Der Nucleolus beschreibt eine kugelförmige Zellorganelle, welche sich innerhalb des Zellkerns befindet. Er spielt eine wichtige Rolle bei der Synthese von Ribosomen.
Nucleolus – Definition & Vorkommen
Der Nucleolus ist ein kleines Körperchen, das sich im Zellkern von eukaryotischen Zellen, also Zellen, die einen Zellkern besitzen, befindet. Daraus lässt sich der Name „Kernkörperchen“ ableiten.
Bei Tieren findet sich meist nur ein Nucleolus im Zellkern, es können aber auch mehrere vorkommen, was vor allem bei Pflanzenzellen der Fall ist. Zellkerne von Pflanzenzellen können bis zu zehn Nucleoli enthalten.
Nucleolus und Nucleus – Kernkörperchen
Was Du Dir unbedingt klarmachen solltest, ist der Unterschied zwischen dem Zellkern und dem Zellkörperchen. Der Zellkern einer Zelle wird nämlich manchmal auch Nucleus genannt, was ganz ähnlich klingt wie Nucleolus. Nucleolus bezeichnet allerdings das Kernkörperchen.
Merkhilfe: Vielleicht kannst Du Dir das so merken, dass das kürzere deutsche Wort, also Zellkern, auch zu dem kürzeren lateinischen Wort "Nucleus" gehört. Zu dem längeren Wort Kernkörperchen gehört dann dementsprechend auch das längere Wort "Nucleolus".
Nucleolus – Aufbau
Grundlegend besteht das Kernkörperchen aus DNA, RNA, Proteinen und Enzymen. Im Gegensatz zu anderen Organellen der Zelle besitzt der Nucleolus keine Membran, jedoch ist die Bindung zwischen den Bestandteilen auch ohne Hülle groß genug, um die Struktur beizubehalten.
In seiner tieferen Struktur lässt sich der Aufbau des Kernkörperchens in zwei Bestandteilen beschreiben: die Pars fibrosa und die Pars granulosa.
Pars fibrosa
Die Pars fibrosa hat eher rundliche Filamente, die mit 5-8 nm kleiner als die der Pars granulosa sind. Auch in ihrer Anordnung unterscheiden sie sich von dieser: während bei der Pars granulosa alle Partikel etwa gleich verteilt sind, hat die Pars fibrosa Bereiche, die dichter beziehungsweise weniger dicht angeordnet sind und damit dunkler oder heller erscheinen.
Die Aufgabe der Pars fibrosa liegt darin, rRNA zu ribosomalen Proteinen zu transkribieren.
Pars granulosa
Die Pars granulosa macht den größten Teil des Nucleolus aus. Sie besteht aus gekörnten Partikeln, die einen Durchmesser von etwa 15-20 nm aufweisen. Die Aufgabe der Pars granulosa ist es, ribosomale Proteine mit rRNA zu kombinieren und dadurch die Prä-Ribosomen zu bilden.
Zellkern mit Nucleolus – Funktion Kernkörperchen
Die Funktion des Nucleolus ist schnell erklärt: Er übernimmt wichtige Aufgabe im ganzen Zellzyklus beziehungsweise in der Zellteilung. Da die Produktion von Prä-Ribosomen, welche der Nucleolus übernimmt, ein entscheidender Schritt ist, würde die ganze Zellteilung ohne diesen nicht mehr richtig ablaufen können.
Die Produktion von Prä-Ribosomen geschieht erst durch den Transport von ribosomalen Proteinen sowie rRNA aus dem Cytosol des Cytoplasmas in den Nucleolus mithilfe der Kernporen. Um dann durch die Pars fibrosa und Pars granulosa Prä-Ribosomen transkribieren zu können, wird außerdem noch eine rDNA-Vorlage als Kopie benötigt.
Als rDNA werden die Abschnitte der DNA bezeichnet, welche Gene mit Informationen zur Synthese von Ribosomen beinhalten.
Die Prä-Ribosomen, die den Nucleolus wieder verlassen, lassen sich in die kleine und große Untereinheit einteilen. Diese werden auch jeweils 40S (kleine Untereinheit) und 60S (große Untereinheit) genannt. Beim Verlassen des Nucleolus nutzen diese zwei verschiedene Kernporen als „Ausgang“, um wieder ins Cytosol des Cytoplasmas zu gelangen.
Der Begriff Cytosol beschreibt die flüssigen Bestandteile des Cytoplasmas.
Dort angekommen setzen sie sich wieder zu 80S-Ribosomen zusammen – sie verlassen also ihr „Vorstadium“ als Prä-Ribosom und werden zu einem „echten“ Ribosom. Daraufhin bewegen sie sich entweder frei im Cytosol oder zum rauen endoplasmatischen Retikulum. Dort gehen sie dann ihrer Translationsarbeit nach.
Die Bezeichner 40S, 60S und 80S sind auf den sogenannten Sedimentationskoeffizienten zurückzuführen. Dieser lässt sich aus der Sedimentationsgeschwindigkeit eines Teilchens und der Stärke des Zentrifugalfeldes berechnen.
Die Sedimentationsgeschwindigkeit beschreibt dabei die Geschwindigkeit, mit der sich ein Teilchen von einer Flüssigkeit absetzt.
Wichtig ist der ganze Prozess vor allem bei der Zellteilung. Gerade in der Interphase, in der das Erbgut verdoppelt wird, sind Nucleoli sehr aktiv und produzieren viele Prä-Ribosomen, die dann zu Ribosomen werden.
Teilt sich die Zelle während der Telophase, wird der Nucleolus immer kleiner, bis er endgültig verschwindet. Sobald die beiden neuen Zellen entstanden sind, bildet sich in diesen jeweils ein neuer Nucleolus, der wieder für die Herstellung von Prä-Ribosomen in den neuen Zellen verantwortlich ist.
Nucleolus – Das Wichtigste
- Der Nucleolus – auch Kernkörperchen genannt – ist eine kugelförmige Struktur innerhalb des Zellkerns.
- Der Nucleolus hat die Funktion der Synthese von Ribosomen.
- Tiere verfügen meist nur über ein Kernkörperchen, Pflanzenzellen können bis zu 10 aufweisen.
- Der Nucleolus besteht aus zwei Bestandteilen:
- Die Pars fibrosa transkribiert RNA zu ribosomalen Proteinen.
- Die Pars granulosa ist der größere Teil und ist für die Bildung von Prä-Ribosomen verantwortlich.
- Während der Telophase der Zellteilung lösen sich Nucleoli auf und werden später in den Tochterzellen neu gebildet.
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