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Biologie · Die menschliche Zelle
Aufbau des Zellkerns mit Kernhülle, Kernporen, Chromatin und Nucleolus, dazu Größe, Chromosomensatz und kernlose oder mehrkernige Zellen. Mitochondrien, Ribosomen und Proteasomen nur im Überblick.
Der Zellkern schützt die DNA hinter einer Doppelmembran mit Poren. Hier laufen Replikation und Transkription ab, und der Nucleolus baut die Untereinheiten der Ribosomen.
Fast jede Zelle hat einen Kern. Er enthält den Großteil der DNA, ein kleiner Teil liegt in den Mitochondrien.
| Teil | Merkmal |
|---|---|
| Kernhülle | zwei Membranen mit Kernporen |
| Karyoplasma | die Flüssigkeit im Kern |
| Chromatin | DNA mit Proteinen, zur Hälfte Histone |
| Nucleolus | Kernkörperchen ohne Membran |
| Kernlamina | Fasernetz an der inneren Membran |
Durch die Kernporen verlässt die mRNA den Kern. Große Moleküle brauchen Transportrezeptoren: Importine bringen Proteine in den Kern, Exportine bringen Moleküle hinaus. Der Verkehr läuft in beide Richtungen.
In der Interphase, der Arbeitsphase der Zelle, liegt die DNA als Chromatin vor. Erst zur Teilung kondensiert es zu Chromosomen. → Ausführlich in: DNA Aufbau
| Form | Packung | Gene |
|---|---|---|
| Euchromatin | locker | meist transkribiert |
| Heterochromatin | dicht gepackt | meist inaktiv |
Chromosomen unterscheidest du nach der Lage des Zentromers:
| Form | Zentromer |
|---|---|
| metazentrisch | in der Mitte |
| submetazentrisch | außermittig, Arme ungleich lang |
| akrozentrisch | nahe einem Ende, ein Arm sehr kurz |
Der Nucleolus hat keine Membran. Er entsteht an den Nucleolus-Organisator-Regionen der Chromosomen 13, 14, 15, 21 und 22. Dort wird die rRNA gebildet und mit Proteinen aus dem Zytoplasma zu den Ribosomen-Untereinheiten zusammengebaut.
Der Kern misst etwa 5 µm und macht 5–10 % des Zellvolumens aus. Dieses Verhältnis heißt Kern-Plasma-Relation und schwankt mit Zelltyp und Funktionszustand. Die Kernform folgt oft der Zellform: rund bei Lymphozyten, segmentiert bei neutrophilen Granulozyten.
| Chromosomensatz | Zellen |
|---|---|
| diploid | die meisten Körperzellen |
| haploid | Geschlechtszellen |
| polyploid | Leber- und Herzmuskelzellen |
Mitochondrien haben zwei Membranen: Die äußere ist glatt, die innere zu Cristae gefaltet. In der Matrix liegen ringförmige, mütterlich vererbte mtDNA und eigene Ribosomen. Citratzyklus: Matrix, Atmungskette: innere Membran. → Ausführlich in: Mitochondrien
Ribosomen sind membranlose Komplexe aus rRNA und Proteinen, beim Menschen 80S (60S + 40S). Freie Ribosomen bauen zelleigene Proteine, Ribosomen am rauen ER Exportproteine. → Ausführlich in: Ribosomen
Zelleigene Proteine markiert die Zelle mit Ubiquitin, und das 26S-Proteasom baut sie ab. Zellfremde, per Endozytose aufgenommene Proteine landen im Lysosom. → Ausführlich in: Proteasomen
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Deine AufgabeBenenne Kernhülle, Kernpore, Chromatin, Nucleolus und Lamina und verfolge den Weg der mRNA aus dem Kern.
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Deine AufgabeZeige an der Zeichnung, wo die Cristae liegen und wo Citratzyklus und Atmungskette ablaufen.
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