Историја протоплазме, опште карактеристике, компоненте, функције

Тхе протоплазма то је живи материјал ћелије. Ова структура је први пут идентификована 1839. године као препознатљива течност зида. Сматра се да је то прозирна, вискозна и растезљива супстанца. Тумачена је као структура без очигледне организације и са бројним органелима.

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

Тренутно, израз протоплазма није широко кориштен. Уместо тога, научници су се радије односили директно на ћелијске компоненте.

Индек

• 1 Хистори
  • 1.1 Протоплазматска теорија
• 2 Опште карактеристике
• 3 Цомпонентс
  • 3.1 Плазма мембрана
  • 3.2 Цитоплазма
  • 3.3 Цитосол
  • 3.4 Цитоскелет
  • 3.5 Органеле
  • 3.6 Нуклеоплазма
• 4 Функције
  • 4.1 Физиолошка својства
• 5 Референце

Хистори

Израз протоплазма приписује се шведском анатому Јан Пуркину 1839. године. Коришћен је као материјал за обуку животињских ембриона.

Међутим, већ 1835. године зоолог Феликс Дујардин описује супстанцу унутар ризопода. Даје назив сарцода и показује да има физичка и хемијска својства.

Касније, 1846. године, немачки ботаничар Хуго вон Мохл поново је увео термин протоплазма да би се позвао на супстанцу која се налази у биљним ћелијама..

Године 1850. ботаничар Фердинанд Цохн уједињује термине, указујући да у биљкама и животињама постоји протоплазма. Истраживач истиче да је у оба организма супстанца која испуњава ћелије слична.

Године 1872, Беале је увео тај израз биопласма. Године 1880. Ханстеин је предложио ту ријеч протопласт, нови термин који се односи на целу ћелију, искључујући ћелијски зид. Овај термин су неки аутори користили за замену ћелије.

Године 1965. Ларди је увео тај термин цитосол, који је затим коришћен да именује течност унутар ћелије.

Протопласмиц тхеори

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

Сматра се да су радови Сцхултзеа полазиште протоплазматске теорије. Ова теорија је подржана предлозима Тхомаса Хуклеиа 1868. године и других научника тог времена.

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

Уз најбоље разумевање ћелијске структуре и функционисања, протоплазматска теорија је изгубила своју валидност.

Опште карактеристике

Протоплазму чине различита органска и неорганска једињења. Најзаступљенија супстанца је вода, која чини готово 70% укупне тежине и функционише као транспортер, растварач, терморегулатор, мазиво и структурни елемент.

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

Међу њима су угљени хидрати, макромолекули састављени од угљеника, водоника и кисеоника, који складиште енергију за ћелију. Користе се у разним метаболичким и структурним функцијама протоплазме.

Постоје и различити типови липида (неутралне масти, холестерол и фосфолипиди) који такође служе као извор енергије за ћелију. Поред тога, они су саставни део мембрана које регулишу различите протоплазматске функције.

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

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

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

Компоненте

Протоплазма се састоји од плазма мембране, цитоплазме и нуклеоплазме. Међутим, данас, захваљујући напретку електронске микроскопије, познато је да је ћелијска структура још компликованија.

Постоји и велики број субцелуларних преграда и структурално веома комплексан целуларни садржај. Поред органела, који су овде укључени као део цитоплазме.

Плазма мембрана

Плазма мембрана или плазмалемма чине приближно 60% протеина и 40% липида. Структурни распоред се објашњава моделом флуидног мозаика. При томе, мембрана представља двослој фосфолипида у које су уграђени протеини.

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

Плазмалемом се не посматра са оптичким микроскопом. Тек је крајем 50-их година двадесетог века њена структура могла бити детаљна.

Цитопласм

Цитоплазма је дефинисана као сав материјал ћелије која се налази унутар плазмалеме, не укључујући нуклеус. Све органеле су укључене у цитоплазму (ћелијске структуре са дефинисаним обликом и функцијом). Такође супстанца у коју су различите ћелијске компоненте уроњене.

Цитосол

Цитосол је флуидна фаза цитоплазме. То је скоро течни гел који чини више од 20% протеина ћелије. Већина њих су ензими.

Цитоскелетон

Цитоскелет представља протеински оквир који формира ћелијски оквир. Формира се микрофиламентима и микротубулама. Микрофиламенти се углавном састоје од актина, иако постоје и други протеини.

Ови филаменти имају различит хемијски састав у различитим типовима ћелија. Микротубуле су тубуларне структуре формиране у основи тубулина.

Органеле

Органеле су ћелијске структуре које испуњавају одређену функцију. Свака је ограничена мембранама. Неке органеле имају само једну мембрану (вакуоле, дицтиосомес), док су друге ограничене са две мембране (митохондрији, хлоропласти)..

Мембране органела имају исту структуру као и плазмалемма. Они су тањи и њихов хемијски састав је различит према функцији коју испуњавају.

Унутар органела јављају се различите хемијске реакције које катализују специфични ензими. С друге стране, они се могу кретати у воденој фази цитоплазме.

У органелама постоје различите реакције које су од великог значаја за функционисање ћелије. У њима се јавља секреција супстанци, фотосинтеза и аеробна респирација

Нуклеоплазма

Језгро је ћелијска органела која садржи генетичку информацију о ћелији. У истим процесима дешавања ћелија.

Препознају се три компоненте језгра: нуклеарна овојница, нуклеоплазма и језгра. Нуклеарна овојница раздваја нуклеус од цитоплазме и формира се са две мембране. 

Нуклеоплазма је унутрашња супстанца која је интерно ограничена нуклеарном овојницом. То је водена фаза која садржи велики број протеина. Углавном су то ензими који регулишу метаболизам нуклеинских киселина.

Хроматин (ДНК у својој дисперзованој фази) се налази у нуклеоплазми. Поред тога, представљен је и нуклеолус, који је структура формирана од протеина и РНК.

Функције

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 околине која га окружује. Липиди спречавају пролаз хидрофилних супстанци. Протеини контролишу супстанце које могу прећи мембрану, регулишући улаз и излаз исте у ћелију.

У цитосолу се појављује неколико хемијских реакција, као што је гликолиза. Овај интервенише директно у модификацијама ћелијске вискозности, кретања амебоида и циклуса. Исто тако, има велики значај у формирању митотског вретена за време деобе ћелија.

У цитоскелету, микрофиламенти су повезани са контракцијом ћелија и кретањем. Док микротубуле интервенишу у транспорту ћелија и доприносе обликовању ћелије. Они такође учествују у формирању центриола, цилија и флагела.

Интрацелуларни транспорт, као и трансформација, слагање и секреција супстанци је одговорност ендоплазматског ретикулума и диктиозома..

Процеси трансформације и акумулације енергије јављају се у фотосинтетским организмима који имају хлоропласте. Добијање АТП преко ћелијске респирације се јавља у митохондријима.

Физиолошке особине

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

Сви метаболички процеси ћелије јављају се у протоплазми. Неки процеси су анаболички и повезани су са синтезом протоплазме. Други су катаболички и интервенишу у њиховој дезинтеграцији. Метаболизам обухвата процесе као што су варење, дисање, апсорпција и екскреција.

Сви процеси повезани са размножавањем путем ћелијске деобе, као и кодирање за синтезу протеина потребних у свим ћелијским реакцијама јављају се у језгру ћелије, садржане унутар протоплазме..

Раздражљивост је одговор протоплазме на спољашњи стимуланс. Ово је у стању да покрене физиолошки одговор који омогућава ћелији да се прилагоди околини која га окружује.

Референце

1. Лиу Д (2017) Ћелија и протоплазма као контејнер, објекат 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) Цитологија и хистологија биљака и животиња. Биологија животињских и биљних ћелија и ткива. Друго издање. МцГрав Хилл-Интерамерицана оф Спаин. Мадрид, Шпанија 960 п.
3. Велцх ГР и Ј Цлегг (2010) Од протоплазматске теорије до биологије станичних система: рефлексија од 150 година. Ам., Ј. Пхисиол. Целл Пхисиол. 298: 1280-1290.
4. Велцх ГР и Ј Цлегг (2012) Целл версус протопласм: ревизионистичка историја. Целл Биол., 36: 643-647.