Cytologie

Nucleolus

In diesem Beitrag erklären wir dir, was der Nucleolus ist und wie sein Aufbau und seine Funktion aussehen.

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Inhaltsübersicht

Nucleolus einfach erklärt

Der Nucleolus ist eine kleine, kugelförmige Struktur innerhalb des Zellkerns . Du kannst ihn auch als Kernkörperchen oder Nukleolus bezeichnen. Im Zellkern der Tierzellen befindet sich in den meisten Fällen nur ein Nucleolus. Manche Zellkerne von Pflanzenzellen können aber bis zu 10 Nucleoli enthalten.

Deshalb ist das Kernkörperchen auch nur in den Lebewesen enthalten, die einen Zellkern besitzen. Das sind die sogenannten Eukaryoten . Die Prokaryoten haben keinen Zellkern.

Du solltest den Begriff Nucleolus (Kernkörperchen) nicht mit dem Nucleus (Zellkern) verwechseln.

Der Nucleolus besteht aus drei Hauptstrukturen namens Nucleolus-Organisator-Region (NOR), Pars fibrosa und Pars granulosa. Darin liegen verschiedenste Enzyme, Proteine und rRNA -Formen.

Nucleolus, Nukleus, Zellkern
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Nucleolus

Die Funktion der Kernkörperchen bezieht sich vor allem auf die Produktion von sogenannten Prä-Ribosomen . Diese Produktion ist ein essentieller Bestandteil der gesamten Zellteilung.

Nucleolus Aufbau

Der Nucleolus hat ungefähr eine Größe von 2-5 \mu m. Seine Hauptbestandteile sind DNA, RNA und verschiedenste Proteine und Enzyme. Dabei besitzt er allerdings keine Membran , welche anderen Zellbestandteilen eine grundsätzliche Stabilität gibt.

Trotzdem ist der Nucleolus innerhalb des Zellkerns ein relativ stabiles Gebilde. Diese Stabilität erhält er vor allem durch die starken Bindungen der Bestandteile untereinander. Dadurch besitzt er auch eine relativ hohe Dichte.

Aufgebaut wird der gesamte Nucleolus durch die Informationen der sogenannten Nucleolus-Organisator-Region oder auch NOR.

Diese kannst du dir als einen Abschnitt auf den Chromosomen in der Metaphase vorstellen. Da sich der Nucleolus beim Durchlaufen einer Kernteilung nach der Prophase auflöst, wird die Information für seine erneute Bildung in den Chromosomen abgespeichert. In der Interphase liefern diese Abschnitte der Chromosomen dann den „Bauplan“, um einen neuen Nucleolus zu entwerfen. Dabei kann der Bauplan von einer oder mehreren NORs stammen.

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Nucleolus-Organisator-Region (NOR)

Du kannst den Aufbau des Kernkörperchens in zwei Strukturen aufteilen:

Nucleolus Aufbau, Pars fibrosa, Pars granulosa
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Aufbau des Nucleolus

Die erste Struktur ist die sogenannte Pars fibrosa. Diese besteht aus mehreren rundlichen Filamenten. Die Filamente haben eine Größe von etwa 5-8 nm. Dabei teilt sie sich in etwas aufgehelltere, lockere und dunklere, dichtere Anteile auf. In der Pars fibrosa befinden sich Enzyme namens RNA-Polymerasen. Diese sind für die sogenannte Transkription der rRNA verantwortlich. Dafür werden die Abschnitte der DNA, die Gene für die rRNA enthalten, kopiert, sodass ein neuer rRNA Strang entsteht.

Die Pars granulosa stellt den größten Teil des Nucleolus dar. Sie besitzt einen Aufbau aus stark gekörnten Partikeln mit einem Durchmesser von 15 bis 20 Nanometern. Die Pars granulosa enthält größtenteils ribosomale Proteine, die in Kombination mit der rRNA die Prä-Ribosomen bilden können.

Nucleolus Funktion

Der Nucleolus hat eine sehr große Bedeutung in Bezug auf die gesamte Zellteilung. In den tierischen und auch den pflanzlichen Zellen stellen die Nucleoli die sogenannten Prä-Ribosomen her.

Prä-Ribosomen

Unter einem Prä-Ribosom kannst du dir den Zustand des Ribosoms vor seiner endgültigen Zusammensetzung vorstellen. Bei einem Prä-Ribosom handelt es sich deshalb um die ribosomalen Untereinheiten (40S & 60S).

Um diese Prä-Ribosomen herzustellen, werden ribosomale Proteine und rRNA benötigt. Diese liegen im Cytosol des Cytoplasmas . Die ribosomalen Proteine werden über die Kernporen in das Innere des Kernkörperchens transportiert.

Dort wird nun zusätzlich durch Transkription mithilfe einer rDNA-Vorlage rRNA erzeugt. Die ribosomalen Proteine und die rRNA verbinden sich und bilden die ribosomalen Untereinheiten (Prä-Ribosomen).

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Herstellung der Prä-Ribosomen

Nach der Verarbeitung können die Prä-Ribosomen wieder zurück ins Cytosol transportiert werden. Dabei werden die kleine Untereinheit (40S) und die große Untereinheit (60S) jeweils separat durch verschiedene Kernporen aus dem Zellkern herausbefördert.

Im Cytosol angelangt setzen sie sich wieder zu den für Eukaryoten typischen 80S-Ribsomen zusammen. Danach wandern sie einerseits zum Endoplasmatischen Retikulum und bilden das raue ER. Andererseits können sie auch innerhalb des Cytosols als Translationseinheit arbeiten.

Zellzyklus

Durch seine Fähigkeit Prä-Ribosomen herzustellen spielt der Nucleolus auch eine wichtige Rolle innerhalb des gesamten Zellzyklus%Verweis. Insbesondere während der Interphase%Verweis, während der das Erbgut verdoppelt wird, produzieren die Nucleoli besonders viele Prä-Ribosomen, die sich dann zu Ribosomen verbinden können.

Während der Kernteilung wird der Nucleolus in den Zellen zuerst kleiner und löst sich dann ganz auf. In der Telophase bilden sich darauf in den zwei entstandenen Tochterkernen neue Nucleoli aus.

Mehr über die Kernteilung und ihre einzelnen Phasen findest du in unseren Beiträgen zur Mitose und Meiose .

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