H5: de celkern en haar activiteit
5.1 de kern is het organiserend centrum
De celkern is het centrale organiserende element van eukaryote cellen en
bepaalt hun identiteit. Ze kan tot wel 50% van het celvolume innemen,
soms zelfs meer. In tegenstelling tot eukaryoten bevatten prokaryote
cellen geen echte kernstructuur – hoogstens een licht afwijkend gebied
waar het circulaire DNA zich bevindt. In eukaryoten is het DNA echter
lineair en netjes verpakt binnen de kern.
De vorm van de kern is typisch voor een bepaald celtype en weerspiegelt
de functionele staat van de cel. Meestal is de kern ovaal of eivormig
(ovoïde). Alleen wanneer een cel zich voorbereidt op deling – en het
verdubbelde DNA moet worden verdeeld – verandert deze vorm tijdelijk.
Afwijkingen in de kernvorm wijzen vaak op pathologische processen. Tot op
vandaag blijft de vorm van de celkern een belangrijk diagnostisch
criterium in tal van aandoeningen. Vervormingen zoals invaginaties (naar
binnen plooien), excusies (uitstulpingen), en veranderingen in de interne
structuur of het relatief oppervlak van de kern, kunnen duiden op ziekte of
celstress.
5.2 De kern is omgeven door een enveloppe
De celkern is een bijzonder organel. Ze wordt niet alleen beschermd door
een dubbele membraan – een binnenste en een buitenste membraan –
maar ook ondersteund door een sterk intern netwerk: de nucleaire lamina.
Dit netwerk van filamentaire eiwitten is zichtbaar als een vezelachtige
structuur onder de elektronenmicroscoop. Het geeft de kern haar typische
vorm en stevigheid. Dankzij deze lamina is de kern visco-elastisch:
wanneer ze wordt ingedrukt, veert ze terug naar haar oorspronkelijke
vorm.
De nucleaire enveloppe bestaat dus uit drie hoofdcomponenten:
1. De buitenste kernmembraan, die in direct contact staat met het
endoplasmatisch reticulum (ER). Hun membranen zijn fysiek
verbonden, maar functioneel verschillend en vormen aparte
compartimenten.
2. De binnenste kernmembraan, die volledig afgesloten is van het
cytoplasma.
3. De nucleaire lamina, een stevig netwerk aan de binnenzijde van de
kern, net onder de binnenste membraan.
, Hoewel de binnenste membraan een barrière vormt, moet er een continue
uitwisseling plaatsvinden tussen de inhoud van de kern (nucleoplasma) en
het cytoplasma. Dit transport verloopt via nucleaire poriecomplexen, die
als poorten in de kernmembraan fungeren. Een gemiddelde celkern bevat
tussen de 3000 en 4000 van deze poriën.
Deze poriecomplexen zorgen voor bidirectioneel en gereguleerd transport.
Hun structuur is asymmetrisch opgebouwd:
Aan de buitenzijde (cytoplasma) bevinden zich ‘harige’ uitsteeksels
van fenylalaninerijke eiwitten.
Aan de binnenzijde (nucleoplasma) vormt zich een mandachtige
structuur.
Binnenin de porie bevindt zich een dicht netwerk van eiwitten dat de
doorgang van moleculen sterk beperkt. Kleine moleculen (tot ca. 50
kilodalton) kunnen er nog door via diffusie, maar grotere moleculen
hebben actieve en selectieve toegang nodig. Enkel wanneer het nodig is,
gaat de porie tijdelijk open om transport toe te laten.
Samengevat:
De kern wordt omgeven door de nucleaire enveloppe, bestaande uit:
een binnenste membraan,
een buitenste membraan (verbonden met het ER),
een nucleaire lamina voor structurele ondersteuning,
en wordt op regelmatige plaatsen onderbroken door nucleaire
poriecomplexen die zorgen voor gecontroleerde uitwisseling met het
cytoplasma.
5.3 Het genoom
DNA bestaat uit twee antiparallelle, rechtshandige strengen die samen een
dubbele helix vormen. De strengen zijn verbonden door basenparing via
waterstofbruggen: cytosine (C) bindt aan guanine (G) met drie
waterstofbruggen, waardoor die verbinding iets sterker is dan de twee
waterstofbruggen tussen adenine (A) en thymine (T).
DNA-sequentiebepaling
Om DNA te analyseren gebruiken we zogenaamde restrictie-enzymen – dit
zijn gespecialiseerde moleculaire ‘scharen’ die het DNA op een heel
specifieke sequentie kunnen knippen. Door DNA met deze enzymen te
knippen, ontstaan fragmentjes van verschillende lengtes.
5.1 de kern is het organiserend centrum
De celkern is het centrale organiserende element van eukaryote cellen en
bepaalt hun identiteit. Ze kan tot wel 50% van het celvolume innemen,
soms zelfs meer. In tegenstelling tot eukaryoten bevatten prokaryote
cellen geen echte kernstructuur – hoogstens een licht afwijkend gebied
waar het circulaire DNA zich bevindt. In eukaryoten is het DNA echter
lineair en netjes verpakt binnen de kern.
De vorm van de kern is typisch voor een bepaald celtype en weerspiegelt
de functionele staat van de cel. Meestal is de kern ovaal of eivormig
(ovoïde). Alleen wanneer een cel zich voorbereidt op deling – en het
verdubbelde DNA moet worden verdeeld – verandert deze vorm tijdelijk.
Afwijkingen in de kernvorm wijzen vaak op pathologische processen. Tot op
vandaag blijft de vorm van de celkern een belangrijk diagnostisch
criterium in tal van aandoeningen. Vervormingen zoals invaginaties (naar
binnen plooien), excusies (uitstulpingen), en veranderingen in de interne
structuur of het relatief oppervlak van de kern, kunnen duiden op ziekte of
celstress.
5.2 De kern is omgeven door een enveloppe
De celkern is een bijzonder organel. Ze wordt niet alleen beschermd door
een dubbele membraan – een binnenste en een buitenste membraan –
maar ook ondersteund door een sterk intern netwerk: de nucleaire lamina.
Dit netwerk van filamentaire eiwitten is zichtbaar als een vezelachtige
structuur onder de elektronenmicroscoop. Het geeft de kern haar typische
vorm en stevigheid. Dankzij deze lamina is de kern visco-elastisch:
wanneer ze wordt ingedrukt, veert ze terug naar haar oorspronkelijke
vorm.
De nucleaire enveloppe bestaat dus uit drie hoofdcomponenten:
1. De buitenste kernmembraan, die in direct contact staat met het
endoplasmatisch reticulum (ER). Hun membranen zijn fysiek
verbonden, maar functioneel verschillend en vormen aparte
compartimenten.
2. De binnenste kernmembraan, die volledig afgesloten is van het
cytoplasma.
3. De nucleaire lamina, een stevig netwerk aan de binnenzijde van de
kern, net onder de binnenste membraan.
, Hoewel de binnenste membraan een barrière vormt, moet er een continue
uitwisseling plaatsvinden tussen de inhoud van de kern (nucleoplasma) en
het cytoplasma. Dit transport verloopt via nucleaire poriecomplexen, die
als poorten in de kernmembraan fungeren. Een gemiddelde celkern bevat
tussen de 3000 en 4000 van deze poriën.
Deze poriecomplexen zorgen voor bidirectioneel en gereguleerd transport.
Hun structuur is asymmetrisch opgebouwd:
Aan de buitenzijde (cytoplasma) bevinden zich ‘harige’ uitsteeksels
van fenylalaninerijke eiwitten.
Aan de binnenzijde (nucleoplasma) vormt zich een mandachtige
structuur.
Binnenin de porie bevindt zich een dicht netwerk van eiwitten dat de
doorgang van moleculen sterk beperkt. Kleine moleculen (tot ca. 50
kilodalton) kunnen er nog door via diffusie, maar grotere moleculen
hebben actieve en selectieve toegang nodig. Enkel wanneer het nodig is,
gaat de porie tijdelijk open om transport toe te laten.
Samengevat:
De kern wordt omgeven door de nucleaire enveloppe, bestaande uit:
een binnenste membraan,
een buitenste membraan (verbonden met het ER),
een nucleaire lamina voor structurele ondersteuning,
en wordt op regelmatige plaatsen onderbroken door nucleaire
poriecomplexen die zorgen voor gecontroleerde uitwisseling met het
cytoplasma.
5.3 Het genoom
DNA bestaat uit twee antiparallelle, rechtshandige strengen die samen een
dubbele helix vormen. De strengen zijn verbonden door basenparing via
waterstofbruggen: cytosine (C) bindt aan guanine (G) met drie
waterstofbruggen, waardoor die verbinding iets sterker is dan de twee
waterstofbruggen tussen adenine (A) en thymine (T).
DNA-sequentiebepaling
Om DNA te analyseren gebruiken we zogenaamde restrictie-enzymen – dit
zijn gespecialiseerde moleculaire ‘scharen’ die het DNA op een heel
specifieke sequentie kunnen knippen. Door DNA met deze enzymen te
knippen, ontstaan fragmentjes van verschillende lengtes.
