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Kernpore
Kernporen gehen durch beide Membranen hindurch, sie fungieren somit als „Tore“ und erlauben den Transport von bestimmten Molekülen in den Zellkern oder aus ihm …
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Aufgabe und Vorkommen
Kernporen, abgekürzt NPC (von englisch nuclear pore complex), sind Proteinkomplexe in der Kernhülle eukaryotischer Zellen. Die Kernhülle besteht aus einer Doppelmembran; Kernporen durchqueren beide Membranen und wirken als Tore für den Transport bestimmter Moleküle in den Zellkern oder aus ihm heraus.
Sie ermöglichen passiven oder aktiven Transport von Proteinen, RNA, Ribonukleotid-Protein-Komplexen und kleinen Molekülen durch die Kernmembran. In der Kernhülle einer Wirbeltierzelle gibt es etwa 2.000 Poren.
Aufbau der Kernpore
An der Außen- und Innenseite des Porenrands befinden sich jeweils acht Proteinkomplexe. Von ihnen ragen speichenartige Fortsätze zum Mittelpunkt der Pore. Dort sitzt ein Zentralgranulum, ebenfalls ein Ribonukleoproteinkomplex.
Der Kanal der Pore enthält ein dreidimensionales Netzwerk aus FG-Wiederholungen. FG steht für die Aminosäuren Phenylalanin (F) und Glycin (G). Durch dieses Geflecht kann Wasser ungehindert diffundieren.
Passiver Durchtritt kleiner Moleküle
Kleine Moleküle bis etwa 5.000 Da (Dalton) können frei durch eine Kernpore diffundieren. Moleküle von etwa 17.000 Da benötigen für die Passage bereits zwei Minuten.
Größere Teilchen mit einem Durchmesser bis zu 2 nm oder einer Masse von 40.000 Da können Kernporen nicht selbständig passieren.
Export von mRNA
Bei hoher Transkriptionsrate ist auch die Zahl der Kernporen erhöht, zum Beispiel in Zellen, die viele Proteine produzieren. Die Transkription findet im Zellkern statt, die Translation außerhalb des Zellkerns. Deshalb muss jedes fertige mRNA-Molekül den Zellkern verlassen.
Zuerst bindet der nukleäre RNA-Exportfaktor 1 an den RNA-exon junction complex (EJC). Dieses Aggregat bindet an den Export-Rezeptor des NPC; zusammen heißen sie export competent complex. Seine Bewegung durch die Pore benötigt Energie in Form von GTP. Auf der anderen Seite der Pore zerfallen die Komplexe wieder in ihre Teilkomplexe.
Import von Proteinen
Proteine werden nur dann in den Zellkern transportiert, wenn sie eine Kernlokalisationssequenz besitzen. Dies ist eine Peptidsequenz aus wenigen Aminosäuren. Außerdem werden Importine benötigt, bestimmte Transportmoleküle, die den Transport einleiten.