Cellen en celbiologie; bouw en functie celkern (nucleus)

In de meeste cellen ligt een celkern. De celkern bestaat uit een dubbele kernmembraan die de kernenvelop wordt genoemd. De celkern is het besturingssysteem van de cel. Op basis van instructies die de celkern krijgt in de vorm van hormonen en neurotransmitters maakt de celkern op basis van de genetische informatie eiwitten. De genetische informatie ligt als genen op chromosomen opgeslagen. Genen bestaan uit DNA (DesoxyriboNucleic Acid). Dit DNA geeft in de vorm van mRNA bouwinstructies aan ribosomen om uit verschillende aminozuren de benodigde eiwitten te maken. Eiwitten bepalen de structuur en functies van de cel. Verder zijn veel cellen in staat tot celdeling.

Bouw van de celkern
De celkern is een belangrijk organel van de eukaryote cel. De celkern wordt ook wel nucleus genoemd. De nucleus bestaat uit een dubbele kernmembraan. Deze dubbele kernmembraan wordt de nucleaire envelop, of kernenvelop genoemd.  Deze kernenvelop heeft een vergelijkbare opbouw als de plasmamembraan. Omdat de kernenvelop niet doorlaatbaar (permeabel) is voor de meeste stoffen zitten er in de kernenvelop die poriën, of kernporiën worden genoemd. Via de kernporiën kunnen signaalstoffen de nucleus bereiken en kan de nucleus RNA afgeven. Binnenin de nucleus ligt de nucleolus.
In de celkern van de meeste menselijke cellen (sommige cellen hebben geen celkern) liggen 23 chromosomenparen (46 chromosomen). Deze chromosomen zijn alleen zichtbaar wanneer de cel deelt en de chromosomen condenseren als chromatine.
Op de chromosomen ligt het erfelijk materiaal als genen opgeslagen. Deze genen bestaan uit DNA (DesoxyriboNucleic Acid) wat om eiwitten ligt gevouwen. Het DNA bestaat uit een dubbele helix van complementaire DNA-ketens. De eiwitten van de chromosomen zijn histonen. Deze histonen zien eruit als bollen.
Het DNA is een polymeer. Polymeren zijn een groot molecuul wat is opgebouwd uit monomeren. Het monomeer waaruit DNA is opgebouwd is een nucleotide. Het nucleotide bestaat uit een fosfaatgroep, een monosacharide (desoxyribose) en een van de vier basen. Deze vier basen zijn:

  1. Adenine (A)
  2. Thymine (T)
  3. Guanine (G)
  4. Cytosine (C)

DNA bestaat uit een dubbele helix waarin de twee complementaire DNA-ketens middels waterstofbruggen met elkaar zijn verbonden. De basen A en T liggen tegenover elkaar en de basen G en C liggen tegenover elkaar.
Dicht tegen de nucleus ligt het ruw endoplasmatisch reticulum. Op het ruw endoplasmatisch reticulum liggen ribosomen.

Functies van de celkern, DNA, RNA en eiwitten
De celkern is het besturingssysteem en controlecentrum van de cel. Wat de celkern moet gaan doen, beslist de celkern echter niet zelf. Wat de celkern moet gaan doen wordt bepaald door boodschappen van buitenaf. Via boodschapperstoffen krijgt de celkern opdrachten. Deze boodschapperstoffen zijn vaak hormonen, of neurotransmitters.
Zoals geschreven is de celkern het besturingssysteem van de cel. Hierbij is het noodzakelijk om te weten dat alle functies die de cel uitvoert afhankelijk is van de eiwitten die de cel maakt. De structuur en functies van de cel zijn afhankelijk van de eiwitten die de cel maakt. De celkern geeft de opdracht in de vorm van een bouwinstructie welke eiwitten de cel moet maken. Op het DNA ligt de blauwdruk voor de bouwinstructie. In de celkern wordt op basis van het DNA, messengerRNA (RiboseNucleic Acid), oftewel mRNA gevormd. Met behulp van het mRNA maken de ribosomen eiwitten uit aminozuren. De ribosomen worden ook door de celkern gemaakt. Ribosomen bestaan voor een deel uit ribosomaalRNA (rRNA).
Naast het maken van eiwitten zijn veel cellen in staat tot celdeling. Cellen van weefsels die onderhevig zijn aan snelle slijtage moeten in staat zijn om snel te kunnen delen om de versleten cellen te kunnen vervangen.
Verder zijn voor de voortplanting ook voortplantingscellen (gameten) nodig. Het delingsproces waarbij uit de moedercel, dochtercellen ontstaan met het gelijke aantal chromosomen wordt mitose genoemd. Het delingsproces waarbij uit de moedercel, dochtercellen ontstaan met de helft van het aantal chromomsomen wordt meiose genoemd. Dit is het geval bij de oögenese en spermatogenese.

Lees ook:

Loop geen inkomsten mis, schrijf over hobby, werk of studie en verdien extra inkomsten!

Maak je eigen geldmachine in 8 stappen en wordt financieel onafhankelijk

Cellen en celbiologie; opbouw van een cel

Cellen en celbiologie; celmembraan, plasmamembraan

De dierlijke cel

Celdeling: meiose (meiose I en meiose II), de vorming van geslachtscellen

Celdeling, mitose van cellen

Bouw, onderdelen (organellen) en functie van de cel

Bouw en functie van het centrosoom (centriolen)

Bouw en functie van ribosomen

Celkern: celdeling (mitose en meiose) en eiwitsynthese

Bronnen:

JE. Hall, 2013, Pocket Companion to Textbook of Medical Physiology, Elsevier Inc
GA Thibodeau, Patton KT 2012, Anatomy & Physiology, Mosby/Elsevier
EN Marieb, Hoehn K 2012, Human Anatomy & Physiology, Pearson/Benjamin Cummings