Karyoplazma je název protoplazmy v buněčných jádrech, který se liší od cytoplazmy zejména svým elektrolytem koncentrace. Pro replikaci a transkripci DNA poskytuje karyoplazma optimální prostředí. U pacientů s diabetem mohou být v karyoplazmě přítomny jaderné inkluze glykogenu.
Co je karyoplazma?
Buněčná jádra jsou umístěna v cytoplazmě. Jsou to kulaté organely eukaryotických buněk. Jádro obsahuje genetický materiál buňky. Všechna jádra jsou oddělena od cytoplazmy dvojitou membránou. Tato dvojitá matice se nazývá jaderná obálka. V něm je genetický materiál přítomen jako deoxyribonukleová kyselina. Termíny nukleární a karyo odkazují na buněčná jádra. Řecký výraz karyon znamená jádro. Karyoplazma je tedy jaderná plazma nebo nukleoplazma buněčných jader. Toto je celý obsah buněčného jádra za jadernou obálkou. Hlavní složky obsahu jádra jsou chromatin, vláknitá dekondenzovaná chromozomy a nukleoly. Karyoplazma je tedy součástí protoplazmy. Rozumí se tím buněčná tekutina včetně jejích koloidních složek. Protoplazmu tvoří karyoplazma a cytoplazma. Živou částí buňky je cytoplazma uzavřená zvenčí buněčná membrána. Jaderná membrána odděluje dvě formy plazmy. Karyoplazma se od cytoplazmy liší hlavně v koncentrace rozpuštěného elektrolyty. Karyolymfa odpovídá nestrukturované karyoplazmě. Říká se tomu jaderná šťáva a je rozptýleno proteinovým lešením jaderné matrice. Karyoplazma interaguje s cytoplazmou přes jaderné póry.
Anatomie a struktura
Karyoplazma obsahuje hlavně voda. Světlo mikroskopicky se jeví jako homogenní v neposkvrněném přípravku. Na některých místech se mohou objevit tmavší kondenzace. Těmito kondenzacemi jsou jaderná tělesa nebo nukleoly a granule of chromatin. Chromatin je shlukování a srážení jemných chromozomálních fibril. V nich lze po barvení chromocentra považovat za větší kusy. Chromatin hustota v karyoplazmě závisí na buněčné aktivitě. Chromatin vždy obsahuje nukleoproteiny, DNA, histon Proteinů a nehistonové proteiny. Spoje chromozomových ramen se nazývají centromery. Světlejší oblasti chromatinu odpovídají uvolněnému chromatinu. Tmavší oblasti odpovídají více elektronově hustým oblastem chromatinu, kde má chromatin tendenci se shlukovat. Světlejší euchromatin karyoplazmy lze odlišit od elektronově hustšího a tmavšího heterochromatinu. Mezi těmito dvěma oblastmi je plynulý přechod. Delší části nepoužité DNA leží shlukovány v heterochromatinových shlucích histonu Proteinů. Naproti tomu funkčně relevantní segmenty DNA spočívají v euchromatinu.
Funkce a úkoly
Z jádra je řízena každá buňka. Téměř veškerá genetická informace buněk se nachází v karyoplazmě buněčných jader. Genetický materiál karyoplazmy se objevuje pouze během buněčného dělení a je jinak v nestrukturované formě. Všechny metabolické procesy buňky probíhají v karyoplazmě prostřednictvím RNA posla molekuly. Karyoplazma také poskytuje ideální prostředí pro procesy transkripce a replikace. Transkripce zahrnuje přenos genetické informace z buněčných jader do RNA. Tento proces probíhá na jednom ze dvou řetězců. Vlákno DNA přebírá roli matice. Jeho základní sekvence jsou komplementární k RNA. Transkripce probíhá v buněčném jádru pomocí katalýzy DNA-závislých RNA polymeráz. V eukaryotických buňkách to vytváří meziprodukt známý jako hnRNA. Post-transkripční modifikace změní tento meziprodukt na mRNA. Pro tyto procesy vytváří jaderná plazma nezbytné podmínky prostředí. Totéž platí pro procesy replikace, při nichž se vytváří kopie DNA. V neposlední řadě má karyoplazma mitotický význam. V tzv. Pracovním jádru obsahuje mitotická interfáza uživatelské dědičné informace v nekondenzované a sdružené formě i v síti euchromatinu. Jakmile v jadru začala mitóza, dochází v karyoplazmě buňky ke kondenzaci chromatinu. Chromatin je tedy opět přítomen v mnohonásobně spirálovité a vysoce uspořádané formě, čímž se získá chromozomy.
Nemoci
Buněčné poškození je často vyšetřováno histologicky. Toto vyšetření umožňuje podrobněji určit povahu poškození. V této souvislosti lze často pozorovat poškození buněk v důsledku jaderných inkluzí v postižených buněčných jádrech. Inkluze mohou sestávat ze složek cytoplazmy nebo cizích látek. Nejběžnější formou jsou cytoplazmatické jaderné inkluze. Mohou být výsledkem invaze jaderného obalu, jak je vidět u nádorů. Někdy jsou však cytoplazmatické struktury zahrnuty do nově se tvořících dceřiných jader během telofázy. Tento jev může být přítomen například v kolchicin otrava. Obvykle jsou takové inkluze odděleny od karyoplazmy částmi jaderného obalu a vykazují degeneraci. Mohou však také proniknout do karyoplazmy. To je často případ glykogenových inkluzí, jak je vidět u diabetiků. Menší částice glykogenu pravděpodobně pronikají z cytoplazmy přes jaderné póry do karyoplazmy, kde tvoří velké agregáty. Je však také možné, že karyoplazma syntetizuje glykogen a umožňuje mu polymeraci na větší částice. Kromě infekcí jsou jaderné inkluze spojeny především s otravou. Inkluze mohou mít závažné účinky na mitózu. Například pokud mezifázové jádro projde zjevnou změnou, negativní důsledky pro buňky a celý organismus. Tyto souvislosti jsou diskutovány hlavně v souvislosti s poruchami růstu. Karyoplazma může také zcela uniknout z buněčného jádra v souvislosti s prasknutím membrány. Toto spojení je využíváno metodou polevy dermatologie.
