Der Zellkern

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Arbeit: Der Zellkern

Der Zellkern wurde 1828 von Robert Brown entdeckt. Der oft kugelförmige Zellkern, auch Nukleus genannt, ist das größte Zellorganell. Er besteht aus einer Kernhülle, die durch Kernporen durchbrochen ist. Durch diese Poren können Stoffe zwischen Zelle und Kern ausgetauscht werden. Im inneren befinden sich, neben einigen Proteinen, die Kernsäure DNA und RNA, auf die wir später noch eingehen werden. Mit ihrer Hilfe steuert der Zellkern die Stoffwechselvorgänge in der Zelle.

Nukleotide - Die Bausteine der Kernsäuren

Drei verschiedene chemische Verbindungen bauen ein Nukleotid auf: Ein Zuckermolekül (Ribose oder Desoxyribose) und ein Phosphatrest bilden immer das gleiche Grundgerüst. Dann wird eine Stickstoffbase, eine stickstoffhältige Ringverbindung, gehängt.
Nukleotide bauen nicht nur die Kernsäuren auf, sie dienen auch als träger chemischer Energie (z.B.: Adenosintriphosphat, ATP; auch die anderen Stickstoffbasen können solche Phosphate bilden). Sie sind in ausreichender Menge im Cytosol vorhanden. Sie können auch jederzeit ins Kerninnere, um dort Energie oder Material für den Aufbau der Kernsäuren zu liefern.

Die Struktur der DNA

Die Desoxyribonuclcinsäure besitzt einen leiterförmigen Aufbau. Holme der Leiter werden aus den Zucker- und Phosphatanteilen der Nukleotide aufgebaut. Die Sprossen bilden je zwei Stickstoffbasen, die mit Wasserstoffbrücken verbunden sind. Es passt immer nur Adenin zu Thymin und Guanin zu Cytosin (komplementäre Basenpaarung). Nach Lösung der Wasserstoffbrücken kann zu einen Strang oft ein zweiter gebildet werden, da die Reihenfolge der Stickstoffbasen durch den ersten Strang festgelegt ist. (Bild herumgeben!)
Räumlich sind die beiden Nukleotidstränge um eine Achse gedreht, sodass eine Schraubenstruktur entsteht. Sie wurde im Jahre 1953 von James Watson und Francis Crick erforscht.

Der Unterschied zwischen DNA und RNA

Die Ribonucleinsäure ist nun einsträngig. Das Zuckermolekül der Nukleotide ist Ribose und nicht Desoxyribose. Anstelle von Thymin wird die Base Uracil verwendet. Während bei der DNA nur im Zellkern befindet, kann die RNA den Kern verlassen und sich auch in der Zelle aufhalten. Sie ist damit der geeignete Botenstoff (Massenger-RAN, MRNA), um Informationen aus dem Kern zum Cytosol zu bringen.

Aufgaben der DNA

Die DNA speichert die Erbinformationen (Genom) der Zelle oder eines Organismus. Ein Abschnitt der DNA, der die Informationen für eine Erbeigenschaft enthält, wird als Gen (Erbanlage) bezeichnet. Es besteht aus einer bestimmten Nukleotidfolge. Die DNA kann diese Gene verdoppeln und an die Tochterzellen weitergeben (Vererbung).

Sie kann aber auch die Nukleotidfolge an eine RNA überschreiben, die aus dieser Information an die Ribosomen ein Enzym (Protein) aufbaut. Der Komplizierte Vorgang wird als Protein- oder Eiweißsynthese bezeichnet. Die Regel dieser Übersetzung, der genetische Code, wurden in den frühen 60er- Jahre unseres Jahrhunderts entschlüsselt. Ein Gen ist für die Bildung eines Enzyms verantwortlich. Mit Hilfe dieser Enzyme steuert die DNA den Stoffwechsel.

Zellkerne enthalten Chromosome

Aus dem fädigen Chromosomengerüst bilden sich schleifenförmige Strukturen heraus, die man Kernschleifen nennt oder Chromosome nennt.
Die Zellen jeder Pflanzen- und Tierarten besitzen eine bestimmte Anzahl Chromosomen, einen Chromosomensatz:

2 Chromosomen Pferdespulwurm
14 Chromosomen Erbse
20 Chromosomen Mais
40 Chromosomen Hausmaus
46 Chromosomen Mensch
ca. 1260 Chromosomen Natternzunge (Farn)

Quelle: www.wissen.de

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