Cellkärna

Kurs: Basvetenskap 6

Vad är det?

• Cellkärnan (nucleus) är den Eukaryota cellens största organell och innehåller cellens DNA organiserat som Kromatin.
• Kärnan avgränsar Transkription från Translation i tid och rum — en av de mest grundläggande skillnaderna mot Prokaryoter, som saknar kärna.
• Central i Basvetenskap 6 eftersom många Virus måste ta sig in i kärnan för att replikera, medan andra undviker den helt.

Uppbyggnad

• Kärnhölje: dubbelmembran där yttre membranet är kontinuerligt med Endoplasmatiskt retikel.
• Kärnporkomplex (NPC): ~1000 per kärna, uppbyggda av Nukleoporiner. Släpper fritt igenom molekyler < 40 kDa; större kräver aktiv transport.
• Kärnlamina: nätverk av Lamin A/C och Lamin B som ger mekaniskt stöd och organiserar Kromatin.
• Nukleol: platsen för rRNA-syntes och ribosomsammansättning; förstorad nukleol är ett malignitetstecken.
• Kromatin delas in i transkriptionellt aktivt eukromatin och inaktivt, tätt packat heterokromatin.

Kärntransport

• Importin (karyoferin-alfa/beta) känner igen NLS (nuclear localization signal) och för proteiner in i kärnan.
• Exportin (t.ex. CRM1) känner igen NES (nuclear export signal) och transporterar ut.
• Riktningen bestäms av Ran-GTP-gradienten: hög RanGTP i kärnan, låg i cytoplasman.
• Läkemedlet Selinexor hämmar CRM1 och används vid Myelom.

Virologisk relevans

• DNA-virus replikerar i kärnan (undantag Poxvirus, som replikerar i cytoplasman med egna enzymer): Herpesvirus, Adenovirus, Papillomvirus, Polyomavirus, Parvovirus, Hepatit B-virus.
• RNA-virus replikerar i cytoplasman (undantag Influensavirus och Retrovirus, som behöver kärnan för splitsning respektive integration).
• HIV transporterar sitt preintegrationskomplex genom kärnporen och Integras fogar in proviralt DNA i värdgenomet — därav livslång infektion.
• Herpesvirus bildar kapsider i kärnan och knoppar genom kärnhöljet (primär höljesbildning), medan Influensavirus importerar sina vRNP-komplex för att kapa värdens mRNA-capar (cap snatching).
• Picornavirus och andra virus klyver Nukleoporiner med 3C och 2A-proteas för att störa kärntransport och blockera Interferon-signalering.
• Hepatit B-virus bildar cccDNA i kärnan — en episomal minireservoar som förklarar varför HBV inte kan botas med nuvarande Nukleosidanaloger.

Klinisk relevans i övrigt

• ANA (antinukleära antikroppar) riktas mot kärnkomponenter och är central diagnostik vid SLE (anti-dsDNA, anti-Sm), Sjögrens syndrom (SSA/SSB) och Systemisk skleros.
• Laminopatier: mutationer i LMNA ger Emery-Dreifuss muskeldystrofi, dilaterad Kardiomyopati och Hutchinson-Gilford progeria.
• Kärnmorfologi i Patologi: pleomorfism, hyperkromasi, hög kärn-cytoplasmakvot och prominenta nukleoler talar för Malignitet.
• Kärnförändringar vid celldöd: Pyknos (kondensation), Karyorrhexis (fragmentering), Karyolys (upplösning).
• Virusinducerade inklusionskroppar: Cowdry typ A i kärnan vid Herpes simplex-virus och Varicella zoster-virus, “uggleögon” vid Cytomegalovirus, Negrikroppar i cytoplasman vid Rabies.

Klinisk pärla

Var ett virus replikerar avgör vilka antivirala mål som finns. Att Herpesvirus gör sitt DNA i kärnan med ett eget Tymidinkinas är precis vad som gör Aciklovir selektivt — läkemedlet aktiveras bara i infekterade celler.

Tenta-fokus

Kunna regeln “DNA-virus i kärnan, RNA-virus i cytoplasman” med undantagen: Poxvirus (DNA, cytoplasma) och Influensavirus samt Retrovirus (RNA, kärna). Kunna vad cccDNA innebär för Hepatit B.

Kopplingar

• DNA — kärnans innehåll
• Transkription — processen kärnan avgränsar
• Herpesvirus — typexempel på kärnreplikerande virus
• HIV — integrerar sitt genom i kärnans DNA
• ANA — autoantikroppar mot kärnkomponenter