nukleoläre

Der Begriff Nukleoläres (nukleolär) bezieht sich auf das Nukleolus, eine nicht durch eine Membran begrenzte Struktur im Zellkern eukaryotischer Zellen. Der Nukleolus entsteht um die Nukleolaren Organisatorregionen (NORs) der Chromosomen und ist der primäre Ort der ribosomalen RNA-Synthese. Hier werden rRNA-Transkription, Vorverarbeitung und frühe Zwischenschritte der Ribosomenbiogenese koordiniert.

Aufbau: Das Nukleolus lässt sich grob in drei Substrukturen gliedern: das fibrilläre Zentrum (FC), die dichte fibrilläre Komponente (DFC) und die granuläre Komponente (GC). Das FC enthält die rDNA-Repeats und Transkriptionsfaktoren; in der DFC erfolgt die frühe Verarbeitung der präh-RNA; in der GC finden die späteren Reifungs- und Zusammenbauprozesse der Ribosomen statt. In Pflanzen ist zusätzlich das Nukleolonema zu beobachten.

Funktionen: Primäre Funktion ist die Transkription der ribosomalen RNA durch RNA-Polymerase I und die anschließende Verarbeitung des Vorläufer-rRNA (45S-prerRNA) sowie der Zusammenbau der Ribosomen in den übrigen Zellkompartimenten. Das Nukleolus dient auch als Lagerstätte für Proteine, die bei der Zellzykluskontrolle, der Zellantwort auf Stress oder der Ribosomenbiogenese verwendet werden. Es spielt eine Rolle bei der Regulation des Zellzyklus und bei der Überwachung des Zellzustands, wobei eine nucleoläre Stressantwort oft die Stabilisierung des p53-Proteins bewirkt.

Dynamik: Das Nukleolus zerfällt während der Mitose in chromatinarme Strukturen und rekonstruiert sich nach Zellteilung wieder. Die Größe und Aktivität stehen in engem Zusammenhang mit dem Transkriptions- und Reifungsgrad der rRNA und reagieren empfindlich auf chemische Hemmer wie Actinomycin D oder Umweltstress. Die Nukleoläre Aktivität variiert mit dem Zelltyp, dem Zellzyklusstadium und dem Entwicklungsstatus.

Bedeutung in Biologie und Medizin: Veränderungen in Größe und Funktion des Nukleolus (Nukleoläre Hypertrophie oder Hypoplasie) dienen als Indikatoren für die Ribosomenbiogenese und Zellproliferation. Nukleoläre Stresssignale sind eng mit der p53-Antwort verbunden und können bei Krebs, Dyskeratosis congenita, Skelettanomalien und anderen Erkrankungen auftreten. Forschungen untersuchen Nukleolus als Ziel für Therapien, da die Hemmung der Ribosomenbiogenese sich antitumoral nutzen lässt.