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Zellkern

Der Zellkern (Nucleus) enthält die Erbsubstanz DNA, auf der u.a. die Bauanweisungen für alle Proteine gespeichert sind, und ist damit die Steuerzentrale der Zelle. Vom Zyto-plasma trennt ihn die Kernhülle, eine Doppelmembran mit Zwischenraum. Dieser steht stellenweise in direkter Verbindung mit dem Zytoplasma. Über mehrere Tausend Kernporen kommuniziert auch der Innenraum des Zellkerns mit dem Zytoplasma. Die Poren werden von einem 100nm großen Proteinkomplex gebildet, dem Kernporen-komplex. Er kontrolliert das Ein- und Ausschleusen von Makromolekülen. Damit ist er für die in der DNA gespeicherte Erbinformation sozusagen das Tor zum Zytoplasma. Weltweit arbeiten Forschergruppen daran zu ergründen, wie dieses Tor funktioniert. Die Öffnung hat rund 10nm Durchmesser. Wenn man sich den Zellkern als einen 20cm großen Ball vorstellen, hätten die Kernporen einen Durchmesser von 1mm. Durch die Kernporen können Wassermoleküle ungehindert wandern. Andere Moleküle bis hin zu mittelgroßen Proteinen können ebenfalls frei passieren, aber es dauert umso länger, je größer sie sind. Noch größere Strukturen brauchen für die Passage Transportproteine, die ihre Last auf Peptidsträngen wie auf Schienen zur Pore befördern. Diese kann sich dann unter Energieverbrauch erweitern. Durch die Kernporen gelangen Signalmoleküle zur DNA. Als Antwort werden RNA Moleküle mit den Bauanweisungen für Proteine ausgeschleust. Die Bedeutung des Zellkerns als genetische Steuerzentrale wurde bereits 1932 an der einzelligen Schirmalge Acetabularia nachgewiesen.