Cellkärnans struktur och funktion
Pertti Panula
Institutionen för biomedicin
2013
Olika typer av kärnor
Lähde: J.F.Kerr, Atlas of
Functional Histology
Nervcellens vesikelliknande
kärna
Mångfald av kärnor i
vita blodkroppar
Spermatocytens korniga kärna
Levercellen kan ha två
kärnor
Kärnans ultrastruktur
NL = Nucleolus
Är mörk
E = Eukromatin är
ljust
Nervcell
Spermatid
H = Heterokromatin
Är mörkt
Lähde: J.F.Kerr, Atlas of
Functional Histology
Lähde: J.F.Kerr, Atlas of
Functional Histology
Plasmacell
Kierszenbaum:
Histology and
Cell Biology,
Mosby/Elsevier 2007
Ross et Pawlina:
Histology. A Text
and Atlas. 6 p.
LWW 2011
Neutrofiili
Neutrofil
granulocyt
Kromatin packas i kromosom
Kromosom
ens täta del
(heterokromatin)
Nukleosomer
Metafaskromosom
Kromosomens
lösa del
(eukromatin)
”Pärlband”
-kromatin
DNA dubbelhelix
Cellkärnans uppgifter
• Förvaring av arvsmassa-DNA i kromosomer och
replikation under celldelningen
• Kärnan styr med hjälp av budbärar-RNA cellernas
proteinsyntes
• Kärnan producerar ribosomernas delar och transporterar
dem till cytoplasma för proteinsyntes
Kärnans laminer stöder kärnmembranen och
organiserar kromatin
tumahuokonen
sytoplasma
tumaplasma
lamiinit
G-aktiini
profiliini
oligomeerinen aktiini
transkriptiotekijöitä
Kärnporen
Ross et Pawlina:
Histology.
A Text And Atlas,
LWW 2006
Kärnporen (nuclear pore)
Små molekyler: fri
diffusion
Ringenheten på
cytoplasmans sida
Form
Makromolekyler:
kontrollerad transport
Proteintransport till
kärnan
- Nuclear localization
signal (NLS)
- importiner ja
exportiner
Underen-
heten i lumen
Nukleoplasman
puoleinen
rengasyksikkö
Ross et Pawlina:
Histology.
A Text And Atlas,
LWW 2006
Central ring
Proteinsträng
Korg
kärnlamina
Kärnmembranens
Pääty- yttre och inre del
rengas
Import till kärnan– nukleoplasmin
NLS i proteinet
importin
Kärnans
yttre
membran
bindning
transport
Kärnans
inre
membran
Transport från kärnan
cytoplasma
protein
eksportin
exportsignal
kärnan
Nucleolus: struktur
G=granular material –
ribosomdelarnas
konstruktion
FC=fibrillar centre –
rDNA generna
F=(dense) fibrillär
material– rRNA
transkript
Ross et Pawlina:
Histology.
A Text And Atlas,
LWW 2006
Nucleoplasma
• Fibrillär struktur, rikligt med proteiner, tex aktin
• Tillverkning av budbärar-RNA (mRNA) och
dess transport till cytoplasma
• Enzym för transkription
• Transkriptionfaktorer för genreglering
• DNA-replikationssystem
Nucleoplasma, kärnkroppar
• Proteiner som deltar i splicing av
mRNA
• 25-30 st per kärna, jämt fördelade
• I vissa celler finns splicing-faktorer
också i sk. Cajal-kroppar
Cellcykeln
G2
kontrollpunkt
för DNAskador
Kärnspindelns
kontrollpunkt
G0
Kontrollpunkt
för ickeduplikerad
S DNAskadornas
kontrollpunkt
Kontrollpunkt för
kromosomernas
separering
GTD
G1
kontrollpunk
t för DNAskador
Restriktions
kontrollpunkt
Ross et Pawlina:
Histology.
A Text And Atlas,
LWW 2006
Cyklin-cdk-komplex i
cellcykeln
Cdk=
cyklinberoende
kinas
Cyklin E-Cdk1
Cyklin A-Cdk1
G0
Cyklin A-Cdk2
Cyklin D-Cdk4/6
Cyklin E-Cdk2
Ross et Pawlina:
Histology.
A Text And Atlas,
LWW 2006
Mitos
PROFAS
Kärnmembran
centrosom
mikrotubuli blir
kortare
METAFAS
Rester av
kärnmembran
systerk
romos
omer
Sentriolrna
avlägsnas
Systerkromatiderna avlägsnas,
kinetokortubuli blir korta,
centriolerna avlägsnas
centrosom
mikrotubulus
till kinetokor
mikrotubulus
till kinetokor
Kromosomerna blir tätare,
mitosspindeln bildas
ANAFAS
PROMETAFAS
kärnspindel centrosom
kinetokor
From: Alberts et al.:
Molecular Biology
of the Cell
kromosom
Kärnmembranen
försvinner
kromosomerna fäster på
mikrotubuli
Kontraherande
TELOFAS
aktinmyosinring
bildas
kärnmembran
Kromatiderna kommer fram,
kärnmembranen bildas, cytoplasmadelningen börjar
Systerkromatiderna till
centern på delningsnivå
CELLDELNING
Kärnmembran
en har bildats
Aktin-myosinringen delar
cytoplasman i två, cellerna
separeras
Kärnspindel och kinetokor
Apoptos
och nekros
Varför gör cellerna ”självmord”?
• Programmerad celldöd behövs för att genomföra
utvecklingsprocesser
–
–
–
–
Utveckling av fingrar och tår
Förstörning av livmoderns slemhinna under menstruationen
Synapsbildning under utvecklingen
Eliminering av lymfocyter som känner egna antigener under
utvecklingen
– Eliminering av groddjurens svans
Programmerad celldöd behövs för att bli av med vävnader
som hotar kroppens integritet
–
–
–
–
Eliminering av immunsystemets T-lymfocyter under utvecklingen
Eliminering av celler med DNA-skador
Cancerceller
Virusinfekterade celler
Apoptos
början
Förändringar i cellens funktioner
Mitokondriernas membranpotential
Öppning av mitokondriernas porer
Fosfatidylserin till yttre membran
Kaspasaktivitet
Metabolisk aktivitet
Kondensation av DNA
Plasmamembranernas integritet
slut
Fragmentering av DNA
