Nükleoplazma ya da Nukleus Matriksi Nedir?

    Temel olarak sitoplazma, çekirdek ve hücre zarı diye ayrılan hücre bileşenlerinden çekirdek ve nükleoplazma görevleri gereği daha yakından bakılmayı hak etmektedir. Nukleus yani çekirdek genetik bilgiyi depolayan ve kontrolünü sağlayan bir merkezdir. DNA eşlenmesi (replikasyonu) ve bilginin RNA’ya yazılması (transkripsiyon) çekirdekte gerçekleşir. Hücrelerin çekirdeği genellikle ortada, bir tane ve yuvarlaktır. Bazı hücre türleri birden fazla çekirdek bulundurabilir ve çekirdeklerin şekli oval ya da yassı olabilir.

Prokaryot hücrelerde bulunmayan ancak eukaryot (ökaryot) yapılı hücrelerde bulunan çekirdek bir hücrenin canlılığını sürdürmesine neden olan kilit işlemlerin çoğunun gerçekleştiği kontrol merkezidir. Ökaryot olduğu halde çekirdeği olmayan ya da sonradan kaybolan alyuvar, trombosit (kan pulcuğu) gibi hücreler de bulunur.

Nukleus ya da çekirdek 4 ana bölümden oluşur.

1-Nukleus membranı (Karyolemma)
2-Nukleolus (Çekirdekçik)
3-Kromatin
4-Nukleus matriksi (nükleoplazma)

Nukleus Membranı (Çekirdek Zarı)

Hücre genomu çekirdek zarıyla çevrilerek sitoplazmadan ayrılır. Karyolemma da denilen ve çekirdeğe direnç kazandırıp şekil veren çekirdek zarı kloroplast ve mitokondrideki gibi çift kattan oluşur. Çekirdek zarı hücrenin sitoplazmasındaki organellerden biri olan ER (endoplazmik retikulum) ile de bağlantılıdır. Çekirdeğin dış zarının üzerinde ribozom denilen organeller bulunur. Bu nedenle görünümü granüllüdür. Dış ve iç zar bazı yerlerde birbiriyle birleşip por denilen delikleri oluşturmuştur. Çekirdek porları hücre zarındaki porlarla kıyaslanırsa daha büyük olduklarından sadece küçük değil mRNA, ATP, protein gibi büyük moleküllerin sitoplazmaya aktarılmasını da sağlar. Çekirdek zarı (karyolemma) hücre bölünmesi ( mitoz ya da mayoz bölünme) sırasında kaybolsa da bölünme sonrası tekrar oluşur.

Nukleolus (Çekirdekçik)

Çekirdeklerin içinde koyu renk boyanan, genellikle tıpkı çekirdek gibi yuvarlak yapılı ve yoğun kısımlardır. Etrafı bir zarla örtülü olmayan çekirdekçik önemli bir üretim merkezidir. Hücre bölünmesi sırasında çekirdek zarı ile birlikte çekirdekçik de çözünerek kaybolur ve bölünme bittikten sonra yeniden sentezlenir. Sayısı bir ya da daha fazla olan çekirdekçik rRNA (ribozomal RNA)’nın sentezlendiği ve proteinle birleştirildiği yerdir. Böylece ribozomun alt birimleri oluşur. Ribozomlar iki alt birimden oluşan protein sentezinin gerçekleştiği önemli, zarsız organellerdir.

Not: Bakteri gibi prokaryotlarda çekirdek olmadığından ribozoma ait alt birimler sitoplazmada sentezlenir.

Kromatin

Kromatinler hücre bölünmesi dışındaki zamanlarda çekirdek sıvısında bulunan, uzun, dağınık ipliksi yapılardır. Kromatinler aslında histon yapılı özel proteinlerle bağlanmış DNA’lardır. Arkelerin ve ökaryot hücrelerin kromatini histon protein bulundurur. Kromatinlerin yapılarında histon yapıda olmayan proteinlere de rastlanır. Hücreye sığabilmesi için kromatin ağ kıvrılmış, sıkışmış durumdadır. Kromatindeki DNA zincirleri birbirine dolaşmaz, böylece replikasyon (DNA eşlenmesi) ve transkripsiyon sürecinde sorun yaşanmaz. Hücreler bölünürken kromatin iplikler kısalır ve kalınlaşır, kromozom denilen yapılara dönüşür. Bölünmeden hemen önce DNA eşlendiği için kromozomlarda bulunan 2 adet kromatit birbirinin kopyasıdır. Kromozom sayısı her canlıda aynı değildir, türe özgüdür. İnsanlarda vücut hücrelerinin her birindeki kromozom sayısı 46’dır.

Kromatinlerin iki türü vardır. Bunlardan biri ökromatin diğeri ise heterokromatin’dir. Ökromatin DNA’daki bilginin mRNA zincirine yazılmasına aracı olan daha az yoğun bir şekilde paketlenmiş kromatindir. Heterokromatin ise daha yoğundur ve yeri nükleoplazmanın kenarlarına yakındır. DNA replikasyonunun sonraki aşamalarında yer alan heterokromatin sadece ökaryotlarda bulunurken ökromatin hem ökaryot hem prokaryotlarda bulunur.

Not: Kromozom sayısının canlıların gelişmişliğiyle de bir bağlantısı yoktur. Canlıların gelişmişliği ya da benzerliği DNA (gen) dizilimleriyle ilgilidir. DNA’nın yaklaşık olarak 1500 adet nükleotidden oluşmuş, RNA veya protein sentezinden sorumlu kısmına gen denir.

Nükleoplazma ya da Nukleus Matriksi 

Çekirdekteki kromatin ağ ile çekirdekçik arasındaki boşluklar nükleoplazma ile doludur. Nükleoplazma sitoplazmaya benzeyen homojen bir sıvıdır. Aşırı derecede akıcı bir sıvı olan nükleoplazma temel olarak su, çözünmüş çeşitli iyonlar, metabolitler ve proteinler içerir. Hücre çekirdeğini içine su doldurulmuş bir balon olarak düşünürseniz içindeki su nükleoplazmadır. Nükleoplazma, lipid, RNA, DNA ve proteinler ortadan kaldırılabilseydi çekirdek içinde geriye kalacak olan fibröz bir ağ (protein ağı) olarak karşımıza çıkar. Buna nukleus iskeleti de denilebilir. Nukleus iskeleti büyük olasılıkla DNA’nın kıvrımlarının bağlanacağı, kromozomların çekirdek içindeki düzeninden sorumlu olan protein yapılı bir temeldir.

Nükleotidler Nükleoplazmada Üretilir

Nükleoplazma DNA ve RNA’nın yapıtaşları olan nükleotidlere de ev sahipliği yapar. Nükleotidler bir adet organik baz ( tek halkalı olan pirimidin ve çift halkalı olan pürin bazı), 5 C’lu bir şeker olan deoksiriboz ile fosfat grubunun birlemesi ile oluşur.
Nükleoplazmada bulunan DNA polimeraz enzimi de nükleotitleri bir araya getirip bağlayarak uzun DNA zincirlerini oluşturur. Adenin, Sitozin ve Guanin bazları DNA ve RNA’da ortaktır. Timin bazı sadece DNA’da, urasil bazı ise sadece RNA’da bulunur.

Nükleoplazma Enzimleri

Nükleoplazma denilen sıvı yatakta çekirdek reaksiyonlarını katalizleyen çeşitli enzimler bulunur. Bu enzimlerin en önemlisi DNA sentezine yardımcı olan DNA polimerazdır. Bundan başka TPN-bağlı izositrik dehidrogenaz, glutamik dehidrogenaz, glikoz–6-P dehidrogenaz, hekzokinaz, P-fruktokinaz ve 6-P-glukonik dehidrogenaz gibi enzimler de bulunur. Enzimlerin eksikliğinde çekirdek metabolizmasında aksamalar yaşanır.

Kaynakça:
https://www.scienceabc.com
http://www.biyolojidersnotlari.com
https://www.tech-worm.com

Yazar: Müşerref Özdaş