Karüoplasm

Karüoplasm "Raku tuumades sisalduva protoplasma kirjeldamiseks kasutatud termin" erineb tsütoplasmast eriti selle elektrolüütide kontsentratsiooni poolest. Karüoplasm loob optimaalse keskkonna DNA replikatsiooniks ja transkriptsiooniks. Diabeetikute puhul võivad karüoplasmas esineda glükogeeni rakutuumade lisandid.

Mis on karüoplasm?

Rakutuumad asuvad tsütoplasmas. Need on eukarüootsete rakkude ümardatud organellid. Rakutuum sisaldab raku geneetilist materjali. Kõik raku tuumad eraldatakse tsütoplasmast topeltmembraaniga. Seda kahekordset maatriksit nimetatakse tuumaümbriseks.

Geneetiline materjal sisaldub selles desoksüribonukleiinhappena. Mõisted tuuma- ja kario-viitavad raku tuumadele. Kreeka termin karyon tähendab tuuma. Karüoplasm on seega raku tuumade tuuma- või nukleoplasm. See on tuumaümbrise taga olev kogu raku tuuma sisu. Rakutuuma põhikomponendid on kromatiin, keermesarnased dekondenseerunud kromosoomid ja nukleoolid. Karüoplasm on osa protoplasmist.

See viitab rakuvedelikule, sealhulgas selle kolloidsetele komponentidele. Protoplasma koosneb karüoplasmast ja tsütoplasmast. Raku elav osa on tsütoplasma, mida ümbritseb rakumembraan. Tuumamembraan eraldab kahte plasma vormi. Karüoplasma ja tsütoplasma peamine erinevus on lahustunud elektrolüütide kontsentratsioon. Karüolümp vastab struktureerimata karüoplasmale. Seda nimetatakse tuumamahlaks ja seda tungib läbi tuumamaatriksi valgu struktuur. Karüoplasm interakteerub tsütoplasmaga tuumapooride kaudu.

Anatoomia ja struktuur

Karüoplasmas on peamiselt vett. Valgusmikroskoobi all näib värvitu preparaat homogeensena. Kohtades võib ilmneda tumedam tihedus.

Need tihedused on tuumakehad või nukleoolid ja kromatiini graanulid. Kromatiin on peente kromosoomifibrillide kokkukleepumine ja sadestumine. Pärast värvimist on neis kromotsentrid äratuntavad suuremate tükkidena. Kromatiini tihedus karüoplasmas sõltub rakkude aktiivsusest. Kromatiin sisaldab alati nukleoproteiine, DNA, histooni valke ja mittehistoone valke. Kromosoomivarte ristmikke nimetatakse tsentromeerideks. Kergemad kromatiini piirkonnad vastavad lahtisele kromatiinile.

Tumedamad piirkonnad vastavad elektrontihedamatele kromatiini aladele, milles kromatiin kipub kokku kogunema. Karüoplasma kergemat euchromatiini tuleb eristada elektrontihedast ja tumedamast heterokromatiinist. Kahe piirkonna vahel toimub sujuv üleminek. Kasutamata DNA pikemad osad rühmitatakse histooni valkude heterokromatiini tükikestesse. Seevastu funktsionaalselt olulised DNA lõigud asuvad euchromatiinis.

Funktsioon ja ülesanded

Iga rakku kontrollitakse tuuma poolt. Peaaegu kogu rakkude geneetiline teave asub rakutuumade karüoplasmas. Karüoplasma geneetiline materjal on nähtav ainult rakkude jagunemise ajal ja on muul viisil struktureerimata kujul. Kõik raku metaboolsed protsessid toimuvad karüoplasmas RNA virgatsaine molekulide kaudu.

Karüoplasm esindab ka ideaalset keskkonda transkriptsiooni ja replikatsiooni protsesside jaoks. Transkriptsiooni ajal kantakse rakutuumade geneetiline teave RNA-sse. See protsess toimub ühes kahest ahelast. DNA ahel võtab matriitsi rolli. Selle alusjärjestused on RNA-ga komplementaarsed. Transkriptsioon toimub rakutuumas DNA-sõltuvate RNA polümeraaside katalüüsi abil. Vahesaadus, mida tuntakse hnRNA-na, moodustub eukarüootsetes rakkudes. Transkriptsioonijärgne modifikatsioon muudab selle vaheühendi mRNA-ks.

Tuumaplasma loob nendeks protsessideks vajalikud keskkonnatingimused. Sama on ka replikatsiooniprotsessidega, mille käigus tehakse DNA koopia. Karüoplasma ei ole sugugi mitootiline. Nn töötavas tuumas sisaldab mitootiline interfaas kasutajateavet nii kondenseerimata ja komplekteeritud kujul kui ka euchromatiini võrgus. Niipea kui raku tuumas on alanud mitoos, toimub raku karüoplasmas kromatiini kondenseerumine. Seega on kromatiin taas mitmekordse spiraaliga ja kõrge asetusega vormis ning tekitab seega kromosoome.

Haigused

Rakkude kahjustusi uuritakse sageli histoloogiliselt. See uurimine võimaldab täpsustada kahjustuse tüüpi. Selles kontekstis võib sageli täheldada kahjustatud rakutuumade tuumade inklusioonide põhjustatud rakkude kahjustusi.

Inklusioonid võivad koosneda tsütoplasma komponentidest või võõrkehadest. Tsütoplasmaatilised tuumade inklusioonid on kõige levinum vorm. Need võivad tekkida tuumaümbrise sissetungimisel, nagu võib täheldada tuumorites. Mõnikord hõlmavad teofaas aga äsja moodustatud tütartuumadesse ka tsütoplasmaatilisi struktuure. See nähtus võib esineda näiteks kolhitsiinimürgituse korral. Sellised inklusioonid eraldatakse tavaliselt tuumaosade poolt karüoplasmast ja need näitavad degeneratsiooni. Kuid nad võivad tungida ka neeluplasmasse. Tihti juhtub see glükogeeniladestuste korral, nagu diabeetikutel võib täheldada.

Arvatavasti tungivad tsütoplasmas olevad glükogeeni väiksemad osakesed tuumapooride kaudu karüoplasmasse ja moodustavad seal suuri agregaate. Võimalik, et karüoplasma sünteesib ka glükogeeni ja võimaldab sellel polümeriseeruda suuremateks osakesteks. Lisaks nakkustele seostatakse tuumade sisendeid peamiselt mürgitusega. Need lisandid võivad tõsiselt mõjutada mitoosi. Kui näiteks faasidevahelises tuumas toimub ilmne muutus, ilmnevad negatiivsed tagajärjed rakkudele ja kogu organismile.

Neid suhteid käsitletakse ennekõike kasvuhäirete kontekstis. Karyoplasm võib ka membraani purunemisel rakutuumast täielikult põgeneda. Dermatoloogia jäätumismeetod kasutab seda seost.