Cellekernen (Nucleus) Sebastian Frische Anatomisk Institut

Transkript

1 Cellekernen (Nucleus) Sebastian Frische Anatomisk Institut

2 Cellekernen Cellekernens overordnede struktur kernemembranen/nucleolemma kromatin nucleolus Cellecyklus faser i cellecyklus faser i mitosen

3 Størrelse: 5-10 µm Indhold: 20% DNA (98% af cellens) 5% RNA (10% af cellens) 75% protein (10% af cellens)

4 Kromatin - eukromatin - heterokromatin Nucleolus Nucleolemma

5 Kernemembranen - Nucleolemma Ydre membran med ribosomer sammenhængende med RER Perinukleær cisterne Indre membran De to membraner knyttes sammen ved porekomplekser Relationer til cytoskelet: Nukleær lamina på indersiden bestående af lamin-filamenter Kontakt til intermediære filamenter på ydersiden

6 Nukleære porekomplekser Text Porekomplekserne er talrige og udgør ca 15% af kernens overflade De består af et makromolekylært kompleks af ca 100 forskellige proteiner, der danner en pore med en indre diameter på ca 10 nm. Poren kan udvides (uklart hvordan), så større molekyler kan passere Små molekyler (<4 kd) diffunderer frit igennem Større molekylers (>60 kd) passage er reguleret

7 Transport igennem porekomplekserne RNA mrna trna rrna Proteiner histoner DNApolymeraser RNApolymeraser Ribosomale proteiner

8 Proteiner, der skal ind i kernen indeholder i deres aminosyresekvens en nukleær lokalisations sekvens (NLS): der kendes flere NLS er bestemte færge -proteiner i cytoplasma binder til NLS og formidler adgang til kernen transporten igennem poren er reguleret Det er uklart hvordan transport af RNA reguleres

9 Kernens kromatin består af DNA (arvemassen) Et kromosom er et sammenhængende stykke dobbeltstrenget DNA Mennesket har 22 par homologe kromosomer plus kønskromosomerne, ialt 46 kromosomer Kromosomerne er kun synlige under celledeling, hvor de tilmed er fordoblede og hver udgøres af to kromatider Mellem celledelingerne er kromosomerne mere eller mindre løst organiserede afhængigt af hvilke gener, der transskriberes

10 Kromosom-begreber og karyotype meta-fase kromosomer Normal human karyotype Meta-fase kromosomer farvet med kinakrin (giver fluorescerende bånd) er fotograferet, klippet ud og sorteret

11 Et metafase-kromosom er meget tæt pakket DNA

12 Et metafase-kromosom er meget tæt pakket DNA

13 DNA et er oprullet i flere niveauer

14 Mellem celledelingerne ligger kromosomerne mere eller mindre udspredt i bestemte områder i kernen

15 I kernen dannes RNA ved transkription af DNA mrna: udgør opskriften til proteiner, der produceres af ribosomer i cytoplasma ved translation af mrna trna: transporterer aminosyrer enkeltvis til ribosomerne. rrna: indgår som hovedbestanddel i ribosomenheder De centrale processer i proteinsyntesen foregår ved hjælp af RNA molekyler

16 DNA Ribosom (rrna) mrna trna

17 Transskription Nobelprisen i kemi 2006: Roger D. Kornberg for hans arbejde med RNA polymerasers struktur

18 trna: transporterer aminosyrer enkeltvis til ribosomerne. Oversætter via deres specificitet mrnasekvensen til aminosyresekvensen i proteinet

19 RNA Protein Model af stor underenhed fra ribosom

20 Ribosomernes underenheder dannes i nucleolus Nucleolus indeholder derfor: De dele af DNA, der koder for rrna (fordelt på 5 kromosompar) RNApolymerase 1, der transkriberer rrna-generne rrna-strenge til indbygning i ribosom-underenheder Proteinerne til indbygning i ribosom-underenheder Færdige ribosom-underenheder

21 De dele af kromosomerne, der indeholder rrna-gener ligger i nucleolus Der findes mange kopier af rrna-generne

22 Funktionelle områder i nucleolus Fibrillære centre (F) Lyse områder, hvor rrnagener transkriberes til prærrna Tæt fibrillær komponent (D) Mørke områder omkring FC Modifikation af præ-rrna Granulære komponent (G) Yderligere modning af ribosom-underenheder Både den store og den lille ribosomunderenhed forlader kernen i fuldt samlet form, men kobles først sammen til et funktionsdygtigt ribosom i cytoplasmaet

23 Resume kernemembranen/nucleolemma indre og ydre membran danner perinukleær cisterne ydermembran direkte i forbindelse med RER nukleær lamina på indersiden, lamin, intermediære filamenter på ydersiden porekomplekser, reguleret transport af RNA og proteiner, NLS kromatin Udgøres af DNA, arvematerialet, eukromatin, heterokromatin Mere eller mindre tæt pakket DNA, under celledeling oprullet i synlige kromosomer DNA oprullet om histoner (protein) i kromatinfibre (10 nm brede) Disse oprulles videre til 30 nm kromatinfibre, 300 nm slynger, 700 nm kromosomarme Mennesket har 22 homologe kromosomer + 2 kønskromosomer nucleolus Et område i kromatinet, hvor ribosom-underenheder dannes, ikke membranafgrænset Dannes af kromosomer (5 par) med rrna-gener (mange kopier) Ribosom-underenheder består i høj grad af rrna (transkriberes i nucleolus) Underenhederne samles i nucleolus og transporteres intakte til cytoplasmaet De to underenheder samles først til fungerende ribosomer i cytoplasmaet

24 Cellekernen Cellekernens overordnede struktur kernemembranen/nucleolemma kromatin nucleolus Cellecyklus faser i cellecyklus faser i mitosen

25 I S-fasen replikeres DNA strengene og kromosomerne duplikeres

26

27 F.G. fig. 4-18

28

29 Cellecyklus

30 Mitosen

31 Enlerocyl! M lolically dividing sl6m c6is lviioilcaly d viding siern cells

32

33 Profase Kromosomerne bliver synlige Nucleolus forsvinder Centrioler fordobles Centrosomet deler sig Vandrer mod polerne Mitose-tenen dannes Kernemembran opløses ved overgang til metafase. Phosphorylering af lamin.

34 Metafase Kromosomerne lejrer sig i ækvatorial-planet Mitose-ten komplet Hvert kromosom forbundet til begge poler

35 Anafase Centromeret spaltes på alle kromosomer Kromatiderne bevæger sig mod hver sin pol Bevægelsen frembringes af tentrådsapparatet polymerisering (forlængelse) af polære mikrotubuli depolymerisering (forkortning) af kinetokor mikrotubuli

36 Mitose - live

37 Mitoser i takt hos embryo (Bananflue)

38 Tak for idag