Caryoplasma

De Caryoplasma is de term die wordt gebruikt om het protoplasma in celkernen te beschrijven, dat met name verschilt van het cytoplasma in zijn elektrolytconcentratie. Het caryoplasma creëert een optimale omgeving voor de replicatie en transcriptie van het DNA. Bij diabetici kunnen celkerninsluitsels van glycogeen aanwezig zijn in het caryoplasma.

Wat is caryoplasma?

Celkernen bevinden zich in het cytoplasma. Het zijn afgeronde organellen van eukaryote cellen. De celkern bevat het genetisch materiaal van een cel. Alle celkernen zijn gescheiden van het cytoplasma door een dubbel membraan. Deze dubbele matrix wordt de nucleaire envelop genoemd.

Het genetisch materiaal zit erin als deoxyribonucleïnezuur. De termen nucleair en karyo verwijzen naar de celkernen. De Griekse term karyon betekent kern. Het caryoplasma is dus het nucleaire plasma of nucleoplasma van celkernen. Dit is de volledige inhoud van de celkern achter de nucleaire envelop. De belangrijkste componenten van de celkern zijn chromatine, draadachtige gedecondenseerde chromosomen en nucleoli. Het caryoplasma maakt deel uit van het protoplasma.

Dit verwijst naar de celvloeistof inclusief zijn colloïdale componenten. Het protoplasma bestaat uit het caryoplasma en het cytoplasma. Het levende deel van de cel is het cytoplasma dat wordt omgeven door het celmembraan. Het kernmembraan scheidt de twee vormen van plasma. Het belangrijkste verschil tussen het caryoplasma en het cytoplasma is de concentratie van opgeloste elektrolyten. De karyolymfe komt overeen met ongestructureerd karyoplasma. Het wordt kernsap genoemd en is doordrongen van de eiwitstructuur van de kernmatrix. Het caryoplasma interageert met het cytoplasma via nucleaire poriën.

Anatomie en structuur

Er zit voornamelijk water in het caryoplasma. Onder de lichtmicroscoop lijkt het homogeen in een ongekleurd preparaat. Op sommige plaatsen kunnen donkerdere dichtheden voorkomen.

Deze dichtheden zijn de nucleaire lichamen of nucleoli en de korrels chromatine. Chromatine is het klonteren en neerslaan van fijne chromosoomfibrillen. Na het kleuren zijn de chromocentra daarin herkenbaar als grotere brokken. De chromatinedichtheid in het caryoplasma is afhankelijk van celactiviteit. Chromatine bevat altijd nucleoproteïnen, DNA, histoneiwitten en niet-histoneiwitten. De verbindingen van de chromosoomarmen worden centromeren genoemd. Lichtere chromatinegebieden komen overeen met losse chromatine.

Donkere gebieden komen overeen met de meer elektronendichte chromatinegebieden waarin het chromatine de neiging heeft te klonteren. Het lichtere euchromatine van het caryoplasma moet worden onderscheiden van het elektronendichte en donkerdere heterochromatine. Er is een vloeiende overgang tussen de twee gebieden. Langere delen van het ongebruikte DNA worden samengeclusterd in heterochromatineklonten van histoneiwitten. Functierelevante DNA-secties liggen daarentegen in de euchromatine.

Functie en taken

Elke cel wordt aangestuurd vanuit de kern. Bijna alle genetische informatie van de cellen bevindt zich in het caryoplasma van de celkernen. Het genetisch materiaal van het caryoplasma is alleen zichtbaar tijdens de celdeling en is verder ongestructureerd. Alle metabolische processen van een cel vinden plaats via RNA-boodschappermoleculen in het caryoplasma.

Het caryoplasma vormt ook een ideaal milieu voor de transcriptie- en replicatieprocessen: tijdens de transcriptie wordt de genetische informatie van de celkernen overgebracht naar het RNA. Dit proces vindt plaats op een van de twee strengen. De DNA-streng neemt de rol van een sjabloon aan. De basesequenties zijn complementair aan RNA. Transcriptie vindt plaats in de celkern met behulp van de katalyse van DNA-afhankelijke RNA-polymerasen. Een tussenproduct dat bekend staat als hnRNA, wordt gevormd in de eukaryote cellen. Post-transcriptionele modificatie verandert dit tussenproduct in mRNA.

Het nucleaire plasma creëert de nodige omgevingscondities voor deze processen. Hetzelfde geldt voor de replicatieprocessen, waarbij een kopie van het DNA wordt gemaakt. Het caryoplasma is niet in de laatste plaats mitotisch. In zijn zogenaamde werkende kern bevat de mitotische interfase de gebruikersinformatie in zijn niet-gecondenseerde en gebundelde vorm, evenals in het euchromatine-netwerk. Zodra mitose is begonnen in de celkern, vindt chromatinecondensatie plaats in het caryoplasma van de cel. Het chromatine is dus weer in een meervoudige spiraalvormige en sterk geordende vorm en geeft zo aanleiding tot de chromosomen.

Ziekten

Celbeschadiging wordt vaak histologisch onderzocht. Door dit onderzoek kan het soort schade nauwkeuriger worden bepaald. Celschade veroorzaakt door nucleaire insluitsels in de aangetaste celkernen kan in deze context vaak worden waargenomen.

De insluitsels kunnen bestaan ​​uit componenten van het cytoplasma of uit lichaamsvreemde stoffen. Cytoplasmatische nucleaire insluitsels zijn de meest voorkomende vorm. Ze kunnen ontstaan ​​door een invaginatie van de nucleaire envelop, zoals kan worden waargenomen bij tumoren. Soms zijn in telofase echter cytoplasmatische structuren ook opgenomen in de nieuw gevormde dochterkernen. Dit fenomeen kan bijvoorbeeld voorkomen bij colchicinevergiftiging. Dergelijke insluitsels worden gewoonlijk gescheiden van het caryoplasma door delen van de kern en vertonen degeneraties. Maar ze kunnen ook doordringen in het caryoplasma. Dit is vaak het geval bij glycogeenafzettingen, zoals te zien is bij diabetici.

Kleinere glycogeendeeltjes uit het cytoplasma dringen vermoedelijk door de nucleaire poriën het caryoplasma binnen en vormen daar grote aggregaten. Het is mogelijk dat het caryoplasma ook het glycogeen synthetiseert en het laat polymeriseren tot grotere deeltjes. Naast infecties worden kerninsluitsels voornamelijk geassocieerd met vergiftiging. De insluitsels kunnen ernstige gevolgen hebben voor de mitose. Als bijvoorbeeld de interfase-kern een duidelijke verandering ondergaat, treden negatieve gevolgen op voor de cellen en het hele organisme.

Deze relaties worden vooral besproken in de context van groeistoornissen. Het caryoplasma kan ook volledig ontsnappen uit een celkern wanneer het membraan scheurt. De icing-methode van de dermatologie maakt gebruik van deze verbinding.