Кариоплазмата е името, дадено на протоплазмата в клетъчните ядра, което се различава от цитоплазмата, особено по своя електролит концентрация. За репликация и транскрипция на ДНК, кариоплазмата осигурява оптимална среда. При пациенти с диабет в кариоплазмата могат да присъстват ядрени включвания на гликоген.
Какво е кариоплазма?
Клетъчните ядра са разположени в цитоплазмата. Те са органели с кръгла форма от еукариотни клетки. Ядрото съдържа генетичния материал на клетката. Всички ядра са отделени от цитоплазмата с двойна мембрана. Тази двойна матрица се нарича ядрена обвивка. В него генетичният материал присъства като Дезоксирибонуклеинова киселина. Термините ядрен и карио се отнасят до клетъчните ядра. Гръцкият термин карион означава ядро. По този начин кариоплазмата е ядрената плазма или нуклеоплазмата на клетъчните ядра. Това е цялото съдържание на клетъчното ядро зад ядрената обвивка. Основните компоненти на съдържанието на ядрото са хроматин, нишковидни декондензирани хромозоми и ядрата. По този начин кариоплазмата е част от протоплазмата. Това се разбира като клетъчна течност, включително нейните колоидни компоненти. Протоплазмата се формира от кариоплазмата и цитоплазмата. Живата част на клетката е цитоплазмата, затворена отвън клетъчната мембрана. Ядрената мембрана разделя двете форми на плазмата. Кариоплазмата се различава от цитоплазмата главно по концентрация на разтворени електролити. Кариолимфата съответства на неструктурирана кариоплазма. Той се нарича ядрен сок и е осеян с протеиновото скеле на ядрената матрица. Кариоплазмата взаимодейства с цитоплазмата чрез ядрени пори.
Анатомия и структура
Кариоплазмата съдържа основно вода. Светлината микроскопски изглежда хомогенна в неоцветен препарат. На места могат да се появят по-тъмни кондензи. Тези кондензации са ядрените тела или ядрата и гранули of хроматин. Хроматиново представлява натрупване и утаяване на фини хромозомни фибрили. При тях след оцветяването хромоцентрите могат да се видят като по-големи парчета. Хроматинът плътност в кариоплазмата зависи от клетъчната активност. Хроматинът винаги съдържа нуклеопротеини, ДНК, хистон протеини и нехистонови протеини. Съединенията на хромозомните рамена се наричат центромери. По-леките хроматинови участъци съответстват на хлабавия хроматин. По-тъмните области съответстват на по-електронно плътните хроматинови области, където хроматинът има тенденция да се сгъстява. По-светлият еухроматин на кариоплазмата може да се различи от по-електронно плътния и по-тъмен хетерохроматин. Има плавен преход между двете области. По-дългите части от неизползваната ДНК се събират в хетерохроматинови бучки хистон протеини. За разлика от това, функционално значимите ДНК сегменти се намират в еухроматин.
Функция и задачи
От ядрото всяка клетка се контролира. Почти цялата генетична информация на клетките се намира в кариоплазмата на клетъчните ядра. Генетичният материал на кариоплазмата се вижда само по време на клетъчното делене и иначе е в неструктурирана форма. Всички метаболитни процеси на клетката протичат в кариоплазмата чрез РНК пратеник молекули. Кариоплазмата също така осигурява идеална среда за процесите на транскрипция и репликация. Транскрипцията включва трансфер на генетична информация от клетъчните ядра към РНК. Този процес се осъществява върху една от двете нишки. ДНК веригата поема ролята на матрица. Основните му последователности са комплементарни на РНК. Транскрипцията се осъществява в клетъчното ядро с помощта на катализа на ДНК-зависими РНК полимерази. В еукариотните клетки това образува междинно съединение, известно като hnRNA. Посттранскрипционната модификация превръща този междинен продукт в иРНК. За тези процеси ядрената плазма създава необходимите условия на околната среда. Същото важи и за процесите на репликация, при които се прави копие на ДНК. Не на последно място, кариоплазмата има митотично значение. В така нареченото си работно ядро митотичната интерфаза съдържа наследствената информация на потребителя в нейната некондензирана и сглобена форма, както и в еухроматиновата мрежа. След като митозата започне в ядрото, в кариоплазмата на клетката се извършва кондензация на хроматин. По този начин, хроматинът отново присъства в много спираловидна и силно подредена форма, като дава хромозоми.
Болести
Клетъчното увреждане често се изследва хистологично, което позволява по-подробно да се определи естеството на увреждането. В този контекст често могат да се наблюдават клетъчни увреждания поради ядрени включвания в засегнатите клетъчни ядра. Включенията могат да се състоят от компоненти на цитоплазмата или чужди вещества. Цитоплазмените ядрени включвания са най-често срещаната форма. Те могат да са резултат от инвагинация на ядрената обвивка, както се наблюдава при тумори. Понякога обаче цитоплазмените структури се включват в новообразуващите се дъщерни ядра по време на телофазата. Това явление може да присъства, например, в колхицин отравяне. Обикновено такива включвания се отделят от кариоплазмата чрез части от ядрена обвивка и показват дегенерация. Те обаче могат да проникнат и в кариоплазмата. Това често се случва с гликогеновите включвания, както се наблюдава при диабетици. По-малки частици гликоген вероятно проникват от цитоплазмата през ядрените пори в кариоплазмата, където образуват големи агрегати. Възможно е обаче също така кариоплазмата да синтезира гликогена и да му позволи да се полимеризира в по-големи частици. В допълнение към инфекциите, ядрените включвания са свързани предимно с отравяне. Включенията могат да имат тежки ефекти върху митозата. Например, ако междуфазното ядро претърпи явна промяна, възникват негативни последици за клетките и целия организъм. Тези връзки се обсъждат главно в контекста на нарушенията в растежа. Кариоплазмата може също така напълно да избяга от клетъчното ядро в контекста на разкъсвания на мембраната. Тази връзка се използва от метода на заледяване на дерматологията.
