Caryoplasm

Caryoplasm je termín používaný k popisu protoplazmy uvnitř buněčných jader, která se liší od cytoplazmy zejména svou koncentrací elektrolytů. Kryoplasma vytváří optimální prostředí pro replikaci a transkripci DNA. U diabetiků mohou být v karyoplasmě přítomny inkluze buněčného jádra glykogenu.

Co je to karyoplasm?

Buněčná jádra jsou umístěna v cytoplazmě. Jsou to zaoblené organely eukaryotických buněk. Buněčné jádro obsahuje genetický materiál buňky. Všechna buněčná jádra jsou od cytoplazmy oddělena dvojitou membránou. Tato dvojitá matice se nazývá jaderná obálka.

Genetický materiál je v něm obsažen jako kyselina deoxyribonukleová. Pojmy nukleární a karyo se týkají buněčných jader. Řecký termín karyon znamená jádro. Kryoplasma je tedy jaderná plazma nebo nukleoplasma buněčných jader. Toto je celý obsah buněčného jádra za jadernou obálkou. Hlavními složkami buněčného jádra jsou chromatin, vláknité dekondenzované chromozomy a jádra. Kryoplasma je součástí protoplazmy.

To se týká buněčné tekutiny včetně jejích koloidních složek. Protoplazma je tvořena karyoplazmem a cytoplazmou. Živou částí buňky je cytoplazma, která je obklopena buněčnou membránou. Jaderná membrána odděluje obě formy plazmy. Hlavním rozdílem mezi karyoplazmem a cytoplazmou je koncentrace rozpuštěných elektrolytů. Karyolymph odpovídá nestrukturované karyoplasmě. Nazývá se jádrová šťáva a je prostupována proteinovou strukturou jádrové matrice. Kryoplasma interaguje s cytoplazmou prostřednictvím jaderných pórů.

Anatomie a struktura

V karyoplasmě je hlavně voda. Pod světelným mikroskopem se zdá být homogenní v nebarevném přípravku. V místech se mohou objevit tmavší hustoty.

Tyto hustoty jsou jaderná těla nebo jádra a granule chromatinu. Chromatin je shlukování a srážení jemných chromozomových fibril. Po zabarvení jsou chromocentra v nich rozeznatelná jako větší kusy. Hustota chromatinu v kryoplazmě závisí na buněčné aktivitě. Chromatin vždy obsahuje nukleoproteiny, DNA, histonové proteiny a non-histonové proteiny. Spoje chromozomových ramen se nazývají centromery. Lehčí oblasti chromatinu odpovídají volnému chromatinu.

Tmavší oblasti odpovídají více elektronově hustším chromatinovým oblastem, ve kterých má chromatin tendenci se shlukovat. Lehčí euchromatin karyoplasmy musí být odlišen od elektronově hustého a tmavšího heterochromatinu. Mezi oběma oblastmi je plynulý přechod. Delší části nepoužité DNA se shlukují do heterochromatinových shluků histonových proteinů. Na druhé straně leží úseky DNA související s funkcí v euchromatinu.

Funkce a úkoly

Každá buňka je řízena z jádra. Téměř veškerá genetická informace buněk je umístěna v kryoplazmě buněčných jader. Genetický materiál karyoplasmy je viditelný pouze při dělení buněk a je jinak v nestrukturované formě. Všechny metabolické procesy buňky se odehrávají prostřednictvím RNA messengerových molekul v kryoplazmě.

Kryoplasma také představuje ideální prostředí pro procesy transkripce a replikace Během transkripce je genetická informace buněčných jader přenesena do RNA. Tento proces probíhá na jednom ze dvou řetězců. Řetězec DNA přebírá roli šablony. Její základní sekvence jsou komplementární k RNA. Transkripce probíhá v buněčném jádru pomocí katalýzy DNA-dependentních RNA polymeráz. V eukaryotických buňkách se tvoří meziprodukt známý jako hnRNA. Post-transkripční modifikace mění tento meziprodukt na mRNA.

Jaderná plazma vytváří nezbytné podmínky prostředí pro tyto procesy. Totéž platí pro procesy replikace, při nichž se vytváří kopie DNA. Kryoplasma není v neposlední řadě mitotická. V takzvaném pracovním jádru obsahuje mitotická mezifáze informace o uživateli ve své nekondenzované a sdružené formě a také v euchromatinové síti. Jakmile mitóza začala v buněčném jádru, dochází v karyoplasmě buněk ke kondenzaci chromatinu. Chromatin je tedy opět ve spirálovité a vysoce uspořádané formě, a tak vede ke vzniku chromozomů.

Nemoci

Poškození buněk se často zkoumá histologicky. Toto vyšetření umožňuje přesněji určit typ poškození. V této souvislosti lze často pozorovat poškození buněk způsobené jadernými inkluzemi v postižených buněčných jádrech.

Vměstky mohou sestávat ze složek cytoplazmy nebo cizích látek. Nejběžnější formou jsou cytoplazmatické jaderné inkluze. Mohou vycházet z invaze jaderného obalu, jak lze pozorovat u nádorů. Někdy v telophase jsou však cytoplazmatické struktury také zahrnuty do nově vytvořených dceřiných jader. Tento jev se může vyskytovat například při otravě kolchicinem. Ve většině případů jsou takové inkluze odděleny od karyoplasmy částmi jaderného obalu a vykazují degenerace. Mohou však proniknout i do kryoplazmy. Toto je často případ depozit glykogenu, jak je vidět u diabetiků.

Menší částice glykogenu z cytoplazmy pravděpodobně pronikají přes jaderné póry do kryoplazmy a vytvářejí tam velké agregáty. Je možné, že karyoplasma také syntetizuje glykogen a umožňuje mu polymerizovat na větší částice. Kromě infekcí jsou jádrové inkluze primárně spojeny s otravou. Inkluze mohou mít závažné účinky na mitózu. Pokud například interfázové jádro podstoupí zjevnou změnu, nastanou negativní důsledky pro buňky a celý organismus.

Tyto vztahy jsou diskutovány především v souvislosti s poruchami růstu. Kryoplasma může také zcela uniknout z buněčného jádra, když dojde k prasknutí membrány. Toto spojení využívá metoda dermatologie.