Kerneporenkomplexe

Kerneporenkomplexe sind große Proteinkomplexe, die in der Kernhülle eingebettet sind und den Austausch von Materialien und Informationen zwischen Zellkern und Cytoplasma ermöglichen. In Eukaryoten bilden sie zentrale Kanäle, durch die Proteine, Ribonukleinsäuren und Ribonukleoproteinpartikel selektiv transportiert werden.

Aufbau und Zusammensetzung: NPCs bestehen aus etwa 30 verschiedenen Nukleoporinen (Nups) und weisen eine konservierte, ringförmige Architektur mit Achtfach-Symmetrie auf. Sie verfügen über cytoplasmatische Fäden, einen nuklearen Basket und einen zentralen Kanal, der von FG-Repeat-Nups ausgekleidet wird und eine selektive Barriere bildet. Transmembranale Nups verankern den Komplex in der Kernmembran; der gesamte Komplex hat bei Menschen eine Masse von ca. 100–125 MDa und kommt in hoher Zahl pro Kern vor (typisch einige Hundert bis Tausend NPCs).

Transportmechanismen: Der Transport durch NPC erfolgt überwiegend über Karyopherine (Import- und Export-Rezeptoren) und das Ran-GTP/GDP-System. Kleine Moleküle können passiv diffundieren, größere Proteine oder RNP-Komplexe werden aktiv importiert bzw. exportiert. Signale wie NLS bzw. NES bestimmen die Richtung.

Biogenese und weitere Funktionen: NPCs sind langlebige Strukturen, deren Zahl und Zusammensetzung im Zellzyklus angepasst werden können; der Einbau erfolgt koordiniert mit der Kernhüllenverformung in der Zellteilung. Neben dem Transport spielen NPCs eine Rolle bei Chromatinorganisation, Genexpression und dem mRNA-Export. Fehler in Nukleoporinen oder NPC-Komplexen sind mit Erkrankungen wie bestimmten Nierenerkrankungen, Krebs und neurodegenerativen Erkrankungen assoziiert.