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2026-03-18T06:30:01Z

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{{Infobox GO-Terminus
| Typ = C
| GO = 0016363
| Eltern = [[Zellkern]]
| Kinder =
}}
Vielzellige Organismen sind durch [[Differenzierung (Biologie)|differenzierte]], das heißt spezialisierte [[Zelle (Biologie)|Zellen]] gekennzeichnet, die ihrerseits über eine charakteristische Architektur verfügen, sowie über Wege, miteinander zu kommunizieren. Beide Komponenten – Aufbau und Wechselwirkung – werden durch [[Protein]]-Netzwerke vermittelt, die über Kontaktstellen miteinander in Verbindung stehen. Von außen ([[Extrazellularraum]]) nach innen ([[Zellkern]]) sind diese Netzwerke:

* die [[extrazelluläre Matrix]], zumeist spezialisierte [[Kollagen]]-Geflechte, die von der eingebetteten Zelle selbst produziert und sezerniert werden,
* das [[Cytoskelett]] aus [[Mikrotubuli]], [[Actin]]- oder [[Mikrofilamente]]n und [[Intermediärfilamente]]n,
* sowie das Kernskelett, auch '''Kernmatrix''' genannt. Herausragende Komponenten sind hier die [[Lamin]]e, die sich in der Kernhülle und, wie man jetzt weiß, auch im Inneren des Zellkerns befinden, und SAF-A (''scaffold-attachment factor A'', auch als hnRNP-U beschrieben). Daneben sind zellspezifische Faktoren enthalten, denen neuerdings eine Bedeutung bei der Diagnose maligner Entartungen zukommt.

[[Datei:Kernmatrix.png|Chromatinorganisation durch die Kernmatrix]]

Damit sind kernhaltige Zellen höherer Lebewesen ([[Eukaryoten]]) deutlich komplizierter aufgebaut als [[Bakterien]]zellen. Der grundlegende Unterschied ist die '''Kernmembran''', die das [[Karyoplasma]] mit Kern-[[Desoxyribonukleinsäure|DNA]] vom [[Cytoplasma]] separiert. Der Durchmesser des Zellkerns, beträgt je nach Zelle und Organismus lediglich 5 bis 30 Mikrometer. Jedes der 46 [[Chromosomen]] einer menschlichen Zelle besteht jedoch aus 48 bis 240 Millionen [[Basenpaare]]n mit einer Gesamt-[[Konturlänge]] von über 2 Metern. Chromosomen während der Kernteilung haben jedoch nur eine Länge von einigen Mikrometern. Sie sind demnach um einen Faktor von etwa 10000 verdichtet. Dies wird durch das [[Chromatin]] bewerkstelligt und welches einen Komplex aus [[Desoxyribonukleinsäure|DNA]], [[RNA]] und [[Protein]]en beschreibt, der zusammen eine gesetzmäßige Faltung in mehreren Größenordnungen ermöglicht. Das 1974 entdeckte [[Nukleosom|Nucleosom]] ist ein Komplex aus DNA und Proteinen ([[Histon]]en), um die die DNA in jeweils etwa zwei Windungen gewickelt ist. Die insgesamt 25 Millionen Nucleosomen einer Säugerzelle wiederum sind in Form von 30.000 schlaufenförmigen Chromatindomänen organisiert. Einem klassischen Modell zufolge wird diese Schlaufenorganisation durch Anheftung bestimmter DNA-Elemente, die S/MARs (scaffold/matrix attachment Regionen) genannt werden, an welches das Proteinrückgrat des Zellkerns aufrechterhalten. Teile der DNA liegen in [[DNA-Kondensation|kondensierter]] Form vor und sind für die [[Transkription (Biologie)|RNA-Transkription]] nicht zugänglich und tragen somit nicht zum Phänotypen der Zelle bei. Dieser Teil wird [[Heterochromatin]] genannt. Analog zum Heterochromatin gibt es das [[Euchromatin]], welches frei zugänglich für den [[RNA-Polymerasen|RNA Polymerase]] Komplex sowie [[Transkriptionsfaktor]]en ist. Der Übergang von Hetero- zu Euchromatin erlaubt damit eine vielfältige [[Epigenetik|epigenetische]] Regulation der [[Genexpression]].

Neuere Untersuchungen weisen auf eine beträchtliche Dynamik dieses komplexen Gebildes hin, die von der Art und dem Differenzierungszustand der Zelle mitbestimmt wird.

== Siehe auch ==
* [[Karyoplasma]]
* [[Zellkompartiment]]

== Literatur ==
* H. H. Q. Heng, S. Goetze, C. J. Ye, W. Lu, G. Liu, S. Bremer, M. Hughes, J. Bode, S. A. Krawetz: ''Dynamic features of scaffold/matrix attached regions (S/MARs) in anchoring chromatin loops.'' In: ''J. Cell Sci.'' 117, 2004, S. 999–1008.

== Weblinks ==
* Jürgen Bode: [http://juergenbode.gmxhome.de/html/thematik.html Ordnungsprinzipien des Zellkerns: Bedeutung in Biologie und Biotechnologie]

Kernmatrix - Versionsgeschichte

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