Citoplazmas funkcijas, daļas un raksturojums

The citoplazma ir viela, kas atrodama šūnu iekšienē, kas ietver citoplazmas matricu (vai citozolu) un subcellulāros nodalījumus. Cytosols veido nedaudz vairāk nekā pusi (aptuveni 55%) no šūnas kopējā tilpuma un ir apgabals, kurā notiek proteīnu sintēze un noārdīšanās, nodrošinot pietiekamus līdzekļus nepieciešamo vielmaiņas reakciju veikšanai..

Visas prokariotiskās šūnas sastāvdaļas atrodas citoplazmā, bet eukariotos ir arī citi sadalījumi, piemēram, kodols. Eukariotiskajās šūnās atlikušo šūnu tilpumu (45%) aizņem citoplazmas organeli, piemēram, mitohondriji, gluda un raupja endoplazmatiskā retikulija, kodols, peroksisomi, lizosomi un endosomi..

Indekss

• 1 Vispārīgi raksturlielumi
• 2 Komponenti
  • 2.1 Citosols
  • 2.2. Membrānas organellas
  • 2.3. Diskrētie organeli
  • 2.4. Ne-membrānas organellas
  • 2.5. Iekļaušana
• 3 Citoplazmas īpašības
  • 3.1 Tas ir koloīds
  • 3.2 Tiksotropiskās īpašības
  • 3.3. Citoplazma darbojas kā hidrogels
  • 3.4. Cikliskā kustība
• 4 Citozola fāzes
• 5 Funkcijas
• 6 Atsauces

Vispārīgās īpašības

Citoplazma ir viela, kas aizpilda šūnu iekšpusi un ir sadalīta divās daļās: šķidrā frakcija, kas pazīstama kā citozols vai citoplazmas matrica, un tajā iekļautās organellas - eukariotiskās līnijas gadījumā.

Cytosols ir citoplazmas želatīna matrica, un to veido milzīgs daudzums šķīdinātāju, piemēram, jonu, starpmetabolītu, ogļhidrātu, lipīdu, proteīnu un ribonukleīnskābes (RNS). Tas var notikt divās savstarpēji savienojamās fāzēs: gēla fāzē un saules fāzē.

Tas sastāv no koloidālas matricas, kas ir līdzīga ūdens gāzei, kas sastāv no ūdens - galvenokārt - un šķiedru olbaltumvielu tīkliem, kas atbilst citoskeletam, ieskaitot aktīnu, mikrotubulus un starpšķiedras, kā arī virkni papildproteīnu, kas palīdz veidot režģis.

Šis tīkls, ko veido olbaltumvielu pavedieni, izkliedējas visā citoplazmā, dodot tam īpašības, kas saistītas ar viskozelitāti un kontrakta gēla īpašībām..

Cytoskelets ir atbildīgs par šūnu arhitektūras atbalsta un stabilitātes nodrošināšanu. Papildus tam, ka piedalās vielu transportēšanā citoplazmā un veicina šūnu kustību, tāpat kā fagocitozē..

Sastāvdaļas

Citoplazma sastāv no citoplazmas matricas vai citozola un organelēm, kas ir iestrādātas šajā želatīna vielā. Tālāk katrs no tiem tiks aprakstīts padziļināti:

Citosols

Citozols ir bezkrāsains, reizēm pelēcīgs, želatīns un caurspīdīga viela, kas atrodama organellu ārpusē. To uzskata par citoplazmas šķīstošo daļu.

Visbiežāk sastopamā šīs matricas sastāvdaļa ir ūdens, kas veido 65 līdz 80% no tās kopējā sastāva, izņemot kaulu šūnas, zobu emalju un sēklas.

Saistībā ar ķīmisko sastāvu 20% atbilst olbaltumvielu molekulām. Šūnai ir vairāk nekā 46 elementi. No tiem tikai 24 tiek uzskatīti par būtiskiem dzīvē.

Starp svarīgākajiem elementiem var minēt oglekli, ūdeņradi, slāpekli, skābekli, fosforu un sēru.

Tādā pašā veidā šī matrica ir bagāta ar joniem, un to saglabāšana rada šūnas osmotiskā spiediena pieaugumu. Šie joni palīdz saglabāt optimālu skābes un bāzes līdzsvaru šūnu vidē.

Citosolā konstatēto jonu daudzveidība mainās atkarībā no pētāmā šūnu tipa. Piemēram, muskuļu un nervu šūnām piemīt augsta kālija un magnija koncentrācija, bet kalcija jonu asins šūnās ir īpaši daudz..

Membranozās organellas

Eukariotisko šūnu gadījumā citoplazmatiskajā matricā ir dažādi subcellulārie nodalījumi. Tos var iedalīt membrānās un diskrētās organelēs.

Endoplazmatiskais retikulāts un Golgi iekārta pieder pie pirmās grupas, kas abas ir savstarpēji savienotas somas formas membrānas. Šī iemesla dēļ ir grūti noteikt tās struktūras robežu. Turklāt šiem nodalījumiem ir plazmas membrānas telpiskā un laika nepārtrauktība.

Endoplazmatiskais retikuls ir sadalīts gludā vai raupjā, atkarībā no ribosomu klātbūtnes vai trūkuma. Gluda ir atbildīga par mazo molekulu metabolismu, ir lipīdu un steroīdu detoksikācijas un sintēzes mehānismi.

Turpretī neapstrādāta endoplazmas retikulam ir ribosomas, kas ir piestiprinātas pie tās membrānas un galvenokārt ir atbildīgas par proteīnu sintēzi, kas izdalās šūnā..

Golgi aparāts ir disku komplekts disku veidā un piedalās membrānu un proteīnu sintēzes procesā. Turklāt tam ir fermentatīvas iekārtas, kas nepieciešamas, lai veiktu izmaiņas proteīnos un lipīdos, tostarp glikozilācijā. Tā piedalās arī lizosomu un peroksisomu uzglabāšanā un izplatīšanā.

Diskrētie organeleji

Otrā grupa sastāv no intracelulārajām organelēm, kas ir diskrētas un to robežas ir skaidri novērotas ar membrānu klātbūtni.

No strukturālā un fiziskā viedokļa tās ir izolētas no citiem organelliem, lai gan var būt mijiedarbība ar citiem nodalījumiem, piemēram, mitohondriji var mijiedarboties ar membrānu organellām..

Šajā grupā ir mitohondriji, organellas, kurām ir nepieciešamie fermenti, lai veiktu būtiskus vielmaiņas ceļus, piemēram, citronskābes cikls, elektronu transportēšanas ķēde, ATP sintēze un taukskābju b-oksidācija..

Lizosomas ir arī diskrētas organelas un ir atbildīgas par hidrolītisko enzīmu uzglabāšanu, kas palīdz proteīnu reabsorbcijā, iznīcina baktērijas un citoplazmas organelu degradāciju..

Mikroorganismi (peroksisomi) piedalās oksidatīvajās reakcijās. Šīm struktūrām piemīt katalāze, kas palīdz pārveidot ūdeņraža peroksīdu - toksisku metabolismu - uz šūnai nekaitīgām vielām: ūdeni un skābekli. Šajos organismos notiek taukskābju B oksidēšana.

Augu gadījumā ir arī citi organiķi, ko sauc par plastīdiem. Tās veic desmitiem funkciju augu šūnā un izcilākās ir hloroplastas, kurās notiek fotosintēze.

Ne-membrānas organellas

Šūnai ir arī struktūras, kas nav saistītas ar bioloģiskām membrānām. Tie ietver citoskeletālos komponentus, kas ietver mikrotubulas, neregulārus pavedienus un aktīn mikrofilamentus..

Aktīna pavedieni sastāv no globulārajām molekulām un ir elastīgas ķēdes, bet starpšķiedras ir izturīgākas un sastāv no dažādiem proteīniem. Šie proteīni ir atbildīgi par izturības nodrošināšanu pret vilcieniem un dod spēku šūnai.

Centrioli ir strukturāls duets cilindra formā un arī nav membrānas organellas. Tās atrodas centrosomās vai organizētos mikrotubulu centros. Šīs struktūras rada blakusdobumu pamatnes.

Visbeidzot, ir ribosomas, struktūras, ko veido proteīni un ribosomu RNS, kas piedalās translācijas procesā (proteīnu sintēze). Tie var būt brīvi citozolā vai arī ir nostiprināti pie raupja endoplazmas retikulāta.

Tomēr vairāki autori neuzskata, ka ribosomas būtu jāklasificē kā pašas organellas..

Iekļaušana

Ieslēgumi ir citoplazmas sastāvdaļas, kas neatbilst organelēm, un vairumā gadījumu tās neatrodas lipīdu membrānās..

Šajā kategorijā ietilpst liels skaits neviendabīgu struktūru, piemēram, pigmentu, kristālu, tauku, glikogēna un dažu atkritumu vielu granulas..

Šos ķermeņus var ieskauj fermenti, kas piedalās makromolekulu sintēzē no vielas, kas atrodas iekļaušanā. Piemēram, dažreiz glikogēnu var ieskauj fermenti, piemēram, glikogēna sintāzes vai glikogēna fosforilāze.

Ieslēgumi ir bieži sastopami aknu šūnās un muskuļu šūnās. Tādā pašā veidā matu un ādas ieslēgumi satur pigmentu granulas, kas tām piešķir šo struktūru raksturīgo krāsu..

Citoplazmas īpašības

Tas ir koloīds

Ķīmiski citoplazma ir koloīds, tāpēc vienlaicīgi ir šķīduma un suspensijas īpašības. To veido molekulas ar zemu molekulmasu, piemēram, sāļus un glikozi, kā arī lielākas masas molekulas, piemēram, olbaltumvielas.

Koloidālu sistēmu var definēt kā daļiņu maisījumu, kuru diametrs ir no 1/1 000 000 līdz 1/10 000, izkliedēts šķidrā vidē. Visa šūnu protoplazma, kas ietver gan citoplazmu, gan nukleoplazmu, ir koloidāls šķīdums, jo izkliedētās olbaltumvielas uzrāda visas šo sistēmu īpašības..

Olbaltumvielas spēj veidot stabilas koloidālas sistēmas, jo tās rīkojas kā uzlādēti jonu šķīdumā un mijiedarbojas saskaņā ar to lādiņiem un, otrkārt, tie spēj piesaistīt ūdens molekulas. Tāpat kā jebkurš koloīds, tam piemīt arī šī suspensijas stāvokļa saglabāšana, kas nodrošina šūnu stabilitāti.

Citoplazmas izskats ir duļķains, jo molekulas, kas to veido, ir lielas un atstaro gaismu, šo fenomenu sauc par Tyndall efektu.

No otras puses, daļiņu skaita pieaugums palielina daļiņu veidošanos, veicinot šūnu citoplazmas enzīmu reakcijas..

Tiksotropiskās īpašības

Citoplazmai piemīt tiksotropiskas īpašības, kā arī daži ne-Ņūtona šķidrumi un pseudoplastika. Tiksotropija attiecas uz viskozitātes izmaiņām laika gaitā: ja šķidrums tiek pakļauts pūlēm, to viskozitāte samazinās.

Tiksotropiskām vielām ir stabilitāte miera stāvoklī un, ja tās tiek traucētas, tās kļūst vieglākas. Ikdienas vidē mēs saskaramies ar šāda veida materiāliem, piemēram, tomātu mērci un jogurtu.

Citoplazma darbojas kā hidrogels

Hidrogels ir dabiska vai sintētiska viela, kas var būt poraina vai nē, un tā spēj absorbēt lielu ūdens daudzumu. Tā paplašināšanas spēja ir atkarīga no tādiem faktoriem kā barotnes osmolaritāte, jonu stiprums un temperatūra.

Citoplazmai piemīt hidrogēla īpašības, jo tā var absorbēt ievērojamu daudzumu ūdens un tilpums mainās atkarībā no ārpuses. Šīs īpašības ir apstiprinātas zīdītāju citoplazmā.

Cikli pārvietojas

Citoplazmatiskā matrica spēj veikt kustības, kas rada strāvu vai citoplazmu. Šo kustību parasti novēro citozola šķidrākajā fāzē, un tas ir cēlonis šūnu nodalījumu, piemēram, pinosomu, fagosomu, lizosomu, mitohondriju, centriolu, pārvietošanai..

Šī parādība ir novērota vairumā dzīvnieku un augu šūnu. Protozoļu, leikocītu, epitēlija šūnu un citu struktūru amoeboīdu kustība ir atkarīga no citozmas kustības citoplazmā..

Citozola fāzes

Šīs matricas viskozitāte mainās atkarībā no molekulu koncentrācijas šūnā. Pateicoties koloidālajai dabai, citoplazmā var izšķirt divas fāzes vai stāvokļus: saules fāzi un gēla fāzi. Pirmais atgādina šķidrumu, bet otrais ir līdzīgs cietajam, pateicoties augstākajai makromolekulu koncentrācijai.

Piemēram, želatīna pagatavošanā mēs varam atšķirt abas valstis. Saules fāzē daļiņas var brīvi pārvietoties ūdenī, tomēr, atdzesējot šķīdumu, tā sacietē un kļūst par daļēji cietu gēlu.

Gēla stāvoklī molekulas spēj kopā uzturēt dažādu veidu ķīmiskās saites, ieskaitot H-H, C-H vai C-N. Pašlaik, kad šķīdumam tiek piemērots siltums, tas atgriezīsies saules fāzē.

Dabiskos apstākļos fāzu inversija šajā matricā ir atkarīga no dažādiem fizioloģiskiem, mehāniskiem un bioķīmiskiem faktoriem šūnu vidē..

Funkcijas

Citoplazma ir sava veida molekulārā zupa, kur notiek fermentu reakcijas, kas ir būtiskas šūnu funkcijas uzturēšanai..

Tas ir ideāls transporta līdzeklis šūnu elpošanas procesos un biosintēzes reakcijās, jo molekulas nesadalās vidē un ir peldošas citoplazmā, gatavas lietošanai.

Turklāt, pateicoties tā ķīmiskajam sastāvam, citoplazma var darboties kā buferis vai buferis. Tas kalpo arī kā piemērots līdzeklis organellu suspensijai, to aizsardzībai un ģenētiskajam materiālam, kas ierobežots ar kodolu - no pēkšņām kustībām un iespējamiem sadursmēm..

Citoplazma veicina uzturvielu un šūnu pārvietošanos, pateicoties citoplazmas plūsmai. Šī parādība sastāv no citoplazmas kustības.  

Virsmas citoplazmā ir īpaši svarīgas lielās augu šūnās un palīdz paātrināt materiālu izplatīšanas procesu.

Atsauces

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., un Walter, P. (2008). Šūnas molekulārā bioloģija. Garland Zinātne.
2. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). Bioloģija. Ed. Panamericana Medical.
3. Fels, J., Orlovs, S. N., un Grygorczyk, R. (2009). Zīdītāju citoplazmas hidrogēlija raksturs veicina osmosensēšanu un ekstracelulāro pH jutību. Biofizikālais žurnāls, 96(10), 4276-4285.
4. Luby-Phelps, K., Taylor, D.L., & Lanni, F. (1986). Testēšana citoplazmas struktūrā. Šūnu bioloģijas žurnāls, 102(6), 2015-2022.
5. Ross, M. H., un Pawlina, W. (2007). Histoloģija Teksts un atlases krāsa ar Cellular and Molecular Biology, 5aed. Ed. Panamericana Medical.
6. Tortora, G. J., Funke, B. R. un Case, C. L. (2007). Ievads mikrobioloģijā. Ed. Panamericana Medical.