Zellkern

Als Zellkern (lat. Nucleus, auch Nukleus) bezeichnet man einen im Zell- oder Cytoplasma gelegenen, meist rundlich geformten Bestandteil der eukaryotischen Zelle. Vom Zellplasma ist er durch eine Doppelmembran, die Kernhülle, abgegrenzt. In ihm liegt das Erbgut der Zelle, die Desoxyribonukleinsäure (DNA), zu Chromatin verpackt, vor. Der Zellkern kann als Steuerzentrum der Zelle verstanden werden.

In somatischen Zellen ist die DNA auf Histone genannte Kernproteine aufgewickelt, das resultierende Chromatin kann durch Färbung lichtmikrospisch sichtbar gemacht werden. Neben den Histonen kommen weitere Kernproteine, wie z.B. DNA-Polymerasen und RNA-Polymerasen, Transkriptionsfaktoren und Ribonukleinsäuren im Kern vor.

Durch in der Kernhülle enthaltene Kernporen findet der Stoffaustausch mit dem Zellplasma statt: Regulatorische Proteine gelangen aus dem Cytoplasma in den Zellkern, Transkriptionsprodukte wie die mRNA werden zur Proteinsynthese, die an den Ribosomen des Cytoplasmas stattfindet, aus dem Kern in das Plasma exportiert.

Wichtige Vorgänge, die innerhalb des Zellkerns ablaufen, sind Replikation (die Duplizierung des in Form von DNA vorliegenden genetischen Materials) und Transkription (das Erstellen einer mRNA-Kopie eines gegebenen DNA-Abschnitts, der oft, aber nicht immer, einem Gen entspricht).

Bei der Mitose, einer bei vielen Arten auftretenden Form der Kernteilung, verschwindet der Zellkern zeitweilig, weil die Kernhülle für die Zeit des Teilungsvorgangs aufgelöst wird. Aus dem Chromatin entsteht eine charakteristische Zahl kompakter Chromosomen, mit deren Hilfe die DNA besser auf die Tochterzellen verteilt werden kann. Nach der Teilung bilden sich die Kernhüllen um die Kerne der Tochterzellen wieder aus, und die Chromosomen werden wieder zum Chromatin.

Stammesgeschichtlicher Hintergrund

Die evolutionäre Herkunft des Zellkerns ist unbekannt. Oft werden aber Merkmale wie die Doppelmembram als Hinweise für einen endosymbiotischen Ursprung angeführt.

Siehe auch: Nucleolus, Intron, Exon, Epigenetik, Kernmatrix, Splicing