Funkcije citoplazme, deli in značilnosti

On citoplazma To je snov, ki jo najdemo v celicah, ki vključuje citoplazemski matrik ali citosol in podcelične predelke. Citosol predstavlja nekaj več kot polovico (približno 55%) celotne prostornine celice in je območje, kjer se pojavita sinteza in razgradnja beljakovin, kar zagotavlja ustrezno sredstvo za izvedbo potrebnih presnovnih reakcij.

Vse komponente prokariotske celice so v citoplazmi, v evkariotih. V evkariontskih celicah preostali volumen celic (45%) zasedajo citoplazemske organele, kot so mitohondriji, gladek in grobi endoplazemski retikulum, jedro, peroksisomi, lizosomi in endosomeri.

[TOC]

Splošne značilnosti

Citoplazma je snov, ki napolni notranjost celic in je razdeljena na dve komponenti: tekoči delež, znan kot citosol ali citoplazemska matrika, in organele, ki so v njej vgrajene - v primeru evkariontske rodovnice.

Citosol je želatinasta matrika citoplazme in je sestavljena iz neizmerne raznolikosti topila, kot so ioni, vmesni presnovki, ogljikovi hidrati, lipidi, beljakovine in ribonukleinske kisline (RNA). Predstavljen je lahko v dveh medsebojnih fazah: faza gela in faza Sol.

Sestavljen je iz koloidne matrice, podobne vodnemu gelu, sestavljenem iz vode - predvsem - in vlaknaste beljakovinske mreže, ki ustreza citoskeletu, vključno z aktinom, mikrotubulami in vmesnimi filamenti, poleg vrste dodatnih beljakovin, ki prispevajo k oblikovanju okvira.

To omrežje, ki ga tvorijo proteinske filamente, se širi po citoplazmi, kar ji daje viskoelastičnost in značilnosti kontraktilnega gela.

Citoskelet je odgovoren za zagotavljanje podpore in stabilnosti za celično arhitekturo. Poleg sodelovanja pri transportu snovi v citoplazmi in prispevanju k gibanju celic, kot pri fagocitozi. V naslednji animaciji si lahko ogledate citoplazmo živalske celice (citoplazma):

Funkcije

Citoplazma je nekakšna molekularna juha, kjer potekajo encimske reakcije, ki so nepogrešljive za vzdrževanje delovanja celic.

To je idealno sredstvo za transport za celične procese dihanja in za reakcije biosinteze, saj molekule na sredini niso solubilizirane in plavajo v citoplazmi, pripravljeni za uporabo.

Poleg tega lahko citoplazma zaradi svoje kemijske sestave deluje kot pufer ali amortiber. Služi tudi kot primerno sredstvo za suspenzijo organelov, ki jih zaščiti - in genetski material, omejen v jedru - nenadnih gibanj in možnih trkov.

Citoplazma prispeva k gibanju hranil in premikov celic, zahvaljujoč nastajanju citoplazemskega toka. Ta pojav je sestavljen v gibanju citoplazme.  

Tokovi citoplazme so še posebej pomembni v velikih rastlinskih celicah in pomagajo pospešiti postopek porazdelitve materiala.

Komponente

Citoplazma, notranji prostor celice

Citoplazma je sestavljena iz citoplazemske matrice ali citosola in organelov, ki so vgrajene v to želatinozno snov. Vsak bo opisan spodaj v globini:

Citosol

Citosol je brezbarvna snov, včasih sivkasta, želatinasta in prosojna, ki se nahaja zunaj organelov. Upošteva se topni del citoplazme.

Vam lahko služi: glut4: značilnosti, struktura, funkcije

Najpogostejša sestavina te matrice je voda, ki tvori med 65 in 80% celotne sestave, razen v kostnih celicah, v ljubezni do zob in semen.

Kar zadeva svojo kemično sestavo, 20% ustreza molekulam beljakovin. Ima več kot 46 elementov, ki jih uporablja celica. Od tega se le 24 šteje za bistveno za življenje.

Med najvidnejšimi elementi lahko omenimo ogljik, vodik, dušik, kisik, fosfor in žveplo.

Podobno je ta matrica bogata z ioni in zadrževanje le -teh povzroča povečanje osmotskega tlaka celice. Ti ioni pomagajo ohranjati optimalno ravnovesje kisline v celičnem okolju.

Raznolikost ionov, ki jih najdemo v citosolu, se razlikuje glede na preučeno celico. Na primer, mišične in živčne celice imajo visoke koncentracije kalija in magnezija, kalcijev ion pa še posebej v krvnih celicah.

Membranske organele

V primeru evkariontskih celic so v citoplazemski matrici vgrajeni različni podcelični predelki. Te lahko razdelimo na membranske in diskretne organele.

Prvi skupini pripadajo endoplazemski retikulumu in Golgijevem aparatu, oba sta membranski sistemi v obliki vreče, ki sta medsebojno povezana. Zaradi tega je težko določiti mejo svoje strukture. Poleg tega imajo ti predelki prostorsko in časovno kontinuiteto s plazemsko membrano.

Endoplazemski retikulum je razdeljen na gladek ali grob, odvisno od prisotnosti ali ne ribosomov. Gladko je odgovoren za presnovo majhnih molekul, ima mehanizme razstrupljanja in sinteze lipidov in steroidov.

V nasprotju s tem je grobi endoplazemski retikulus ribosomi zasidrani na svojo membrano in je predvsem odgovoren za sintezo beljakovin, ki jo bo izločila celica.

Aparat Golgi je niz disko vreč in sodeluje v membranah in sintezi beljakovin. Poleg tega ima encimske stroje, potrebne za spremembe beljakovin in lipidov, vključno z glikozilacijo. Sodelujte tudi pri shranjevanju in distribuciji lizosomov in peroksisomov.

Diskretne organe

Drugo skupino sestavljajo znotrajcelične organele, ki so diskretne, njihove meje pa jasno opazijo prisotnost membran.

Iz drugih organelov so izolirani z strukturnega in fizičnega vidika, čeprav lahko obstajajo interakcije z drugimi predelki, na primer mitohondriji lahko komunicirajo z membranskimi organeli.

V tej skupini so mitohondriji, organele, ki imajo encime, potrebne za izvajanje nepogrešljivih presnovnih poti, kot so cikel citronske kisline, transportna veriga elektronov, sinteza ATP in B-oksidacija maščobnih kislin.

Lizosomi so tudi diskretni organeli in so odgovorni za shranjevanje hidrolitskih encimov, ki pomagajo reabsorpciji beljakovin, uničiti bakterije in razgradnjo citoplazemskih organelov.

Sodelovanje mikrokana (peroksisomi) so oksidativne reakcije. Te strukture imajo encim Catlase, ki pomaga pretvoriti vodikov peroksid - toksični metabolizem - v neškodljivi snovi za celico: voda in kisik. V teh telesih se pojavi B-oksidacija maščobnih kislin.

Vam lahko služi: kaj je plazmogamija?

V primeru rastlin obstajajo tudi druge organele, imenovane plastika. Te opravljajo na desetine funkcij v rastlinski celici in najbolj izstopajoči so kloroplasti, kjer se pojavlja fotosinteza.

Ne -membranske organele

Celica ima tudi strukture, ki jih biološke membrane ne omejujejo. Med njimi vključujejo komponente citoskeleta, ki vključujejo mikrotubule, intermende in aktinske mikrofilamente.

Aktinske nitke so sestavljene iz krogličnih molekul in so fleksibilne verige, vmesne filamente pa so bolj odporne in so sestavljene iz različnih beljakovin. Ti beljakovine so odgovorni za zagotavljanje oprijemanja in dajejo trdnost celice.

Centriolos je strukturni duet v obliki valja in so tudi ne -membranske organele. Nahajajo se v organiziranih korteomih ali središču mikrotubul. Te strukture povzročajo bazalna telesa cilije.

Končno obstajajo ribosomi, strukture, ki jih tvorijo beljakovine in ribosomalne RNA, ki sodelujejo v procesu prevajanja (sinteza beljakovin). V citosolu so lahko svobodni ali so zasidrani na grobi endoplazemski retikulu.

Vendar več avtorjev ne meni, da je treba ribosome razvrstiti kot organele sami.

Vključitve

Vključki so sestavni deli citoplazme, ki ne ustrezajo organelom in v večini primerov niso obkroženi z lipidnimi membranami.

Ta kategorija vključuje veliko število heterogenih struktur, kot so pigmenti, kristali, maščoba, glikogen in nekaj odpadnih snovi.

Ta telesa so lahko obdana z encimi, ki sodelujejo pri sintezi makromolekul iz snovi, ki je prisotna v vključitvi. Na primer, včasih lahko glikogen obkrožimo z encimi, kot sta sinteza ali glikogen glikogen fosforilaza.

Vključki so pogosti v jetrnih in mišičnih celicah. Na enak način imajo vključitve las in kože pigmente, ki jim dajejo značilno obarvanost teh struktur.

Lastnosti citoplazme

Je koloid

Kemično je citoplazma koloid, zato ima značilnosti raztopine in suspenzijo hkrati. Sestavljen je iz molekul z nizko molekulsko maso, kot so soli in glukoza, in tudi molekule večje mase, kot so beljakovine.

Koloidni sistem lahko definiramo kot mešanico delcev premera med 1/1.000.000 do 1/10.000 raztresenih v tekočem mediju. Celotna celična protoplazma, ki vključuje tako citoplazmo kot nukleoplazmo, je koloidna raztopina, saj razpršeni proteini imajo vse značilnosti teh sistemov.

Beljakovine lahko tvorijo stabilne koloidne sisteme, saj se obnašajo kot ioni, naloženi v raztopino in delujejo glede na svoje obremenitve, in drugič, lahko pritegnejo molekule vode. Kot vsak koloid ima lastnost ohranjanja tega stanja suspenzije, kar daje stabilnosti celicam.

Videz citoplazme je musel, ker so molekule, ki ga sestavljajo.

Po drugi strani pa Brownovo gibanje delcev poveča srečanje delcev in daje prednost encimskim reakcijam v celični citoplazmi.

Tiksotropne lastnosti

Citoplazma ima tiotropne lastnosti, pa tudi nekatere ne -Newtonske in psevdoplastične tekočine. Tiksotropija se sčasoma nanaša na spremembe viskoznosti: Ko je tekočina podvržena prizadevanju, se njegova viskoznost zmanjša.

Vam lahko služi: enterociti

Tiksotropne snovi imajo stabilnost v stanju počitka in zaradi motečega pretočnosti pridobivanja. V dnevnem okolju smo v stiku s to vrsto materialov, kot sta paradižnikova omaka in jogurt.

Citoplazma se obnaša kot hidrogel

Hidrogel je naravna ali sintetična snov, ki je lahko porozna ali ne in ima sposobnost absorbiranja velikih količin vode. Njegova razširitvena sposobnost je odvisna od dejavnikov, kot so osmolarnost okolja, ionska sila in temperatura.

Citoplazma ima značilnost hidrogela, saj lahko absorbira pomembne količine vode, prostornina pa se razlikuje v odzivu v tujini. Te lastnosti so bile podkrepljene pri citoplazmi sesalcev.

Gibi cikla

Citoplazemska matrica je sposobna narediti gibe, ki ustvarjajo citoplazemski tok ali tok. To gibanje na splošno opazimo v najbolj tekoči fazi citosola in je vzrok premika celičnih oddelkov, kot so pinosomi, fag.

Ta pojav smo opazili v večini živalskih in rastlinskih celic. Predstavljeni gibi Ameboid.

Faze citosola

Viskoznost te matrice se razlikuje glede na koncentracijo molekul v celici. Zahvaljujoč svoji koloidni naravi lahko v citoplazmi ločite dve fazi ali stanja: sončna faza in faza gela. Prvi spominja na tekočino, druga pa je podobna trdni s zahvaljujoč večji koncentraciji makromolekul.

Na primer, pri pripravi želatine lahko ločimo obe državi. V sončni fazi se delce lahko prosto premikate v vodi, vendar ko se raztopina ohladi, se strdi in postane nekakšen pol -solidni gel.

V stanju gela so molekule sposobne držati skupaj z različnimi vrstami kemijskih povezav, vključno s H-H, C-H ali C-N. V trenutku, ko se na raztopino nanese toplota, se bo vrnila v sončno fazo.

V naravnih pogojih so naložbene faze v to matrico odvisno od različnih fizioloških, mehanskih in biokemičnih dejavnikov v celičnem okolju.

Reference

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, k., & Walter, str. (2008). Biologija celične molekularne. Garland Science.
2. Campbell, n. Do., & Reece, J. B. (2007). biologija. Ed. Pan -american Medical.
3. Fels, j., Orlov, s. N., & Grygorczyk, r. (2009). Hidrogelna narava citoplazme sesalcev prispeva k osmosenziranju in zunajceličnem zaznavanju pH. Biophysical Journal, 96(10), 4276-4285.
4. Luby-Phelps, k., Taylor, d. L., & Lanni, f. (1986). Sondiranje strukture citoplazme. Časopis za celično biologijo, 102(6), 2015–2022.
5. Ross, m. H., & Pawlina, w. (2007). Histologija. Besedilna in atlaska barva s celično in molekularno biologijo, 5Aed. Ed. Pan -american Medical.
6. Tortora, g. J., Funke, b. R., & Case, c. L. (2007). Uvod v mikrobiologijo. Ed. Pan -american Medical.