zustände unterscheidbar: • Interphasekern, zwischen zwei Kernteilungen, mit DNA-Replika- tion, RNA-Synthese, Doppelmembran vorhanden, Chromatin diffus, Nucleolen erkennbar

• Arbeitskern, in differenzierten, nicht mehr teilungsbereiten Zellen, mit RNA-Synthese, Doppelmembran vorhanden, Chromatin diffus, Nucleolen erkennbar • Mitosekern, während der Kernteilung, Membran „aufgelöst“, einzelne Chromosomen erkennbar, keine Nucleolen

Zellkern (inkl. Chromosomen) — Zellzyklus

Arbeitskern

Interphasekern

Mitosekern

Zellstrukturen und ihre Funktionen — Zellkern (inkl. Chromosomen)

Chromatin = Gesamtheit des chromosomalen Materials; unterscheidbar in Heterochromatin = besonders gut mit spez. DNA-Farbstoffen anfärbbar, ist transkriptionsinaktiv, auch im Interphasekern kondensiert, Euchromatin = mit spez. DNA-Farbstoffen „normal“ anfärbbar, ist transkriptionsaktiv, in der Interphase dekondensiert

Chromosom = DNA-Molekül, mit Histonen und Nicht-Histonproteinen assoziiert, Chromonema = Nukleofilament = DNA-Molekül + Histone = Kette von Nucleosomen, wenig RNAnach Verdopplung der DNA besteht ein Chromosom aus 2 Chromatiden, die am Centromer aneinanderhängen; an der Stelle Proteinstruktur = Kinetochor, an die die Mitosespindel angreiftEnden der Chromosomen = Telomere, z.T. Satellit und Nucleolus-organisierende Region

Chromosomenformen

Zellstrukturen und ihre Funktionen — Zellkern (inkl.

Chromosomen)

antiparalleler DNA-Doppelstrang, beim Menschen: 6 x 109 Basenpaare = ca. 2 m

Nukleosom aus DNA und Histonen

beim Menschen: 46 lineare Chromosomen

„Verpackung“ der DNA

„Verpackung“ der DNA

Zellstrukturen und ihre Funktionen — Zellkern (inkl. Chromosomen)

Zellstrukturen und ihre Funktionen — Zellkern (inkl. Chromosomen) Centromer

Bandenmuster = Chromomere, durch Anfärbung A/T-reicher Regionen (G-Banden) und G/C-reicher Regionen (R-Banden)

Chromosomenzahl im VergleichEscherichia coli 1Saccharomyces cerevisiae 1Fliege 6Erbse 14Sonnenblume 34Katze 38Kugelfisch 42Mensch 46Hund 78Goldfisch 94Farn (Ophioglossum) 500-520

Anzahl der Gene/Genom im Vergleich

Mycoplasma genitalium 517Haemophilus influenzae 1.743Neisseria meningitidis 2.158Saccharomyces cerevisiae 6.275Drosophila melanogaster 13.601Caenorhabditis elegans 19.099Arabidopsis thaliana ca. 20.000Homo sapiens ca. 30.000

Zellkern (inkl. Chromosomen) –

NucleolusNucleolus = Kernkörperchen = massedichtestes Organell, ca. 5% des Kerns; besteht aus RNA, Protein und DNA der Nucleolus-Organisatoren (NOR)Ort der Ribosomensynthese

• Durchmesser: 1 - 2 µm• Anzahl und Größe von Stoffwechselaktivität der Zelle abhängig• an sekundären Einschnürungen der kurzen Arme der akrozentrischen Chromosomen 13, 14, 15, 21 und 22

Zellstrukturen und ihre Funktionen — Ribosomen

Prokaryontische Ribosomen Eukaryontische Ribosomen

Zellkern (inkl. Chromosomen) –

NucleolusRibosomen-Untereinheiten werden komplett im Zellkern zusammengebaut und dann ins Zytoplasma ausgeschleust

erst zur Translation setzen sich die Ribosomen komplett zusammen