Καρυόπλασμα

ο Καρυόπλασμα είναι ο όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει το πρωτόπλασμα εντός των κυτταρικών πυρήνων, ο οποίος διαφέρει από το κυτταρόπλασμα ειδικότερα στη συγκέντρωση ηλεκτρολυτών του. Το καρυόπλασμα δημιουργεί ένα βέλτιστο περιβάλλον για την αντιγραφή και μεταγραφή του DNA. Σε διαβητικούς, κυτταρικοί πυρήνες εγκλεισμού γλυκογόνου μπορεί να υπάρχουν στο καρυόπλασμα.

Τι είναι το καρυόπλασμα;

Οι πυρήνες των κυττάρων βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Είναι στρογγυλεμένα οργανίδια των ευκαρυωτικών κυττάρων. Ο πυρήνας των κυττάρων περιέχει το γενετικό υλικό ενός κυττάρου. Όλοι οι πυρήνες των κυττάρων διαχωρίζονται από το κυτταρόπλασμα με διπλή μεμβράνη. Αυτή η διπλή μήτρα ονομάζεται πυρηνικός φάκελος.

Το γενετικό υλικό περιέχεται σε αυτό ως δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ. Οι όροι πυρηνικά και καρυο αναφέρονται στους κυτταρικούς πυρήνες. Ο ελληνικός όρος καρύον σημαίνει πυρήνα. Το καρυόπλασμα είναι έτσι το πυρηνικό πλάσμα ή το νουκλεόπλασμα των πυρήνων των κυττάρων. Αυτό είναι ολόκληρο το περιεχόμενο του πυρήνα των κυττάρων πίσω από τον πυρηνικό φάκελο. Τα κύρια συστατικά του κυτταρικού πυρήνα είναι η χρωματίνη, τα αποσυμπυκνωμένα χρωμοσώματα που μοιάζουν με νήματα και οι πυρήνες. Το καρυόπλασμα είναι μέρος του πρωτοπλάσματος.

Αυτό αναφέρεται στο κυτταρικό υγρό συμπεριλαμβανομένων των κολλοειδών συστατικών του. Το πρωτόπλασμα αποτελείται από το καρρύπλασμα και το κυτόπλασμα. Το ζωντανό μέρος του κυττάρου είναι το κυτόπλασμα που περιβάλλεται από την κυτταρική μεμβράνη. Η πυρηνική μεμβράνη διαχωρίζει τις δύο μορφές πλάσματος. Η κύρια διαφορά μεταξύ του καρυόπλασματος και του κυτοπλάσματος είναι η συγκέντρωση των διαλυμένων ηλεκτρολυτών. Το καρυόλυμφος αντιστοιχεί στο μη δομημένο καρυόπλασμα. Ονομάζεται χυμός πυρήνα και διαπερνάται από την πρωτεϊνική δομή της βασικής μήτρας. Το καρυόπλασμα αλληλεπιδρά με το κυτόπλασμα μέσω πυρηνικών πόρων.

Ανατομία & δομή

Υπάρχει κυρίως νερό στο καρυόπλασμα. Κάτω από το ελαφρύ μικροσκόπιο, εμφανίζεται ομοιογενές σε ένα άχρωμο παρασκεύασμα. Σκοτεινότερες πυκνότητες μπορούν να εμφανιστούν σε μέρη.

Αυτές οι πυκνότητες είναι τα πυρηνικά σώματα ή οι πυρήνες και οι κόκκοι της χρωματίνης. Η χρωματίνη είναι η συσσώρευση και η καθίζηση λεπτών ινιδίων χρωμοσωμάτων. Μετά τη χρώση, τα χρωμοκεντρικά σε αυτά είναι αναγνωρίσιμα ως μεγαλύτερα κομμάτια. Η πυκνότητα της χρωματίνης στο καρυόπλασμα εξαρτάται από την ενεργότητα των κυττάρων. Η Chromatin περιέχει πάντα νουκλεοπρωτεΐνες, DNA, πρωτεΐνες ιστόνης και πρωτεΐνες μη-ιστόνης. Οι συνδέσεις των βραχιόνων του χρωμοσώματος ονομάζονται κεντρομερή. Οι ελαφρύτερες περιοχές χρωματίνης αντιστοιχούν σε χαλαρή χρωματίνη.

Οι σκοτεινότερες περιοχές αντιστοιχούν στις πιο πυκνές ηλεκτρονικές περιοχές χρωματίνης στις οποίες η χρωματίνη τείνει να συσσωρεύεται. Η ελαφρύτερη ευχρωματίνη του καρυόπλασματος πρέπει να διακρίνεται από την πυκνότητα ηλεκτρονίων και τη σκοτεινότερη ετεροχρωματίνη. Υπάρχει μια ομαλή μετάβαση μεταξύ των δύο περιοχών. Μακρύτερα μέρη του αχρησιμοποίητου DNA συγκεντρώνονται μαζί σε συστάδες ετεροχρωματίνης πρωτεϊνών ιστόνης. Τα τμήματα DNA που σχετίζονται με τη λειτουργία, από την άλλη πλευρά, βρίσκονται στην Euchromatin.

Λειτουργία & εργασίες

Κάθε κύτταρο ελέγχεται από τον πυρήνα. Σχεδόν όλες οι γενετικές πληροφορίες των κυττάρων βρίσκονται στο καρυόπλασμα των κυτταρικών πυρήνων. Το γενετικό υλικό του καρυόπλασματος είναι ορατό μόνο κατά τη διαίρεση των κυττάρων και αλλιώς είναι σε μη δομημένη μορφή. Όλες οι μεταβολικές διεργασίες ενός κυττάρου πραγματοποιούνται μέσω μορίων αγγελιοφόρου RNA στο καρρύπλασμα.

Το καρυόπλασμα αντιπροσωπεύει επίσης ένα ιδανικό περιβάλλον για τις διαδικασίες μεταγραφής και αντιγραφής. Κατά τη διάρκεια της μεταγραφής, οι γενετικές πληροφορίες των κυτταρικών πυρήνων μεταφέρονται στο RNA. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε ένα από τα δύο σκέλη. Ο κλώνος DNA αναλαμβάνει το ρόλο ενός προτύπου. Οι βασικές αλληλουχίες του είναι συμπληρωματικές με το RNA. Η μεταγραφή πραγματοποιείται στον κυτταρικό πυρήνα με τη βοήθεια της κατάλυσης εξαρτώμενων από DNA πολυμεράσης RNA. Ένα ενδιάμεσο προϊόν γνωστό ως hnRNA σχηματίζεται στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Η μετα-μεταγραφική τροποποίηση μετατρέπει αυτό το ενδιάμεσο σε mRNA.

Το πυρηνικό πλάσμα δημιουργεί τις απαραίτητες περιβαλλοντικές συνθήκες για αυτές τις διαδικασίες. Το ίδιο ισχύει και για τις διαδικασίες αναπαραγωγής, στις οποίες δημιουργείται αντίγραφο του DNA. Το καρυόπλασμα δεν είναι, εξάλλου, μιτωτικό. Στον λεγόμενο πυρήνα εργασίας της, η μιτωτική μεσοδιάστατη φάση περιέχει τις πληροφορίες χρήστη σε μη συμπυκνωμένη και ομαδοποιημένη μορφή της, καθώς και στο δίκτυο ευχρωματίνης. Μόλις ξεκινήσει η μίτωση στον πυρήνα των κυττάρων, η συμπύκνωση της χρωματίνης λαμβάνει χώρα στο καρυόπλασμα του κυττάρου. Η χρωματίνη λοιπόν είναι πάλι σε μορφή πολλαπλών σπειροειδών και υψηλής τάξης και έτσι δημιουργεί τα χρωμοσώματα.

Ασθένειες

Η βλάβη των κυττάρων εξετάζεται συχνά ιστολογικά. Αυτή η εξέταση επιτρέπει τον ακριβέστερο προσδιορισμό του είδους της ζημίας. Κυτταρική βλάβη που προκαλείται από πυρηνικά εγκλείσματα στους προσβεβλημένους κυτταρικούς πυρήνες μπορεί συχνά να παρατηρηθεί σε αυτό το πλαίσιο.

Τα εγκλείσματα μπορούν να αποτελούνται από συστατικά του κυτοπλάσματος ή ξένες ουσίες. Τα κυτταροπλασματικά πυρηνικά εγκλείσματα είναι η πιο κοινή μορφή. Μπορούν να προκύψουν από τον εμβολιασμό του πυρηνικού περιβλήματος, όπως μπορεί να παρατηρηθεί σε όγκους. Μερικές φορές, ωστόσο, στην τελοφάση, κυτταροπλασματικές δομές περιλαμβάνονται επίσης στους νεοσυσταθέντες θυγατρικούς πυρήνες. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να υπάρχει στη δηλητηρίαση από κολχικίνη, για παράδειγμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, τέτοιες εγκλείσεις διαχωρίζονται από το καρυόπλασμα από μέρη του πυρηνικού περιβλήματος και εμφανίζουν εκφυλισμούς. Αλλά μπορούν επίσης να διεισδύσουν στο καρυόπλασμα. Αυτό συμβαίνει συχνά με τις εναποθέσεις γλυκογόνου, όπως φαίνεται στους διαβητικούς.

Μικρότερα σωματίδια γλυκογόνου από το κυτταρόπλασμα πιθανώς διεισδύουν μέσω πυρηνικών πόρων στο καρυόπλασμα και σχηματίζουν μεγάλα συσσωματώματα εκεί. Είναι πιθανό ότι το καρυόπλασμα συνθέτει επίσης το γλυκογόνο και του επιτρέπει να πολυμερίζεται σε μεγαλύτερα σωματίδια. Εκτός από τις λοιμώξεις, οι βασικοί εγκλεισμοί σχετίζονται κυρίως με δηλητηρίαση. Τα εγκλείσματα μπορεί να έχουν σοβαρές επιπτώσεις στη μίτωση. Εάν, για παράδειγμα, ο πυρήνας της ενδιάμεσης φάσης υποστεί μια πρόδηλη αλλαγή, εμφανίζονται αρνητικές συνέπειες για τα κύτταρα και ολόκληρο τον οργανισμό.

Αυτές οι σχέσεις συζητούνται πρωτίστως στο πλαίσιο των διαταραχών ανάπτυξης. Το καρυόπλασμα μπορεί επίσης να διαφύγει εντελώς από έναν πυρήνα κυττάρου όταν η μεμβράνη ρήξη. Η μέθοδος παγοποίησης της δερματολογίας κάνει χρήση αυτής της σύνδεσης.