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In unseren Videos über Zellen habt ihr schon so manches Unglaubliche erfahren, und es ist noch lange kein Ende in Sicht. In diesem Video kümmern wir uns also um den Zellkern und seine Membran. Was die beiden so alles auf dem Kasten haben, erfahrt ihr jetzt. [Musik]
Wie versprochen, kommen wir zum überaus interessanten Zellkern. Er befindet sich – wer hätte es gedacht – in der Zelle und ist dort das wichtigste Organell. Organellen sind kleine, abgetrennte Bereiche in der Zelle, die von Membranen umgeben sind, wie man hier auf der tierischen Zelle sehen kann. Hier ist davon. Er trägt eine wichtige Funktion. Wie schon bei den Mitochondrien schauen wir uns erstmal den Aufbau und die Struktur von dem Gerät an, und dann geht es um die Aufgaben des Zellkerns.
Im Allgemeinen ist der Zellkern rund bis oval, mit einem Durchmesser von fünf bis 16 Mikrometern. Ist also unglaublich winzig. Wichtige Teile des Zellkerns sind: Kernkörperchen, Chromatin, Kernhülle, Kernporen. Das endoplasmatische Retikulum, auch ER genannt, spielt im Bereich der Kernhülle auch eine wichtige Rolle, ebenso die Ribosomen. Die sollten wir auf keinen Fall vergessen. Das sind die kleinen schwarzen Punkte auf dem Bild.
Fangen wir mit dem Kernkörperchen an. Der befindet sich im Zellkern drin. Man nennt ihn auch Nukleolus. Es kann aber auch mehrere davon im Zellkern geben; dann spricht man von Nukleoli. Nukleoli haben keine Membran. Sie enthalten allerdings einen Teil des Erbguts und sind zusammengefasst sozusagen die Ribosomenfabriken der Zelle, weil sie an deren Bildung beteiligt sind. Bei der Zellteilung hat der Nukleolus ordentlich zu tun. Im Verlauf der Prophase zum Beispiel wird er aufgelöst. Unter dem Telefon. Außerdem rückt er bei der Interphase an die Kernmembran, um Stoffe ins Zytoplasma abzugeben. Die Ribosomen übersetzen während der Proteinbiosynthese die DNA über Aminosäuren in Proteine.
Das Karyoplasma bzw. das Kernplasma ist der gesamte Inhalt, der von der Kernhülle umschlossen wird. Darin befinden sich Nukleoli und das Chromatin. Also das Kernkörperchen und diese Fäden da. Chromatin ist nichts anderes als die auseinandergezogenen Chromosomen, die frei im Kernplasma umschwimmen. Vor der Zellteilung wickeln sie sich dann zu Chromosomen zusammen. Stellt euch einfach vor: die Spaghetti auf dem Teller sind das Chromatin, und wenn ihr sie auf die Gabel wickelt, habt ihr das Chromosom.
Nun kommen wir zur Kernhülle. Sie sorgt dafür, dass sich das ganze Gesindel hier nicht einfach in der Zelle verteilt. Die Kernhülle besteht aus zwei Membranen. Die innere ist, genau wie unsere Zellmembran, eine Doppelschicht. Die äußere Membran besteht aus Ausläufern des endoplasmatischen Retikulums, kurz ER. Auf ihr befinden sich Ribosomen. Der Raum zwischen den beiden Membranen wird perinuklearer Spalt genannt.
Ok, schauen wir uns das mal genauer an. Hier sieht man richtig gut, was mit der Kernhülle und dem ER abgeht. Wir haben hier den Zellkern mit der inneren Membran und drum herum die äußere Membran, die vom ER gebildet wird. Das ist übrigens ein Organell, an dem unter anderem die Proteinbiosynthese stattfindet. Es hat auch die Aufgabe, die neue Kernhülle nach der Zellteilung zu bilden und Calcium zu speichern. Calcium spielt bei der Signalübertragung eine wichtige Rolle, wie beispielsweise bei der Muskelkontraktion.
So, meine Sache. Gucken wir uns jetzt nochmal genauer an die Kernporen. Alle Poren verschmelzen die Innen- und Außenmembran miteinander. Auf den Bildern sieht man hier so eine Pore von oben und von der Seite. Das hier ist die Außen- und das die Innenmembran. Kernporen haben einen Durchmesser von circa 10 Nanometern und werden von 16 symmetrischen Proteinen besetzt: 8 auf der Außenseite und nochmal 8 auf der Innenseite. Diese Proteine nennt man den äußeren und den inneren Ring. Zwischen den Ringen ragen sogenannte Speichen in die Mitte der Pore, zusammen mit dem Stopfen regulieren sie den Stoffaustausch zwischen dem Kerninneren und dem Rest der Zelle. Der Stopfen und die Speichen verhindern, dass zu große Teilchen in das Kerninnere gelangen. Der Austausch zwischen der Zelle und dem Zellkern ist sehr wichtig; deswegen bestehen ungefähr 20 bis 25 Prozent der Membranoberfläche aus Poren.
Nachdem wir jetzt wissen, wie der Zellkern und seine Hülle aufgebaut sind, stellt sich die Frage: Was kann dieser Zellkern denn überhaupt? Im Kern der Zelle findet sich der Großteil der DNA. Im Grunde bedeutet das, dass der Kern der Speicher für die Baupläne der Zelle ist. Diese Baupläne werden für die Funktion und Entwicklung der Zelle benötigt. Also ohne Kern funktioniert die Zelle nicht und kann sich auch nicht entwickeln. Das ist auch der Grund, warum der Kern als das wichtigste Organell der Zelle bezeichnet wird. Falls euch interessiert, was mit dem Zellkern bei der Zellteilung passiert, schaut euch unser Video dazu an.
Damit ihr euch das Zeug besser merken könnt, rekapitulieren wir doch mal: Also der Kern, er ist fünf bis 16 Mikrometer groß und beinhaltet Kernkörperchen mit dem Erbgut und das Chromatin. Außerdem gibt es noch die Kernhülle mit den vielen Kernporen. Von oben und von der Seite sehen die so aus. Die Kernporen regulieren den Stoffaustausch zwischen dem Zellkern und dem Rest der Zelle. Wichtig ist bei der Kernhülle auch noch, dass sie aus zwei Membranen besteht, wovon eine aus Ausläufern des endoplasmatischen Retikulums ausgebildet wird. Der Zellkern zählt als wichtigstes Organell, weil er mit der DNA die Baupläne für die gesamte Zelle enthält. Mehr zu dem Thema findet ihr in den anderen Videos von uns. Einfach reinklicken, bis gleich dort.