ЦИТОПЛАЗМА: ФУНКЦИЈЕ, ДЕЛОВИ И КАРАКТЕРИСТИКЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Цитоплазма је супстанца унутар ћелија, који укључује цитоплазматичну матрицу или цитосол и субћелијских одељке. Цитосол чини нешто више од половине (отприлике 55%) укупне запремине ћелије и представља област у којој долази до синтезе и разградње протеина, обезбеђујући адекватан медијум за потребне метаболичке реакције. .

Све компоненте прокариотске ћелије налазе се у цитоплазми, док у еукариотама постоје друге поделе, као што је језгро. У еукариотским ћелијама преостали ћелијски волумен (45%) заузимају цитоплазматске органеле, попут митохондрија, глатког и грубог ендоплазматског ретикулума, језгра, пероксисома, лизосома и ендосома.

Опште карактеристике

Цитоплазма је супстанца која испуњава унутрашњост ћелија и дели се на две компоненте: течну фракцију познату као цитосол или цитоплазматски матрикс и органеле које су у њој уграђене - у случају еукариотске лозе.

Цитосол је желатинозна матрица цитоплазме и састоји се од великог броја различитих раствора, као што су јони, интермедијарни метаболити, угљени хидрати, липиди, протеини и рибонуклеинске киселине (РНА). Може се појавити у две међусобно конвертирајуће фазе: гел фаза и сол сол.

Састоји се од колоидног матрикса сличног воденом гелу састављеном од воде - углавном - и мреже влакнастих протеина који одговарају цитоскелету, укључујући актин, микротубуле и интермедијарне филаменте, поред низа помоћних протеина који доприносе формирању оквир.

Ова мрежа формирана протеинским филаментима дифузује се кроз цитоплазму, дајући јој вискоеластична својства и карактеристике контрактилног гела.

Цитоскелет је одговоран за пружање подршке и стабилности ћелијској архитектури. Поред тога што учествују у транспорту супстанци у цитоплазми и доприносе кретању ћелија, као што је фагоцитоза. У следећој анимацији можете видети цитоплазму животињске ћелије (цитоплазме):

Карактеристике

Цитоплазма је врста молекуларне супе у којој се одвијају ензимске реакције које су неопходне за одржавање ћелијске функције.

То је идеалан транспортни медиј за ћелијске процесе дисања и за реакције биосинтезе, јер се молекули не растварају у медијуму и лебде у цитоплазми, спремни за употребу.

Такође, захваљујући свом хемијском саставу, цитоплазма може функционисати као пуфер или пуфер. Служи и као погодно средство за суспензију органела, штитећи их - и генетски материјал затворен у језгру - од наглих померања и могућих судара.

Цитоплазма доприноси кретању хранљивих материја и премештању ћелија, захваљујући стварању цитоплазматског тока. Овај феномен се састоји од кретања цитоплазме.

Струје у цитоплазми су посебно важне у великим ћелијама биљака и помажу у убрзавању процеса расподјеле материјала.

Компоненте

Цитоплазма, простор унутар ћелије

Цитоплазма је састављена од цитоплазматског матрикса или цитосола и органела које су уграђене у ову желатинозну супстанцу. Свака ће бити детаљније описана у наставку:

Цитосол

Цитосол је безбојна, понекад сивкаста, желатинозна и провидна супстанца која се налази на спољној страни органела. Сматра се растворљивим делом цитоплазме.

Најбројнија компонента ове матрице је вода која твори између 65 и 80% њеног укупног састава, осим у коштаним ћелијама, у цаклини зуба и семенкама.

Што се тиче његовог хемијског састава, 20% одговара молекулима протеина. Има више од 46 елемената које ћелија користи. Од тога се само 24 сматрају кључним за живот.

Међу најистакнутијим елементима су угљеник, водоник, азот, кисеоник, фосфор и сумпор.

На исти начин, ова матрица је богата јонима и задржавањем истих долази до повећања осмотског притиска ћелије. Ови јони помажу у одржавању оптималне ацидобазне равнотеже у ћелијском окружењу.

Разноликост јона који се налазе у цитосолу варира у зависности од испитиваног ћелијског типа. На пример, ћелије у мишићима и нервима имају високу концентрацију калијума и магнезијума, док је јон калцијума нарочито богат у крвним ћелијама.

Мембраноус органеллес

У случају еукариотских ћелија, у цитоплазматском матриксу су уграђени различити субцелуларни одељци. Оне се могу поделити на мембранске и дискретне органеле.

У прву групу спадају ендоплазматски ретикулум и Голгијев апарат, оба система мембрана у облику вреће који су међусобно повезани. Из тог разлога, тешко је дефинисати границу његове структуре. Даље, ови одељци представљају просторни и временски континуитет са плазма мембраном.

Ендоплазматски ретикулум је подељен на глатке или грубе, зависно од присуства или одсуства рибосома. Глатка је одговорна за метаболизам малих молекула, има механизме детоксикације и синтезе липида и стероида.

Супротно томе, груби ендоплазматски ретикулум има рибосоме усидрене на својој мембрани и углавном је одговоран за синтезу протеина које ћелија излучује.

Голгијев апарат је скуп врећица у облику диска и учествује у синтези мембране и протеина. Поред тога, поседује ензимске механизме неопходне за извођење модификација протеина и липида, укључујући гликозилацију. Такође учествује у складиштењу и дистрибуцији лизосома и пероксисома.

Дискретни органели

Другу групу чине интрацелуларни органели који су дискретни и чија се ограничења јасно примећују присуством мембрана.

Изоловани су од осталих органела са структуралног и физичког становишта, мада могу постојати интеракције са другим деловима, на пример, митохондрији могу да ступају у интеракцију са мембранским органелама.

У овој групи су митохондрије, органели који имају ензиме неопходне за обављање есенцијалних метаболичких путева, као што су циклус лимунске киселине, ланац транспорта електрона, синтеза АТП и б-оксидација масне киселине.

Лизосоми су такође дискретни органели и одговорни су за складиштење хидролизних ензима који помажу реапсорпцију протеина, уништавају бактерије и разградњу цитоплазматских органела.

Микротела (пероксисоми) учествују у оксидативним реакцијама. Ове структуре имају ензим каталазе који помажу претварање водоник пероксида - токсичног метаболизма - у супстанце безопасне за ћелију: воду и кисеоник. У тим тијелима долази до б-оксидације масних киселина.

У случају биљака постоје и друге органеле зване пластос. Оне обављају на десетине функција у биљној ћелији, а најистакнутији су хлоропласти где се одвија фотосинтеза.

Неемембрански органели

Ћелија такође има структуре које нису омеђене биолошким мембранама. Укључују компоненте цитоскелета, које укључују микротубуле, интермедијарне филаменте и актинске микрофиламенте.

Актински филаменти се састоје од глобуларних молекула и флексибилних су ланаца, док су средњи филаменти отпорнији и састоје се од различитих протеина. Ови протеини су одговорни за обезбеђивање влачне чврстоће и дају ћелијској снази.

Центриоле су структурни двојац у облику цилиндра и такође су немемранске органеле. Смјештени су у центросомима или организираним центрима микротубула. Ове структуре стварају базална тела цилија.

Коначно, постоје рибосоми, структуре сачињене од протеина и рибосомалне РНА које учествују у процесу превођења (синтеза протеина). Могу бити слободни у цитосолу или усидрени на груби ендоплазматски ретикулум.

Међутим, неколико аутора не сматра да би рибосоме требало класификовати као органеле.

Укључења

Инклузије су компоненте цитоплазме које не одговарају органелама и у већини случајева нису окружене липидним мембранама.

Ова категорија укључује велики број хетерогених структура, попут пигментних гранула, кристала, масти, гликогена и неких отпадних материја.

Ова тела могу се окружити ензимима који учествују у синтези макромолекула из супстанце присутне у инклузији. На пример, гликоген понекад може бити окружен ензимима као што су гликоген синтеза или гликоген фосфорилаза.

Укључивања су честа у ћелијама јетре и ћелијама мишића. На исти начин, коса и кожна инклузија имају пигментне грануле које им дају карактеристично обојење ових структура.

Својства цитоплазме

Колоид је

Хемијски је цитоплазма колоидни облик, па има карактеристике раствора и суспензије истовремено. Састоји се од молекула мале молекуларне тежине, попут соли и глукозе, као и од молекула веће масе као што су протеини.

Колоидни систем може се дефинисати као мешавина честица пречника између 1 / 1,000,000 до 1 / 10,000 диспергованих у течном медијуму. Сва ћелијска протоплазма, која укључује и цитоплазму и нуклеоплазму, је колоидни раствор, пошто дисперговани протеини показују све карактеристике ових система.

Протеини су у стању да формирају стабилне колоидне системе, пошто се у раствору понашају као наелектрисани јони и делују у складу са својим наелектрисањем, а друго, способни су да привлаче молекуле воде. Као и сви колоиди, он има својство одржавања суспендованог стања, које ћелијама даје стабилност.

Изглед цитоплазме је замућен, јер су молекули који га чине велики и рефрактивни светлост, ова појава се назива Тиндаллов ефекат.

С друге стране, Бровново кретање честица повећава сусрет честица, фаворизујући ензимске реакције у ћелијској цитоплазми.

Тиксотропна својства

Цитоплазма показује тиксотропна својства, као и неке не-њутонске течности и псеудопластика. Тиксотропија се односи на промене вискозности током времена: када се течност подвргне стресу, њен вискозитет се смањује.

Тиксотропне супстанце показују стабилност у стању мировања и, када су поремећене, добијају флуидност. У свакодневном окружењу смо у контакту са овим врстама материјала, као што су парадајз сос и јогурт.

Цитоплазма се понаша попут хидрогела

Хидрогел је природна или синтетичка супстанца која може или не мора бити порозна и има способност да апсорбује велике количине воде. Његова проширеност зависи од фактора као што су осмоларност медијума, јонска јачина и температура.

Цитоплазма има карактеристике хидрогела, јер може да апсорбује значајне количине воде, а запремина варира у зависности од спољашњости. Ова својства су потврђена у цитоплазми сисара.

Циклозни покрети

Цитоплазматска матрица је способна да прави покрете који стварају цитоплазматску струју или ток. Ово кретање се генерално примећује у течнијој фази цитосола и узрок је измештања ћелијских делова као што су пинозоми, фагосоми, лизосоми, митохондрији, центриоле, између осталог.

Овај феномен је примећен код већине животињских и биљних ћелија. Кретање амебоида протозоја, леукоцита, епителних ћелија и других структура зависи од кретања циклозе у цитоплазми.

Фазе цитосола

Вискозност ове матрице варира у зависности од концентрације молекула у ћелији. Захваљујући својој колоидној природи, у цитоплазми се могу разликовати две фазе или стања: солна фаза и гел фаза. Први подсећа на течност, док је други сличан чврстој супстанци захваљујући већој концентрацији макромолекула.

На пример, у припреми желатине можемо разликовати оба стања. У солној фази честице се могу слободно кретати у води, међутим када се раствор охлади, стврдњава се и постаје врста полутврдог гела.

У стању гела, молекули су способни да се држе заједно помоћу различитих врста хемијских веза, укључујући ХХ, ЦХ или ЦН. Чим се топлота примени у раствор, он ће се вратити у фазу сунца.

Под природним условима, фазна инверзија у овој матрици зависи од разних физиолошких, механичких и биохемијских фактора у ћелијском окружењу.

Референце

1. Албертс, Б., Јохнсон, А., Левис, Ј., Рафф, М., Робертс, К., и Валтер, П. (2008). Молекуларна биологија ћелије. Гарланд Сциенце.
2. Цампбелл, НА, & Рееце, ЈБ (2007). Биологија. Панамерицан Медицал Ед.
3. Фелс, Ј., Орлов, СН и Григорцзик, Р. (2009). Хидрогела природа цитоплазме сисара доприноси осмосензитивном и ванћелијском пХ осећању. Биопхисицал Јоурнал, 96 (10), 4276-4285.
4. Луби-Пхелпс, К., Таилор, ДЛ и Ланни, Ф. (1986). Сондирање структуре цитоплазме. Часопис за ћелијску биологију, 102 (6), 2015-2022.
5. Росс, МХ, и Павлина, В. (2007). Хистологија. Текст и атлас у боји са ћелијском и молекуларном биологијом, 5аед. Панамерицан Медицал Ед.
6. Тортора, ГЈ, Функе, БР, & Цасе, ЦЛ (2007). Увод у микробиологију. Панамерицан Медицал Ед.