Cellkärnan och nukleinsyror

1. Cellkärnan och nukleinsyror Biovetenskap och teknik Annica Nordvall Bodell, ht-11 Annica.Nordvall@ki.se 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

2. Eukaryot cell Eu=äkta karyon=kärna

3. CELLKÄRNAN • Karaktäriserar eukaryota celler • Separerar genomet från cytoplasman • Omgärdas av ett dubbelmembran (envelope) • Transport av molekyler sker genom kärnporer

4. Schematisk bild av cellkärnan

5. EM bilder av kärnan och kärnmembranet. Ytter och innermembranet går ihop vid kärnporerna Ytter membranet fortsätter i Endoplasmatiskt Retikulum

6. Kärnlamina • Ligger under innermembranet • Bildar ett nätverk som ger stadga åt kärnan • Byggs upp av proteiner som kallas lamin • Binder till kromatinet

7. Lamin proteiner associerar med varandra och bildar nätverk

8. EM bild av kärnlamina

9. 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

10. EM bild av porkomplexen i kärnmembranet

11. Schematisk bild av en kärnpor

13. Transport genom kärnporer

14. Transport genom kärnporerna • Flera miljoner molekyler passerar selektivt mellan kärnan och cytoplasman varje minut • Krävs igenkänningssignaler för denna transport

15. Kärnproteiner har nuclear localisation signals (NLS) NLS känns igen importin eller exportin

16. (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.

17. (Transport av RNA ut ur kärnan) Transporteras som ribonuleoproteiner (RNP). Specifika exportproteiner binder RNP och hjälper till med transport genom kärnporen

18. Nukleolenhär sker syntes av ribosomer Nukleolen

19. NUKLEINSYROR Vad är nukleinsyrornas funktion?

20. DNA (deoxyribonukleinsyra) Finns i cellkärnan 46 kromosomer Innehåller all genetisk information Humana genomet innehåller ca 21000 gener Gener är mall för RNA RNA (ribonukleinsyra) Bildas i kärnan med DNA som mall Transporteras ut till cytoplasman Är mall för proteiner

21. DNA (deoxyribonukleinsyra) byggs upp av: Deoxyribos Baser: Adenin Cytosin Guanin Tymin Fosfatgrupp Nukleotid RNA (ribonukleinsyra) byggs upp av: Ribos Baser: Adenin Cytosin Guanin Uracil Fosfatgrupp Nukleotid

22. Nukleotid struktur puriner pyrimidiner deoxyribos ribos

23. Nukleotiderna i DNA eller RNA strängarna hålls ihop av fosfodiesterbindningar

24. 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

25. Kromatinbestår av DNA och proteiner eukromatin heterokromatin nukleolen

26. Kromatin och kromosomer

27. Packning av DNA nukleosom Histonproteiner packar DNA

28. Nukleosomerna packas ihop tillkromatinfibrer pärlbandsstruktur 30 nm kromatinfiber

29. Packning av DNA- översikt library.thinkquest.org/C004535/chromosomes.html

30. Några siffror om humana genomet • Storlek • Antal kromosomer • Antal gener • Andel kodande sekvenser • Andel repetitiva sekvenser

31. Organisation av kromosomer i cellkärnan

32. Kromosomer bildar looper som verkar fungera som funktionella enheter

33. Metafas kromosomer förekommer endast vid celldelning www.microscopix.co.uk/chromosomes/index.htm

34. I metafasen är kromosomerna som mest kondenserade och dessutom replikerade

35. Humana karyotypen

36. Exempel på numeriska kromosomavvikelser http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookhumgen.html

37. www.rscbayarea.com/ articles/pgd_indications.html Exempel på strukturella kromosomavvikelser http://www.rscbayarea.com/articles/pgd_indications.html http://www.charite.de/ch/medgen/eumedis/cytogenetics05/variants-chromosome-polymorph.html