Der Nukleolus ist der Kernbereich, in dem die ribosomalen Untereinheiten in eukaryotischen Zellen zusammengebaut werden. Die nukleolaren Organizer-Regionen der Chromosomen, die die Gene für präribosomale Ribonukleinsäure (rRNA) enthalten, dienen als Grundlage für die nukleolare Struktur. Der Nukleolus wird zu Beginn der Mitose abgebaut, seine Bestandteile verteilen sich auf verschiedene Teile der Zelle, und der Wiederaufbau erfolgt während der Telophase und der frühen G1-Phase. Der Aufbau der Ribosomen beginnt mit der Transkription der prä-rRNA. Während der Transkription lagern sich ribosomale und nicht-ribosomale Proteine an die rRNA an.

Danach erfolgt die Modifikation und Spaltung der prä-rRNA und der Einbau weiterer ribosomaler Proteine und der 5S-rRNA in die reifenden prä-ribosomalen Komplexe. Der Nukleolus enthält auch Proteine und RNAs, die nicht mit dem Ribosomenaufbau zusammenhängen, und es wurde eine Reihe neuer Funktionen für den Nukleolus identifiziert. Dazu gehören der Aufbau von Signalerkennungspartikeln, das Erkennen von zellulärem Stress und der Transport der Boten-RNA des Humanen Immundefizienz-Virus 1 (HIV-1).

Was ist der Nukleolus?

Der Nukleolus ist ein runder Körper, der sich im Inneren des Zellkerns einer eukaryontischen Zelle befindet. Er ist nicht von einer Membran umgeben, sondern befindet sich im Zellkern. Der Nukleolus stellt ribosomale Untereinheiten aus Proteinen und ribosomaler RNA, auch rRNA genannt, her. Anschließend sendet er die Untereinheiten an den Rest der Zelle aus, wo sie sich zu vollständigen Ribosomen zusammenschließen. Ribosomen bilden Proteine; daher spielt der Nukleolus eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Proteinen in der Zelle.

Der Nukleolus ist die auffälligste Struktur im Zellkern. Er ist der Ort der Transkription der ribosomalen RNA (rRNA), der Verarbeitung der prä-rRNA und des Aufbaus der Ribosomen-Untereinheiten. Der Nukleolus ist eine dynamische Struktur, die sich während der späten Telophase um die Cluster von rRNA-Genwiederholungen herum aufbaut, während der Interphase bestehen bleibt und sich dann auflöst, wenn die Zellen in die Mitose eintreten. Aufgrund des Dichteunterschieds zwischen dem Nukleolus und dem umgebenden Nukleoplasma ist er sowohl in lebenden als auch in fixierten Zellen mit Phasenkontrast- oder Differentialinterferenzkontrast-Optik (DIC) gut sichtbar (obere linke Tafel).

Dank der Einführung der Fluoreszenzprotein (FP)-Technologie können Nukleoli auch durch Fluoreszenzmikroskopie in Zelllinien nachgewiesen werden, die FP-markierte Nukleolarproteine exprimieren. Ein Beispiel ist im Inset des oberen linken Bildes zu sehen, in dem PP1γ, eine Proteinphosphatase, die sich im Nukleolus anreichert, mit YFP markiert ist und in HeLa-Zellen stabil exprimiert wird.

Funktion des Nukleolus

Der Nukleolus, dessen primäre Funktion der Zusammenbau von Ribosomen ist, ist die größte Struktur im Zellkern.

Die Nukleus-Organisator-Regionen der Chromosomen, die die Gene für die prä-rRNA beherbergen, sind die Grundlage für den Nukleus.

Alle aktiven Nukleoli enthalten mindestens zwei ultrastrukturelle Komponenten, die nukleolare dichte fibrilläre Komponente, die frühe präribosomale Komplexe repräsentiert, und die granuläre Komponente, die reifere präribosomale Partikel enthält.

Die meisten Nukleoli in höheren Eukaryonten enthalten auch fibrilläre Zentren, die die Interphasen-Äquivalente der Nukleus-Organizer-Regionen sind.

Der Nukleus zerlegt sich zu Beginn der Mitose und beginnt sich in der Telophase wieder zusammenzusetzen.

Der Aufbau der Ribosomen beginnt mit der Transkription der prä-rRNA durch die RNA-Polymerase I.

Ribosomale und nicht-ribosomale Proteine und 5S RNA assoziieren mit der pre-rRNA während und nach der Transkription.

Die pre-rRNA wird mit Hilfe von nicht-ribosomalen Proteinen und kleinen nukleolaren RNAs modifiziert und zu rRNA prozessiert.

Der Nukleolus hat zahlreiche weitere Funktionen, darunter den Zusammenbau von Signalerkennungspartikeln, die Modifikation von Transfer-RNAs und die Wahrnehmung von zellulärem Stress.

Funktion des Nukleolus in der tierischen Zelle/Pflanzenzelle

Der Nukleolus ist eine der wichtigsten Komponenten des Zellkerns und die bei weitem am leichtesten erkennbare Substruktur im Kern eukaryontischer Zellen. Er kann durch Phasenkontrastmikroskopie und mit Hilfe verschiedener Farbstoffe leicht bestimmt werden. Der Nukleolus, der auch als Ribosomenfabrik bezeichnet wird, besteht aus Proteinen, Ribonukleinsäure (RNA) und Desoxyribonukleinsäure (DNA).

Die Funktion des Nukleolus kann folgendermaßen beschrieben werden: Ein langes ribosomales RNA (rRNA)-Vorläufermolekül wird von der DNA im Nukleus transkribiert und zu drei reifen RNAs verarbeitet, die zusammen mit bestimmten Arten von Proteinen verpackt werden, um kleine und große ribosomale Untereinheiten zu bilden. Sobald die Untereinheiten zusammengebaut sind, werden sie aus dem Nukleolus in das Zytoplasma transportiert, wo sie für Funktionen wie die Proteinsynthese oder die Translation verwendet werden. Der Nukleolus ist von Natur aus keine statische Struktur. Er wird sich während der Mitose schließlich abbauen und in der frühen G1-Phase wieder zurückbilden. Die Bildung dieser Kernkomponente verursacht keine ribosomale RNA- oder rRNA-Genexpression, sondern die produzierten Nukleoli sind vielmehr das Ergebnis der rRNA-Processing und -Transkription.

Lage

Der Nukleolus befindet sich im Zentrum des Zellkerns. Je nach Art des Organismus kann er unterschiedlich groß sein. Die Hauptbestandteile des Nukleolus sind RNA, DNA und Proteine.

Funktion

Der Nukleolus hat eine Hauptfunktion. Diese Hauptfunktion ist die Produktion von Untereinheiten, die dann zusammen Ribosomen bilden. Durch diese Produktion von Ribosomen ist der Nukleolus indirekt an der Proteinsynthese beteiligt. Außerdem ist der Nukleolus an etwa 50% der RNA-Synthese beteiligt.

Struktur des Zellkerns

Der Kern vieler eukaryontischer Zellen enthält eine Struktur, die als Nukleus bezeichnet wird. Da der Kern das „Gehirn“ der Zelle ist, könnte man den Nukleolus grob als das Gehirn des Kerns bezeichnen. Der Nukleolus nimmt etwa 25 % des Volumens des Zellkerns ein.
Diese Struktur besteht aus Proteinen und Ribonukleinsäuren (RNA). Ihre Hauptaufgabe besteht darin, die ribosomale RNA (rRNA) umzuschreiben und mit Proteinen zu verbinden. Dies führt zur Bildung unvollständiger Ribosomen. Es besteht eine ununterbrochene Kette zwischen dem Nukleoplasma und den inneren Teilen des Nukleolus, die durch ein System von Nukleolarpassagen verläuft. Durch diese Passagen können Makromoleküle mit einem Molekulargewicht von bis zu 2.000 kDa leicht durch den Nukleolus zirkulieren.
Aufgrund seiner engen Beziehung zur chromosomalen Materie der Zelle und seiner wichtigen Rolle bei der Produktion von Ribosomen wird der Nukleolus als Ursache für eine Vielzahl verschiedener menschlicher Krankheiten angesehen.

Was ist die Funktion des Nukleus?

Dieses Organell hat zwei Hauptfunktionen: Er speichert das Erbgut der Zelle, die DNA, und er koordiniert die Aktivitäten der Zelle, zu denen das Wachstum, der intermediäre Stoffwechsel, die Proteinsynthese und die Fortpflanzung (Zellteilung) gehören. Nur die Zellen fortgeschrittener Organismen, die als Eukaryoten bekannt sind, haben einen Zellkern.

Was ist ein Zellkern und welche Funktion hat er?

Funktion des Zellkerns. Der Zellkern ist eine Organelle in eukaryontischen Zellen. Innerhalb seiner vollständig umschlossenen Kernmembran enthält er den größten Teil des genetischen Materials der Zelle. Dieses Material ist als DNA-Moleküle zusammen mit einer Vielzahl von Proteinen zu Chromosomen organisiert.

Wo befindet sich der Nukleolus in einer pflanzlichen oder tierischen Zelle?

Man findet ihn sowohl in pflanzlichen als auch in tierischen Zellen. Aber in Erythrozyten oder roten Blutkörperchen ist der Kern entkernt.

Was ist die Hauptfunktion des Nukleolus?

Der Kern stellt ribosomale Untereinheiten aus Proteinen und ribosomaler RNA, auch bekannt als rRNA, her. Dann sendet er die Untereinheiten an den Rest der Zelle aus, wo sie sich zu vollständigen Ribosomen verbinden. Ribosomen bilden Proteine; daher spielt der Zellkern eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Proteinen in der Zelle.

Hat die Pflanzenzelle einen Zellkern?

Der Zellkern beherbergt die DNS der Zelle und steuert die Synthese von Proteinen und Ribosomen. Pflanzenzellen haben eine Zellwand, eine große zentrale Vakuole, Chloroplasten und andere spezialisierte Plastiden, während tierische Zellen dies nicht haben.