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
Zellstrukturen und ihre Funktionen Zellkern (inkl. Chromosomen) Nukleosom aus DNA und Histonen antiparalleler DNA- Doppelstrang, beim Menschen: 6 x 10 9 Basenpaare = ca. 2 m beim Menschen: 46 lineare Chromosomen
Verpackung der DNA
Verpackung der DNA
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
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 RNA
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 RNA nach Verdopplung der DNA besteht ein Chromosom aus 2 Chromatiden, die am Centromer aneinanderhängen; an der Stelle Proteinstruktur = Kinetochor, an die die Mitosespindel angreift Enden der Chromosomen = Telomere, z.t. Satellit und Nucleolusorganisierende Region
Chromosomenformen
Chromosomenzahl im Vergleich Escherichia coli! 1 Saccharomyces cerevisiae! 1 Fliege!6 Erbse! 14 Sonnenblume! 34 Katze! 38 Kugelfisch!42 Mensch! 46 Hund!78 Goldfisch!94 Farn (Ophioglossum)! 500-520
Anzahl der Gene/Genom im Vergleich Mycoplasma genitalium! 517 Haemophilus influenzae! 1.743 Neisseria meningitidis! 2.158 Saccharomyces cerevisiae! 6.275 Drosophila melanogaster! 13.601 Caenorhabditis elegans! 19.099 Arabidopsis thaliana! ca. 20.000 Homo sapiens! ca. 30.000
Zellkern (inkl. Chromosomen) Nucleolus Nucleolus = 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) Nucleolus Ribosomen-Untereinheiten werden komplett im Zellkern zusammengebaut und dann ins Zytoplasma ausgeschleust erst zur Translation setzen sich die Ribosomen komplett zusammen
Zellkern (inkl. Chromosomen) Kernporen DNA Replikation, Transkription Nukleotide, Proteine DNA, mrna, rrna, trna Nucleus Proteinbiosynthese Translation Zytoplasma
Zellkern (inkl. Chromosomen) Kernporen pro Säuger-Kern: 3.000-4.000 Poren Porenkomplex aus > 100 verschiedenen Proteinen nach DNA-Synthese: ca. 100 Histone/min/Pore müssen transportiert werden bei schnell wachsenden Zellen: ca. 6 neue Ribosomen (in UE)/min/Pore