ПРОТОПЛАЗМА: ИСТОРИЈА, КАРАКТЕРИСТИКЕ, КОМПОНЕНТЕ, ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Протоплазма је живи ћелијски материјал. Ова структура је први пут идентификована 1839. године као раздвојљива течност из зида. Сматрало се да је провидна, вискозна и проширива супстанца. Интерпретирана је као структура без видљиве организације и са бројним органелама.

Сматра се да је протоплазма цео део ћелије који се налази унутар плазма мембране. Међутим, неки аутори су у протоплазму укључили ћелијску мембрану, језгро и цитоплазму.

Животињска еукариотска ћелија. Извор: Аутор Никол валентина ромеро руиз, са Викимедиа Цоммонс

Тренутно се израз протоплазма не користи широко. Уместо тога, научници су радије упућивали директно на ћелијске компоненте.

Историја

Израз протоплазма приписује се шведском анатому Јану Пуркинеу 1839. године. Коришћен је за означавање формативног материјала животињских ембриона.

Међутим, већ 1835. зоолог Фелик Дујардин описао је супстанцу у ризоподима. Даје му име сарцода и указује да има физичка и хемијска својства.

Касније, 1846. године, немачки ботаничар Хуго вон Мохл поново је увео термин протоплазме да би се односио на супстанцу која је присутна у биљним ћелијама.

1850. ботаничар Фердинанд Цохн објединио је појмове, указујући да и биљке и животиње имају протоплазму. Истраживач истиче да је у оба организма супстанца која испуњава ћелије слична.

Године 1872. Беале је увео термин биоплазма. 1880. године Ханстеин је предложио реч протопласт, нови израз који се односи на целокупну ћелију, искључујући ћелијски зид. Неки аутори су тај израз користили за замену ћелије.

1965. Ларди је увео термин цитосол, који је касније коришћен за именовање течности унутар ћелије.

Протоплазматска теорија

Анатомиста Мак Сцхултзе предложио је крајем 19. века да је основна основа живота протоплазма. Сцхултзе је сугерисао да је протоплазма супстанца која регулише виталне активности ткива у живим бићима.

Сцхултзеова дела сматрају се полазном тачком протоплазмичке теорије. Ову теорију су подржали и предлози Тхомаса Хуклеија из 1868. и других научника тог времена.

Протоплазматска теорија навела је да је протоплазма физичка основа живота. На такав начин да би нам истраживање ове супстанце омогућило разумевање функционисања живих бића, укључујући механизме наслеђивања.

Са бољим разумевањем ћелијске функције и структуре, протоплазматска теорија изгубила је на важности.

Опште карактеристике

Протоплазму чине различита органска и неорганска једињења. Најобилнија супстанца је вода која чини скоро 70% његове укупне тежине и делује као носилац, растварач, терморегулатор, мазиво и структурни елемент.

Поред тога, 26% протоплазме чине углавном органске макромолекуле. То су велики молекули формирани полимеризацијом мањих подјединица.

Међу њима налазимо угљене хидрате, макромолекуле састављене од угљеника, водоника и кисеоника, који складиште енергију за ћелију. Користе се у различитим метаболичким и структурним функцијама протоплазме.

Исто тако, постоје различите врсте липида (неутралне масти, холестерол и фосфолипиди) који такође служе као извор енергије за ћелију. Уз то, они су саставни дио мембране који регулишу различите протоплазматске функције.

Протеини чине скоро 15% састава протоплазме. Међу њима имамо структурне протеине. Ови протеини формирају протоплазматски оквир, доприносећи његовој организацији и ћелијском транспорту.

Остали протеини присутни у протоплазми су ензими. Они дјелују као катализатори (супстанце које модификују брзину хемијске реакције) свих метаболичких процеса.

Исто тако, присутни су разни неоргански јони који одговарају само 1% његовог састава (калијум, магнезијум, фосфор, сумпор, натријум и хлор). Оне доприносе одржавању пХ протоплазме.

Компоненте

Протоплазму чине плазма мембрана, цитоплазма и нуклеоплазма. Међутим, данас се захваљујући напретку електронске микроскопије зна да је ћелијска структура још сложенија.

Поред тога, постоји велики број субцелијских преграда и структурно врло сложених ћелијских садржаја. Поред органела, које су овде укључене као део цитоплазме.

Плазма мембране

Плазма мембрана или плазмалемма састоји се од отприлике 60% протеина и 40% липида. Његов структурални распоред је објашњен моделом флуидног мозаика. При томе, мембрана представља фосфолипидни двослојни где су протеини уграђени.

Сматра се да све ћелијске мембране имају исту структуру. Међутим, плазмалемма је најдебља мембрана ћелије.

Плазмалемма се не може видети светлосним микроскопом. Тек је касних 50-их година 20. века његова структура могла бити детаљнија.

Цитоплазма

Цитоплазма је дефинисана као сав ћелијски материјал који се налази унутар плазмалемме, не укључује језгро. Цитоплазма укључује све органеле (ћелијске структуре са дефинисаним обликом и функцијом). Исто тако и супстанца у коју су уроњене различите ћелијске компоненте.

Цитосол

Цитоскелет чини протеински оквир који чини ћелијски оквир. Сачињавају га микрофиламенти и микротубуле. Микрофиламенти су направљени првенствено од актина, мада постоје и други протеини.

Ови филаменти имају различит хемијски састав у различитим врстама ћелија. Микротубули су цевасте структуре у основи направљене од тубулина.

Органеле

Језгро је ћелијска органела која садржи генетске информације ћелије. У њему се дешавају процеси деобе ћелије.

Препознају се три компоненте језгре: нуклеарна овојница, нуклеоплазма и нуклеолус. Нуклеарна овојница одваја језгро од цитоплазме и састоји се од две мембранске јединице.

Нуклеоплазма је унутрашња супстанца која је унутар нуклеарне овојнице омеђена. Он чини водену фазу која садржи велики број протеина. Углавном су то ензими који регулишу метаболизам нуклеинских киселина.

Хроматин (ДНК у диспергованој фази) налази се у нуклеоплазми. Поред тога, представљен је и нуклеолус, који је структура коју формирају протеини и РНА.

Карактеристике

Сви процеси који се одвијају у ћелији повезани су са протоплазмом, кроз њене различите компоненте.

Плазма мембрана је селективна структурна баријера која контролише однос између ћелије и окружења које је окружује. Липиди спречавају пролазак хидрофилних супстанци. Протеини контролирају супстанце које могу прећи мембрану, регулишући њихов улазак и излазак у ћелију.

У цитосолу се јављају различите хемијске реакције, попут гликолизе. Ово је директно укључено у промене виске ћелије, кретање амебоида и циклозу. Исто тако, од великог је значаја за стварање митотичког вретена током деобе ћелија.

У цитоскелету су микрофиламенти повезани са кретањем и контракцијом ћелије. Док су микротубуле укључене у транспорт ћелије и помажу у обликовању ћелије. Такође учествују у формирању центриола, цилија и флагела.

Интрацелуларни транспорт, као и трансформација, скупљање и излучивање супстанци, одговорност је ендоплазматског ретикулума и диктиозома.

Процеси трансформације и акумулације енергије одвијају се у фотосинтетским организмима који имају хлоропласте. Добијање АТП-а ћелијским дисањем јавља се у митохондријама.

Физиолошка својства

Описана су три физиолошка својства повезана са протоплазмом. То су метаболизам, репродукција и раздражљивост.

У протоплазми се дешавају сви метаболички процеси ћелије. Неки процеси су анаболички и повезани су са синтезом протоплазме. Други су катаболички и укључени су у њен распад. Метаболизам укључује процесе попут варења, дисања, апсорпције и излучивања.

Сви процеси повезани са репродукцијом дељењем ћелије, као и кодирање за синтезу протеина потребних у свим ћелијским реакцијама, одвијају се у језгру ћелије, који се налази у протоплазми.

Раздражљивост је одговор протоплазме на спољашњи подражај. Ово је у стању да покрене физиолошки одговор који ћелији омогућава да се прилагоди окружењу које га окружује.

Референце

1. Лиу Д (2017) Ћелија и протоплазма као контејнер, предмет и супстанца: 1835-1861. Часопис за историју биологије 50: 889-925.
2. Паниагуа Р, М Нистал, П Сесма, М Алварез-Уриа, Б Фраиле, Р Анадон, ФЈ Саез и М Мигуел (1997) биљна и животињска цитологија и хистологија. Биологија животињских и биљних ћелија и ткива. Друго издање. МцГрав Хилл-Интерамерицана из Шпаније. Мадрид, Шпанија. 960 п.
3. Велцх ГР и Ј Цлегг (2010) Од протоплазматске теорије до биологије ћелијских система: 150-годишња рефлексија. Ам. Ј. Пхисиол. Целл Пхисиол. 298: 1280-1290.
4. Велцх ГР и Ј Цлегг (2012) Ћелија према протоплазми: ревизионистичка историја. Ћелијски биол Инт. 36: 643-647.