Функције, делови и карактеристике цитоплазме



Тхе цитоплазма је супстанца која се налази унутар ћелија, која укључује цитоплазматску матрицу (или цитосол) и субћелијске одјељке. Цитосол чини нешто више од половине (отприлике 55%) укупне запремине ћелије и представља област где се дешава синтеза и деградација протеина, пружајући адекватна средства за спровођење неопходних метаболичких реакција..

Све компоненте прокариотске ћелије налазе се у цитоплазми, док код еукариота постоје друге поделе, као што је нуклеус. У еукариотским ћелијама, преостали волумен ћелија (45%) заузимају цитоплазматске органеле, као што су митохондрији, глатки и груби ендоплазматски ретикулум, нуклеус, пероксизоми, лизосоми и ендосоми..

Индек

  • 1 Опште карактеристике
  • 2 Цомпонентс
    • 2.1 Цитосол
    • 2.2 Мембранске органеле
    • 2.3 Дискретне органеле
    • 2.4 Не-мембранске органеле
    • 2.5 Инклузије
  • 3 Својства цитоплазме
    • 3.1 То је колоид
    • 3.2 Тиксотропна својства
    • 3.3 Цитоплазма се понаша као хидрогел
    • 3.4 Циклични покрет
  • 4 Фазе цитосола
  • 5 Функције
  • 6 Референце

Опште карактеристике

Цитоплазма је супстанца која испуњава унутрашњост ћелија и подељена је на две компоненте: течну фракцију познату као цитосол или цитоплазматски матрикс и органеле који су уграђени у њу - у случају еукариотске линије.

Цитосол је желатинозни матрикс цитоплазме и састоји се од огромне разноликости растворених материја, као што су јони, интермедијерни метаболити, угљени хидрати, липиди, протеини и рибонуклеинске киселине (РНА). Може се појавити у двије интерконвертибилне фазе: фаза гела и фаза сунца.

Састоји се од колоидне матрице сличне воденом гелу састављеном од воде - углавном - и мреже влакнастих протеина који одговарају цитоскелету, укључујући актин, микротубуле и интермедијерне филаменте, као и низ помоћних протеина који доприносе формирању латтице.

Ова мрежа формирана од протеинских влакана дифундира кроз цитоплазму, дајући јој особине вискоеластичности и карактеристике контрактилног гела..

Цитоскелет је одговоран за пружање подршке и стабилности целуларној архитектури. Поред учешћа у транспорту супстанци у цитоплазми и доприносу кретању ћелија, као и код фагоцитозе.

Компоненте

Цитоплазма се састоји од цитоплазматске матрице или цитосола и органела који су уграђени у ову желатинозну супстанцу. Следеће, свака ће бити детаљно описана:

Цитосол

Цитосол је безбојна, понекад сивкаста, желатинозна и транслуцентна супстанца која се налази на спољашњој страни органела. Сматра се топљивим делом цитоплазме.

Најзаступљенија компонента ове матрице је вода, која чини између 65 и 80% укупног састава, осим у коштаним ћелијама, глеђи зуба и семена.

Што се тиче његовог хемијског састава, 20% одговара молекулима протеина. Она има више од 46 елемената које користи ћелија. Од њих, само 24 се сматра битним за живот.

Међу најистакнутијим елементима могу се навести угљеник, водоник, азот, кисеоник, фосфор и сумпор.

На исти начин, ова матрица је богата јонима и њихово задржавање производи повећање осмотског притиска ћелије. Ови иони помажу у одржавању оптималне равнотеже киселине и базе у ћелијском окружењу.

Разноликост јона који се налази у цитосолу варира у зависности од типа ћелија које су испитане. На пример, мишићне и нервне ћелије имају високе концентрације калијума и магнезијума, док је калцијумов јон посебно обилан крвним ћелијама..

Мембранске органеле

У случају еукариотских ћелија, у цитоплазматској матрици се налазе различити субцелуларни делови. Они се могу поделити на мембранске и дискретне органеле.

Ендоплазматски ретикулум и Голгијев апарат припадају првој групи, оба од којих су системи мембрана у облику врећице које су међусобно повезане. Због тога је тешко дефинисати границу његове структуре. Осим тога, ови одјељци представљају просторни и временски континуитет плазма мембране.

Ендоплазматски ретикулум је подељен на глатку или грубу, у зависности од присуства или одсуства рибозома. Глатко је одговорно за метаболизам малих молекула, има механизме детоксикације и синтезе липида и стероида.

Насупрот томе, груби ендоплазматски ретикулум има рибозоме усидрене на њеној мембрани и углавном је одговоран за синтезу протеина које ће излучити ћелија..

Голги апарат је скуп дискова у облику дискова и учествује у синтези мембрана и протеина. Поред тога, има ензимску машинерију неопходну за промене у протеинима и липидима, укључујући гликозилацију. Такође учествује у складиштењу и дистрибуцији лизосома и пероксизома.

Дискретне органеле

Друга група се састоји од интрацелуларних органела који су дискретни и њихове границе се јасно уочавају присуством мембрана.

Они су изоловани од других органела са структурне и физичке тачке гледишта, иако могу постојати интеракције са другим деловима, на пример, митохондрије могу да интерагују са мембранским органелама..

У овој групи су митохондрије, органеле које поседују неопходне ензиме за спровођење битних метаболичких путева, као што је циклус лимунске киселине, ланац за пренос електрона, синтеза АТП и б-оксидација масних киселина..

Лизосоми су такође дискретне органеле и одговорни су за складиштење хидролитичких ензима који помажу реапсорпцију протеина, уништавају бактерије и деградацију цитоплазматских органела..

Микроорганизми (пероксисоми) учествују у оксидативним реакцијама. Ове структуре посједују ензим каталазу која помаже претворити водиков пероксид - токсични метаболизам - у твари које су безопасне за станицу: воду и кисик. Б-оксидација масних киселина се јавља у овим организмима.

У случају биљака постоје и друге органеле назване пластиди. Они обављају на десетине функција у биљној ћелији, а најистакнутије су хлоропласти, где се јавља фотосинтеза.

Не-мембранске органеле

Ћелија такође има структуре које нису ограничене биолошким мембранама. Ово укључује цитоскелетне компоненте које укључују микротубуле, интермитентне филаменте и актин микрофиламенте..

Актински филаменти су састављени од глобуларних молекула и флексибилни су ланци, док су интермедијерни филаменти отпорнији и састављени су од различитих протеина. Ови протеини су одговорни за пружање отпорности на вучу и дају снагу ћелији.

Центриоли су структурни дуо у облику цилиндра и такође су не-мембранске органеле. Налазе се у центросомима или у организованим центрима микротубула. Ове структуре доводе до базалних тела цилија.

Коначно, постоје и рибозоми, структуре формиране од протеина и рибосомалне РНК које учествују у процесу превођења (синтеза протеина). Они могу бити слободни у цитосолу или бити везани за груби ендоплазматски ретикулум.

Међутим, неколико аутора не сматра да рибосоме треба класификовати као саме органеле..

Укључивања

Инклузије су компоненте цитоплазме које не одговарају органелима иу већини случајева нису окружене липидним мембранама..

Ова категорија укључује велики број хетерогених структура, као што су грануле пигмената, кристала, масти, гликогена и неких отпадних твари..

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

Инклузије су уобичајене у ћелијама јетре и мишићних ћелија. На исти начин, инклузије косе и коже имају грануле пигмената које им дају карактеристичну боју ових структура..

Својства цитоплазме

То је колоид

Хемијски, цитоплазма је колоид, стога има карактеристике раствора и суспензије истовремено. Састоји се од молекула ниске молекулске масе као што су соли и глукозе, као и молекула веће масе као што су протеини.

Колоидни систем се може 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 дисперзовани протеини показују све карактеристике ових система..

Протеини су у стању да формирају стабилне колоидне системе, пошто се понашају као набијени иони у раствору и интерагују у складу са својим набојем и друго, способни су да привуку молекуле воде. Као и сваки колоид, има својство одржавања овог стања суспензије, што даје стабилност ћелијама.

Појава цитоплазме је мутна, јер су молекули који га чине велики и преламају светлост, овај феномен се назива Тиндалл ефекат.

С друге стране, Бровновски покрет честица повећава сусретање честица, фаворизујући ензимске реакције у ћелијској цитоплазми..

Тиксотропна својства

Цитоплазма показује тиксотропна својства, као и неке не-Невтонске течности и псеудопластике. Тиксотропија се односи на промене вискозности током времена: када је флуид подвргнут напору, вискозност истог се смањује.

Тиксотропне супстанце имају стабилност у стању мировања и, када су поремећене, добијају флуидност. У свакодневном окружењу смо у контакту са овом врстом материјала, као што је сос од парадајза и јогурт.

Цитоплазма се понаша као хидрогел

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

Цитоплазма има карактеристику хидрогела, јер може апсорбовати значајне количине воде и волумен варира као одговор споља. Ова својства су потврђена у цитоплазми сисара.

Покрети циклуса

Цитоплазматска матрица је способна да покреће покрет који ствара струјни или цитоплазматски ток. Ово кретање се обично уочава у најтежој фази цитосола и узрок је померања ћелијских компартмента као што су пиносоми, фагосоми, лизосоми, митохондрије, центиони, између осталог..

Овај феномен је примећен код већине ћелија животиња и биљака. Амебоидна кретања протозоа, леукоцита, епителних ћелија и других структура зависе од кретања цитозе у цитоплазми.

Фазе цитосола

Вискозност ове матрице варира у зависности од концентрације молекула у ћелији. Захваљујући својој колоидној природи, у цитоплазми се могу разликовати двије фазе или стања: фаза сунца и фаза гела. Први је сличан течности, док је други сличан чврстом захваљујући већој концентрацији макромолекула.

На пример, у припреми желатина можемо разликовати оба стања. У фази сунца честице се могу слободно кретати у води, али када се отопина охлади, стврдњава и постаје врста получврстог гела.

У стању гела, молекули могу држати заједно различите типове хемијских веза, укључујући Х-Х, Ц-Х или Ц-Н. У тренутку када се топлота примени на раствор, она ће се вратити на сунчеву фазу.

У природним условима, инверзија фаза у овој матрици зависи од различитих физиолошких, механичких и биохемијских фактора у ћелијској средини.

Функције

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

То је идеално превозно средство за процесе дисања ћелија и реакције биосинтезе, јер се молекули не растварају у медијуму и плутају у цитоплазми, спремни за употребу.

Поред тога, захваљујући свом хемијском саставу, цитоплазма може функционисати као пуфер или пуфер. Такође служи као адекватан медијум за суспензију органела, штитећи их - и генетски материјал ограничен на нуклеус - од изненадних покрета и могућих судара.

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

Струје у цитоплазми су посебно важне у великим биљним ћелијама и помажу убрзавању процеса дистрибуције материјала.

Референце

  1. Албертс, Б., Јохнсон, А., Левис, Ј., Рафф, М., Робертс, К., & Валтер, П. (2008). Молекуларна биологија ћелије. Гарланд Сциенце.
  2. Цампбелл, Н.А., & Рееце, Ј. Б. (2007). Биологи. Ед Панамерицана Медицал.
  3. Фелс, Ј., Орлов, С.Н., & Григорцзик, Р. (2009). Хидрогелна природа цитоплазме сисара доприноси осмосенсинг и екстрацелуларном пХ сензору. Биопхисицал Јоурнал, 96(10), 4276-4285.
  4. Луби-Пхелпс, К., Таилор, Д.Л., & Ланни, Ф. (1986). Испитивање структуре цитоплазме. Тхе Јоурнал оф Целл Биологи, 102(6), 2015-2022.
  5. Росс, М.Х., & Павлина, В. (2007). Хистологија Текст и Атлас боја са ћелијском и молекуларном биологијом, 5аед. Ед Панамерицана Медицал.
  6. Тортора, Г.Ј., Функе, Б.Р., & Цасе, Ц.Л. (2007). Увод у микробиологију. Ед Панамерицана Медицал.