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Der Nucleolus beschreibt eine kugelförmige Zellorganelle, welche sich innerhalb des Zellkerns befindet. Er spielt eine wichtige Rolle bei der Synthese von Ribosomen.
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Team Nucleolus Lehrer
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.
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".
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.
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.
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.
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.
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Was ist im Nucleolus?
Im Nucleolus befinden sich primär Proteine, RNA und Enzyme.
Was ist die Funktion des Nucleolus?
Die Funktion des Nucleolus liegt in der Synthese von Ribosomen.
Wo befindet sich der Nucleolus?
Der Nucleolus befindet sich innerhalb des Zellkerns.
Hat der Nucleolus eine Membran?
Im Gegensatz zu anderen Zellorganellen besitzt der Nucleolus keine Membran.
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Lily Hulatt ist Digital Content Specialist mit über drei Jahren Erfahrung in Content-Strategie und Curriculum-Design. Sie hat 2022 ihren Doktortitel in Englischer Literatur an der Durham University erhalten, dort auch im Fachbereich Englische Studien unterrichtet und an verschiedenen Veröffentlichungen mitgewirkt. Lily ist Expertin für Englische Literatur, Englische Sprache, Geschichte und Philosophie.
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Gabriel Freitas ist AI Engineer mit solider Erfahrung in Softwareentwicklung, maschinellen Lernalgorithmen und generativer KI, einschließlich Anwendungen großer Sprachmodelle (LLMs). Er hat Elektrotechnik an der Universität von São Paulo studiert und macht aktuell seinen MSc in Computertechnik an der Universität von Campinas mit Schwerpunkt auf maschinellem Lernen. Gabriel hat einen starken Hintergrund in Software-Engineering und hat an Projekten zu Computer Vision, Embedded AI und LLM-Anwendungen gearbeitet.
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