Karyoplasm on raku tuumade protoplasmale antud nimi, mis erineb tsütoplasmast eriti oma elektrolüüdi poolest kontsentratsioon. DNA replikatsiooniks ja transkriptsiooniks tagab karüplasma optimaalse keskkonna. Diabeetikutel võivad karüoplasmas esineda glükogeeni tuumaühendid.
Mis on karüoplasma?
Rakutuumad asuvad tsütoplasmas. Need on ümmarguse kujuga eukarüootsete rakkude organellid. Tuum sisaldab raku geneetilist materjali. Kõik tuumad eraldatakse tsütoplasmast topeltmembraaniga. Seda topeltmaatriksit nimetatakse tuumaümbrikuks. Selles on geneetiline materjal olemas kui desoksüribonukleiinhape. Mõisted tuum ja karyo viitavad rakutuumadele. Kreekakeelne termin karyon tähendab tuuma. Karüoplasma on seega rakutuumade tuumaplasma või nukleoplasma. See on kogu rakutuuma sisu tuumaümbrise taga. Tuumasisalduse peamised komponendid on kromatiin, filamentne dekondenseerunud kromosoomid ja nukleoolid. Seega on karüoplasm osa protoplasmast. See on rakuvedelik koos kolloidsete komponentidega. Protoplasma moodustavad karüoplasma ja tsütoplasma. Raku elav osa on tsütoplasma, mis on ümbritsetud väliselt rakumembraan. Tuumamembraan eraldab kaks plasma vormi. Karüoplasm erineb tsütoplasmast peamiselt kontsentratsioon lahustunud elektrolüüdid. Karüolümf vastab struktureerimata karüoplasmale. Seda nimetatakse tuumamahlaks ja see on täis tuumamaatriksi valgusisaldust. Karüoplasm interakteerub tsütoplasmaga tuumapooride kaudu.
Anatoomia ja struktuur
Karüoplasma sisaldab peamiselt vesi. Valgus mikroskoopiliselt tundub värvimata preparaadis homogeenne. Kohati võib tekkida tumedamat kondenseerumist. Need kondensatsioonid on tuumakehad või tuumad ja graanulid of kromatiin. Kromatiin on peenete kromosomaalsete fibrillide kokkukleepumine ja sadestumine. Neis võib pärast värvimist näha kromotsentreid suuremate tükkidena. Kromatiin Tihedus karüoplasmas sõltub raku aktiivsusest. Kromatiin sisaldab alati nukleoproteiine, DNA-d, histooni valgud ja mitte-histoonvalgud. Kromosoomiharude ristmikke nimetatakse tsentromeerideks. Kergemad kromatiinipiirkonnad vastavad lahtisele kromatiinile. Tumedamad piirkonnad vastavad elektronitihedamatele kromatiinipiirkondadele, kus kromatiin kipub klompima. Karüoplasma heledamat eukromatiini saab eristada elektrontihedamast ja tumedamast heterokromatiinist. Nende kahe piirkonna vahel toimub sujuv üleminek. Kasutamata DNA pikemad osad asuvad klastrina histooni heterokromatiini klompides valgud. Seevastu funktsionaalselt olulised DNA segmendid asuvad eukromatiinis.
Funktsioon ja ülesanded
Tuumast alates kontrollitakse kõiki rakke. Peaaegu kogu rakkude geneetiline teave asub rakutuumade karüoplasmas. Karüoplasma geneetiline materjal tuleb nähtavale ainult rakkude jagunemise ajal ja on muidu struktureerimata kujul. Kõik raku metaboolsed protsessid toimuvad karüoplasmas RNA messengeri kaudu molekulid. Karüoplasm pakub ideaalset keskkonda ka transkriptsiooni ja replikatsiooni protsessideks. Transkriptsioon hõlmab geneetilise teabe ülekandmist rakutuumadest RNA-sse. See protsess toimub ühel kahest ahelast. DNA ahel võtab maatriksi rolli. Selle alusjärjestused on RNA-ga komplementaarsed. Transkriptsioon toimub rakutuumas DNA-sõltuvate RNA polümeraaside katalüüsi abil. Eukarüootsetes rakkudes moodustab see vaheühendi, mida nimetatakse hnRNA-ks. Pärast transkriptsiooni modifitseerimine muudab selle vaheühendi mRNA-ks. Nende protsesside jaoks loob tuumaplasma vajalikud keskkonnatingimused. Sama kehtib replikatsiooniprotsesside kohta, mille käigus tehakse DNA koopia. Lõpuks on kariooplasmal mitootiline tähendus. Niinimetatud töötavas tuumas sisaldab mitootiline faas kasutaja pärilikku teavet nii kondenseerumata ja kimpude kujul kui ka eukromatiinivõrgus. Kui mitoos on tuumas alanud, toimub kromatiini kondenseerumine raku karüoplasmas. Seega on kromatiin jällegi mitmekordse spiraali ja väga korrastatud kujul, saades kromosoomid.
Haigused
Rakukahjustusi uuritakse sageli histoloogiliselt. See uuring võimaldab kahjustuse laadi üksikasjalikumalt kindlaks määrata. Selles kontekstis võib sageli täheldada rakukahjustusi, mis on põhjustatud mõjutatud rakutuumade tuumaühenditest. Lisandid võivad koosneda tsütoplasma komponentidest või võõrastest ainetest. Kõige tavalisem vorm on tsütoplasmaatilised tuumakatted. Need võivad tuleneda invagineerimine tuumori ümbris, nagu on näha kasvajates. Mõnikord kaasatakse tsütoplasma struktuurid telofaasi ajal äsja moodustuvatesse tütartuumadesse. See nähtus võib esineda näiteks aastal kolhitsiin mürgitus. Tavaliselt eraldatakse sellised kanded karüoplasmast tuumaümbrise osadega ja näitavad degeneratsiooni. Kuid nad võivad tungida ka karüoplasmasse. Sageli juhtub seda glükogeeni lisamise korral, nagu on näha diabeetikutel. Väiksemad glükogeeni osakesed tungivad tõenäoliselt tsütoplasmast läbi tuumapooride karüoplasmasse, kus nad moodustavad suured agregaadid. Kuid on ka võimalik, et karüplasma sünteesib glükogeeni ja laseb sellel polümeriseeruda suuremateks osakesteks. Lisaks nakkustele seostatakse tuumakihte peamiselt mürgitusega. Lisandid võivad mitoosi tõsiselt mõjutada. Näiteks kui faasidevaheline tuum läbib ilmse muutuse, tekivad negatiivsed tagajärjed rakkudele ja kogu organismile. Neid seoseid arutatakse peamiselt kasvuhäirete kontekstis. Kariooplasm võib ka rakutuumast membraani purunemise korral täielikult põgeneda. Seda seost kasutab ära dermatoloogia jäätumismeetod.
