Cellkärnan och
nukleinsyror
Biovetenskap och teknik
Annica Nordvall Bodell, ht-11
[email protected]
Läsanvisningar till kursboken
”Cellbiologi”: kap 7,17 (s147-153)
De flesta bilder i presentationen är
hämtade från ”The Cell, a molecular
approach”,Cooper och Hausman
Eukaryot cell
Eu=äkta karyon=kärna
CELLKÄRNAN
• Karaktäriserar eukaryota celler
• Separerar genomet från
cytoplasman
• Omgärdas av ett dubbelmembran
(envelope)
• Transport av molekyler sker genom
kärnporer
Schematisk bild av cellkärnan
EM bilder av kärnan
och kärnmembranet.
Ytter och innermembranet går
ihop vid kärnporerna
Ytter membranet fortsätter i
Endoplasmatiskt Retikulum
Kärnlamina
• Ligger under innermembranet
• Bildar ett nätverk som ger stadga åt
kärnan
• Byggs upp av proteiner som kallas
lamin
• Binder till kromatinet
Lamin proteiner associerar med
varandra och bildar nätverk
EM bild av kärnlamina
Kärnporer
• Stor struktur som byggs upp ca 30
olika proteiner (125x106 D)
• Kanalen har en diameter på ca 9 nm
• Styr transporten ut och in ur kärnan
– Små molekyler passerar fritt
– RNA och större proteiner kräver aktiv
transport
EM bild av porkomplexen i
kärnmembranet
Schematisk bild av en kärnpor
Transport genom kärnporer
Transport genom kärnporerna
• Flera miljoner molekyler passerar
selektivt mellan kärnan och cytoplasman
varje minut
• Krävs igenkänningssignaler för denna
transport
Kärnproteiner har nuclear localisation
signals (NLS)
NLS känns igen importin eller exportin
(Import av proteiner till kärnan)
När importin bundit
NLS binder det till
kärnporens
cytoplasmatiska
filament.
Transporteras
sedan genom
poren. Inne i kärna
binder RAN/GTP till
importin, och
proteinet frisläpps.
Importin-RAN/GTP
transporteras
sedan ut till
cytoplasman.
(Transport av
RNA ut ur kärnan)
Transporteras som ribonuleoproteiner
(RNP). Specifika exportproteiner
binder RNP och hjälper till med
transport genom kärnporen
Nukleolen
här sker syntes av ribosomer
Nukleolen
NUKLEINSYROR
Vad är nukleinsyrornas
funktion?
DNA (deoxyribonukleinsyra) RNA (ribonukleinsyra)
• Finns i cellkärnan
• 46 kromosomer
• Innehåller all
genetisk information
• Humana genomet
innehåller ca 21000
gener
• Gener är mall för RNA
• Bildas i kärnan med
DNA som mall
• Transporteras ut till
cytoplasman
• Är mall för proteiner
DNA (deoxyribonukleinsyra) RNA (ribonukleinsyra)
byggs upp av:
• Deoxyribos
• Baser:
–
–
–
–
Adenin
Cytosin
Guanin
Tymin
• Fosfatgrupp
Nukleotid
byggs upp av:
• Ribos
• Baser:
–
–
–
–
Adenin
Cytosin
Guanin
Uracil
• Fosfatgrupp
Nukleotid
Nukleotid struktur
puriner
pyrimidiner
deoxyribos
ribos
Nukleotiderna i DNA eller RNA strängarna
hålls ihop av fosfodiesterbindningar
DNA struktur
5’ ände
3’ ände
3.4nm
Nukleotiderna i en DNA
sträng hålls ihop av
fosfodiesterbindningar.
Strängarna i helixen hålls
ihop av vätebindningar som
bildas mellan komplementära
baser
3’
ände
5’ ände
Kromatin
består av DNA och proteiner
eukromatin
heterokromatin
nukleolen
Kromatin och
kromosomer
Packning av DNA
nukleosom
Histonproteiner
packar DNA
Nukleosomerna packas ihop till
kromatinfibrer
pärlbandsstruktur
30 nm kromatinfiber
Packning av DNA
- översikt
library.thinkquest.org/C004535/chromosomes.html
Några siffror om humana
genomet
• Storlek
• Antal kromosomer
• Antal gener
• Andel kodande sekvenser
• Andel repetitiva sekvenser
Organisation av kromosomer i
cellkärnan
Kromosomer bildar looper som verkar
fungera som funktionella enheter
Metafas
kromosomer
förekommer endast
vid celldelning
www.microscopix.co.uk/chromosomes/index.htm
I metafasen är kromosomerna som mest
kondenserade och dessutom
replikerade
Humana karyotypen
Exempel på
numeriska
kromosomavvikelser
http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BI
OBK/BioBookhumgen.html
Exempel på strukturella
kromosomavvikelser
http://www.rscbayarea.com/articles/pgd_indications.html
www.rscbayarea.com/ articles/pgd_indications.html
http://www.charite.de/ch/medgen/eumedis/cytogenetics05/va
riants-chromosome-polymorph.html
