Zellkarn

En Zellkarn oder Nukleus (lat. nucleus „Karn“) is een vun de Organellen in de Zellen vun de Eukaryoten. In den Zellkarn sitt dat Genom in. He is meist rund un liggt in dat Zellplasma (Cytoplasma). Wenn in de Wetenschop vun de Biologie de Wöer „nukleär“ oder „karyo“ (vun ooldgr. κάρυον káryon „Karn“) bruukt weert, denn bedutt dat, datt de Saak, wo dat um geiht, wat mit’n Zellkarn to doon hett. 

De Zellkarn is de grote Unnerscheed twuschen de Eukaryoten (Leevwesen mit en sunnerlichen Zellkarn) un de Prokaryoten (Bakterien un Archäen, de alltohopen keen Zellkarn hefft). In den Karn sitt de gröttste Deel vun dat geneetsche Materiol vun de Zellen bi de Eukaryoten in. Dat is dor tohopenfaat in Form vun en Reeg vun Chromosomen. Annere Gene gifft dat in de Mitochondern un, bi Planten, ok in de Chloroplasten. De meisten Zellen hefft just een Karn. Man dat gifft Utnahmen: „Myotuben“ kaamt tostanne dör dat Tohopengahn vun Myoblasten. Dor sitt denn en Reeg vun Karns in. Un in de Embryos vun de Fruchtflegen deelt sik de Karns so gau, datt toeerst mol de Zellmembran twuschen de Zellen noch nich mitwasst. So sitt dor ok allerhand Karns tohopen in sotoseggen een Zell. Riepe Erythrozyten vun de Söögdeerter hefft up de annere Sieten gor keen Karn mehr, vunwegen de bi dat Riepen afstott weert. Wichtige Aflöpe in en Zellkarn sünd de DNA-Replikatschoon (Dat Verdubbeln vun dat geneetsche Materiol, dat as DNA vorliggen deit) un de Transskriptschoon (dor warrt en mRNA-Kopie vun en DNA-Afsnitt maakt, de vorliggen deit. Faken, man nich jummers, hannelt sik dat dor um en Gen bi). De Wetenschop vun den Zellkarn warrt ok „Karyologie“ nömmt. 

Wie de Zellkarn upboot is
links|thumb|Zellkarn

Je na Zelltyp könnt de Zellkarns ganz verscheden utsehn. Meist hefft se de Form vun en Kogel oder en Ei. Bi en poor Zellen seht se avers ehrder ut, as en Geweih. Hen un wenn kann de Karn ok  unnerdeelt ween in en Reeg vun Knopen, as bi de Zellkarn vun de Trumpettdeerter, wo he utsütt, as en Rosenkranz. Ok de Granolozyten vun de Söögdeerter hefft Zellkarns mit en Aart vun „Lappen“ doran. 

Bi Söögdeerter hett de Karn normolerwiese en Döörmeter vun 5 bit 16 µm. Dor is he dat Organell in ene Zellen mit, de een an’n besten erkennen kann. Begrenzt warrt de Karn vun de Karnhüll. Dor hannelt sik dat um de binnere un de ütere Karnmembran bi. De sluut sik um de so nömmte „perinukleäre Zistern“ umto (de is 10-15 nm breet un warrt stabiliseert dör Mikrofilamente, de 2 – 3 nm dick sünd). All tohopen is de Karnhüll dor bi 35 nm dick mit. De ütere Karnhüll geiht leifig over in dat ruge Binnenplasma-Nett un hett up de Uppersiete Ribosomen sitten, just so, as dat Plasmanett. De binnere Karnmembran grenzt an en 20 – 100 nm breden „Filt“. Dat is de Karnlamina (Lamina fibrosa nuclei), de ut Laminen besteiht, wat en Grupp vun Intermediärfilamente is. De stütt den Zellkarn un scheedt de binnere Membran vun dat Chromatin in’n Karn. In de Karnhüll sitt ok de Karnporen. Se maakt ca. 25 % vun de Uppersiete ut. Dör düsse Poren finnt de aktive Stoffuttuusch (t.B. vun rRNA oder mRNA) twuschen den Karn un dat Zellplasma statt. Stüert warrt düsse Uttuusch vun en Karnporenkomplex. Proteine for de Regulatschoon vun de Gene kaamt dor ut dat Plasma bi in den Zellkarn un annersrum weert Stoffe for de Transkriptschoon (as mRNA) in dat Plasma rutbrocht. So kann de Proteinsynthese an de Ribosome vun dat Plasma statt finnen. De Fletigkeit in’n Karn warrt Karyoplasma nömmt. Zellkarns könnt for en Lichtmikroskop düütlich maakt weern, wenn de DNA mit Farv behannelt warrt, unner annern dör Feulgen-Inklören, dör Giemsa oder dör Fluoreszenzfarvstoffe, as DAP. 

Unner dat Lichtmikroskop fallt in allerhand Zellkarns een oder ok en Reeg vun rundliche Deelken up. Dor hannelt sik dat um Lüttkarns oder Nucleoli bi. Dor sitt de Gene for de Ribosome ehre RNA in. Hier weert de Unnereenheiten vun de Ribosome billt un kaamt den dör de Karnporen rut in dat Cytoplasma. In de Lüttkarne sitt nich so veel DNA in, wenn man dat mit den Rest vun den Karn verglieken deit, man mehr RNA. Annere „Deelken“ in den Zellkarn könnt bloß man dorstellt weern, wenn sunnerliche Techniken to’n Inklören bruukt weert, as dat Antikörper-Inklören. Wat düsse Deelken to doon hefft, dat is meist noch unbekannt. 

Datt dat en Karnmatrix gifft, is to’n eersten Mol in de 1970er Johre vorslahn wurrn. Man Forschers hefft sik dor noch over in’e Plünnen, ob dat so en Matrix overhaupt gifft. 

Dat Arvgoot, dat in de Zellen steken deit, sitt in de Chromosomen. Dor hannelt sik dat um DNA-Fadens bi, de to Chromatin tohopenpackt sünd. Blangen de DNA sitt in de Chromosomen ok Proteine in, as Histone wecke sünd. Blangen de Histone gift dat ok annere Proteine in’n Karn. So’n Proteine sünd  DNA-Polymerasen un RNA-Polymerasen, annere Transkriptschoonsfaktoren un Ribonukleinsäuren.

Wie de Chromosomen in den Karn unnerbrocht sünd

Chromosomen sitt bi de Interphase in afgrenzte Gemarken in’n Zellkarn, dat sünd de Chromosomenterritorien. Datt de existeern doot, is toeerst vun Carl Rabl (1885) un Theodor Boveri (1909) vörslahn wurrn, man endgüllig kloor stellt wurrn is dat eerst 1985 mit Hölp vun de Fluorenszenz-in-situ-Hybridiseeren.Schardin et al. Specific staining of human chromosomes in Chinese hamster x man hybrid cell lines demonstrates interphase chromosome territories. Hum. Genet. 71: 281, 1985. PMID 2416668.Manuelidis: Individual interphase chromosome domains revealed by in situ hybridization. Hum. Genet. 71: 288, 1985. PMID 3908288.
Up’n eersten Blick lett dat tofällig, wie dat Chromatin, un dor de Chromosomen mit in den Zellkarn verdeelt sünd. Wie de Chromosomen in’e Reege staht, is in elkeen Karn anners. Nabers bi den een Karn könnt bi den annern wiet ut’neen liggen. Vun de 1990er Johre af an hett dat slumpt un Prinzipien sünd funnen wurrn, wie de Chromosomen up’e Reege brocht weert. De DNA-Replikatschoon passeert bi de S-Phase nich all overeen, man an de een Stäen vun de Chromosomen fröher, an de annern later. Bi all Chromosomen-Afsnitte vun en sunnerlichen Zelltyp blievt de fröhe oder de late Replikatschoon konstant. Nu hett sik rutstellt, datt de Afsnitte, de fröh replizeert weert meist in dat Binnerste vun  en Karn sitten doot, un annersrum de Deele, de laat replizeert wurrn sünd, sik meist an de Karnhüll un um de Lüttkarns rüm ansiedeln doot.O'Keefe et al.: Dynamic organization of DNA replication in mammalian cell nuclei: spatially and temporally defined replication of chromosome-specific alpha-satellite DNA sequences. J. Cell Biol. 116: 1095, 1992. Tohopenfaat un Vulltext bi dat Journal of Cell Biology (engelsch) For den Platz vun de Chromosomenterritorien in’n Zellkarn is rutfunnen wurrn, datt Chromosomen mit en grote Gendicht an’n leevsten in de Midden vun den Karn liggt un Chromosomen mit en minnere Gendicht faken an’n Rand to finnen sünd. For en Reeg vun Zelltypen is ok beschreven wurrn, wie nu lüttje Chromosomen ehrder in’e Midden liggt un de groten buten sünd.Cremer and Cremer: Chromosome territories, nuclear architecture and gene regulation in mammalian cells. Nat Rev Genet 2: 292, 2001. PMID 11283701. Beide Motive passt avers to’nanner.

 Karndeelen 
In de Zellen vun de Eukaryoten warrt de Karn deelt bi de Mitose un de Meiose. Dor verswinnt de Zellkarn en tiedlang bi, vunwegen, datt de Karnhüll bi de Deelen uplööst warrt. In de Interphase sünd de Chromosomen jedenfalls nich sichtbor afgrenzt, man bi de Karndeelen kondenseert se to de kompakten „Metaphase-Chromosomen“ (kiek bi Mitose). In düsse „Transportform“ warrt dat Arvgoot verdeelt up de Dochterzellen. Na de Deelen billt sik de Karnhüllen um de Chromosomen in de Dochterzellen wedder rut un de Chromosomen dekondenseert wedder. 

Belege

 Literatur 
 T. Cremer: Von der Zellenlehre zur Chromosomentheorie. Springer Verlag, Berlin u. a., 1985, ISBN 3-540-13987-7 (online) (to’e Geschicht; PDF; 6,1 MB)

 Weblenken 

 vun Zellkarns vun verscheden Zelltypen unner dat Elktronenmikroskop

Kategorie:Zellbiologie