Τι είναι το Nucleoplasm;

Το πυρηνόπλασμα είναι ένας τύπος πρωτοπλάσματος που υπάρχει στον πυρήνα. Το πρωτόπλασμα είναι το υγρό (αποτελούμενο από νερό και διαλυμένα μόρια) μέσα στο κύτταρο. Το υγρό μέσα στον πυρήνα έχει διαφορετική σύνθεση από το υπόλοιπο κύτταρο.

Έχετε γεμίσει ποτέ ένα μπαλόνι με νερό το καλοκαίρι ακριβώς πριν το πετάξετε σε έναν ανυποψίαστο φίλο σας; Οι περισσότεροι από εμάς το έχουμε, επομένως πιθανότατα έχετε παρατηρήσει ότι το μπαλόνι διατηρεί κάπως το σχήμα και τον όγκο του όταν γεμίζει με νερό.

Τώρα, φανταστείτε αυτό το ίδιο μπαλόνι νερού σε μικροσκοπικά μικρή κλίμακα, ακόμη και μικρότερη από ένα κύτταρο! Φανταστείτε αυτό το μπαλόνι ως τον πυρήνα του κυττάρου - το κέντρο ελέγχου όπου συμβαίνουν πολλές από τις βασικές διαδικασίες για τη διατήρηση και τη διαιώνιση της ζωής. Σε αυτή τη μεταφορά, όπου το μπαλόνι είναι ο πυρήνας, το νερό είναι τοπυρηνόπλασμα .

Τι είναι το Nucleoplasm;

Πολύ απλά, το νουκλεόπλασμα είναι ένας τύπος πρωτοπλάσματος, παρόμοιος με το κυτταρόπλασμα που μπορεί να βρεθεί σε όλο το κυτταρικό σώμα έξω από τον πυρήνα. Το πρωτόπλασμα είναι το υγρό που συνθέτει τα κύτταρα. Το πρωτόπλασμα αποτελείται κυρίως από νερό μαζί με διάφορα ιόντα, πρωτεΐνες και υδατάνθρακες διαλυμένους σε αυτό.

Στο εσωτερικό του πυρήνα συμβαίνουν πολύ εξειδικευμένες επεμβάσεις, οι οποίες απαιτούν διαφορετικό τύπο πρωτοπλάσματος. Το πυρηνόπλασμα αποτελείται από νερό, διαλυμένα ιόντα και ένα μείγμα άλλων μορίων. Αυτή η ουσία είναι πλήρως εγκλεισμένη στο πυρηνικό περίβλημα, το οποίο περιέχει επίσης νουκλεοτίδια και κρίσιμα ένζυμα που διευκολύνουν την αναπαραγωγή.

(Φωτογραφία:Wikimedia Commons)

Το πυρηνόπλασμα είναι ένα εξαιρετικά παχύρρευστο υγρό, αλλά υπάρχει ένα πιο διαλυτό, υγρό τμήμα του νουκλεόπλασματος γνωστό ως πυρηνικό υαλόπλασμα ή πυρήνα, το οποίο θα εξηγήσουμε με περισσότερες λεπτομέρειες παρακάτω.

Μέρη του πυρηνοπλάσματος

Αν και το πυρηνόπλασμα και το κυτταρόπλασμα είναι αρκετά παρόμοια, υπάρχει ένας αριθμός διαφορών μεταξύ των δύο, ιδιαίτερα όσον αφορά τα οργανίδια, τα συστατικά και τις λειτουργίες που εμφανίζονται.

Πυρήνας

Ο πυρήνας είναι ένα σημαντικό κέντρο παραγωγής μέσα σε ένα κύτταρο/πυρήνα. Εκεί δημιουργούνται ριβοσωματικές υπομονάδες και ριβοσωμικό RNA. Από εκεί, τα RNA και οι πρωτεΐνες ωθούνται προς τα έξω στον υπόλοιπο πυρήνα, όπου μπορούν να υποστούν επεξεργασία σε ριβοσώματα.

Τα ριβοσώματα είναι οι δομές ενός κυττάρου που δημιουργούν πρωτεΐνες, μια από τις πιο σημαντικές λειτουργίες οποιουδήποτε κυττάρου. Εξειδικευμένες πρωτεΐνες εισέρχονται στον πυρήνα μέσω των πυρηνικών πόρων για να δημιουργήσουν τις απαραίτητες υπομονάδες. Αυτές οι ριβοσωμικές υπομονάδες βγαίνουν στη συνέχεια από τον πυρήνα μέσω των πυρηνικών πόρων, όπου μπορούν να συνδυαστούν και να αρχίσουν να λειτουργούν. Ο πυρήνας θεωρείται το μεγαλύτερο οργανίδιο στον πυρήνα και η επιβίωση των ευκαρυωτών θα ήταν αδύνατη χωρίς αυτόν τον κρίσιμο, αν και μικροσκοπικό, χώρο στον πυρήνα.

Νουκλεοτίδια

Το νουκλεόπλασμα φιλοξενεί επίσης νουκλεοτίδια, τα πιο θεμελιώδη δομικά στοιχεία του DNA και του RNA. Η DNA πολυμεράση είναι ένα από τα ένζυμα που υπάρχουν στο νουκλεόπλασμα που μπορεί να ταιριάξει με τις σωστές νουκλεοτιδικές βάσεις για να σχηματίσει μακριές σειρές DNA.

Ενώ υπάρχει ένας αριθμός διαφορετικών νουκλεοτιδίων, όλα αποτελούνται από μια νουκλεοβάση (πουρίνη διπλού δακτυλίου ή πυριμιδίνη ενός δακτυλίου), μια φωσφορική ομάδα και ένα σάκχαρο δεοξυριβόζης (στην περίπτωση του DNA). Οι πέντε πιο κοινές βάσεις νουκλεοτιδίων είναι η αδενίνη, η γουανίνη, η κυτοσίνη, η θυμίνη και η ουρακίλη. Αυτές οι βάσεις μπορούν να συνδυαστούν και να μεθυλιωθούν για να σχηματίσουν μια ευρύτερη ποικιλία πολύπλοκων βάσεων που σχηματίζουν το θεμελιώδες γενετικό μας υλικό.

(Προστασία φωτογραφίας:Thomas Shafee / Wikimedia Commons)

Χρωματίνη

Η χρωματίνη είναι ένα μοριακό σύμπλεγμα DNA, RNA και πρωτεϊνών που λειτουργούν ειδικά για τη συρρίκνωση και τη συμπίεση μακριών σειρών DNA έτσι ώστε να μπορεί να χωρέσει καλύτερα μέσα σε ένα κύτταρο. Η χρωματίνη όχι μόνο βοηθά στην καθοδήγηση της αναδίπλωσης του DNA, αλλά διασφαλίζει επίσης ότι οι χορδές δεν μπλέκονται και συμβάλλει στη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της κυτταρικής αντιγραφής. Συνδέονται επίσης στενά με διαδικασίες γονιδιακής καταστολής, μεταγραφής DNA και γονιδιακής έκφρασης.

Υπάρχουν πρωτεϊνικά στοιχεία της χρωματίνης που ονομάζονται ιστόνες, ο πυρήνας γύρω από τον οποίο τυλίγεται το DNA. Υπάρχουν επίσης δύο μορφές χρωματίνης:η ευχρωματίνη και η ετεροχρωματίνη. Η πρώτη είναι μια λιγότερο πυκνά συσκευασμένη μορφή χρωματίνης που παίζει καθοριστικό ρόλο στη μεταγραφή του DNA σε προϊόντα mRNA. Η ετεροχρωματίνη, από την άλλη πλευρά, είναι πολύ πιο πυκνή και βρίσκεται συνήθως κοντά στις παρυφές του νουκλεοπλάσματος και εμπλέκεται στα τελευταία στάδια της κυτταρικής αντιγραφής. Η ετεροχρωματίνη βρίσκεται μόνο σε ευκαρυώτες, ενώ η ευχρωματίνη βρίσκεται τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες.

Πυρηνική μήτρα

Η πυρηνική μήτρα μπορεί να βρεθεί σε όλο τον πυρήνα και παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της δομής του πυρήνα. Συχνά σε σύγκριση με τον κυτταροσκελετό ενός κυττάρου, αυτό το δίκτυο ινών βοηθά στην οργάνωση του γενετικού υλικού στο κύτταρο και στην επιτάχυνση της διαδικασίας κυτταρικής αντιγραφής και βοηθά στη γονιδιακή έκφραση. Τούτου λεχθέντος, υπήρξε περιορισμένη έρευνα σχετικά με την ακριβή φύση της πυρηνικής μήτρας και ορισμένοι ειδικοί αμφισβητούν την ύπαρξή της.

Ένζυμα

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το νουκλεόπλασμα είναι γεμάτο με διάφορα ένζυμα που είναι απαραίτητα για την κατάλυση αντιδράσεων που συμβαίνουν στον πυρήνα. Ίσως το πιο σημαντικό ένζυμο που βρίσκεται στο νουκλεόπλασμα είναι η πολυμεράση DNA, καθώς βοηθά στην κατασκευή του DNA από νουκλεοτιδικές βάσεις, αλλά το νουκλεόπλασμα φιλοξενεί επίσης ένζυμα όπως η εξοκινάση, η 6-P-γλυκονική αφυδρογονάση, η συνδεδεμένη με TPN ισοκιτρική αφυδρογονάση, η P-φρουκτοκινάση. , αφυδρογονάση γλυκόζης-6-Ρ και γλουταμική αφυδρογονάση. Οι ακριβείς λειτουργίες όλων αυτών των ενζύμων ξεπερνούν το πεδίο εφαρμογής αυτού του άρθρου, αλλά να είστε βέβαιοι ότι τα κύτταρά μας δεν θα μπορούσαν να λειτουργήσουν σωστά χωρίς αυτά τα ένζυμα να περάσουν μέσα και έξω από τον πυρήνα.

Μεταφορά Υλικών

Όσον αφορά τη λειτουργία, το νουκλεόπλασμα είναι ένας κόμβος για όλα τα είδη ενώσεων και προϊόντων που παράγονται στον πυρήνα και στη συνέχεια μετακινούνται σε άλλες περιοχές του κυττάρου. Ένα κύριο παράδειγμα, το οποίο έχει συζητηθεί παραπάνω, είναι η δημιουργία και η μετακίνηση ριβοσωμικών υπομονάδων έξω στο κυτταρικό κυτταρόπλασμα. Οι ριβοσωμικές υπομονάδες (μία μεγάλη και μια μικρή) κατασκευάζονται μέσα στον πυρήνα και στη συνέχεια αποστέλλονται εκεί όπου αυτά τα ριβοσώματα μπορούν να ενωθούν για να σχηματίσουν ένα ριβόσωμα. Αυτά τα βασικά οργανίδια που παράγουν πρωτεΐνες μπορούν στη συνέχεια να προσκολληθούν στην πυρηνική μεμβράνη, αν και βρίσκονται επίσης σε όλο το κυτταρόπλασμα και το ενδοπλασματικό δίκτυο.

Μια τελευταία λέξη

Ενώ μπορεί να είναι εύκολο να ομαδοποιηθούν απλά όλα τα κυτταρικά συστατικά είτε σε οργανίδια είτε σε κυτταρόπλασμα, ο πυρήνας και το πυρηνόπλασμά του αξίζουν μια πιο προσεκτική ματιά. Οι διεργασίες που είναι διαρκώς σε εξέλιξη μέσα στο νουκλεόπλασμα αποτελούν τη βάση της κυτταρικής μεταγραφής, αντιγραφής και διαίρεσης, τα οποία είναι απαραίτητα για την ευκαρυωτική επιβίωση. Η κατανόηση των διαφόρων κινούμενων μερών και οργανιδίων σε αυτήν την εξειδικευμένη μορφή πρωτοπλάσματος μας δίνει μια καλύτερη κατανόηση της ίδιας της ζωής!