Protoplazmas vēsture, vispārīgās īpašības, komponenti, funkcijas



The protoplazma tas ir šūnas dzīvais materiāls. Šī struktūra pirmo reizi tika identificēta 1839. gadā kā sienas atšķirīgs šķidrums. To uzskatīja par caurspīdīgu, viskozu un paplašināmu vielu. Tā tika interpretēta kā struktūra bez acīmredzamas organizācijas un ar daudzām organelēm.

Tiek uzskatīts, ka protoplazma ir visa šūnas daļa, kas atrodas plazmas membrānas iekšpusē. Tomēr daži autori ir iekļāvuši šūnu membrānu, kodolu un citoplazmu.

Pašlaik termins "protoplazma" netiek plaši izmantots. Tā vietā zinātnieki vēlējās tieši atsaukties uz šūnu komponentiem.

Indekss

  • 1 Vēsture
    • 1.1 Protoplazmas teorija
  • 2 Vispārīgi raksturlielumi
  • 3 Komponenti
    • 3.1 Plazmas membrāna
    • 3.2. Citoplazma
    • 3.3. Citosols
    • 3.4. Cytoskelets
    • 3.5 Organelles
    • 3.6
  • 4 Funkcijas
    • 4.1 Fizioloģiskās īpašības
  • 5 Atsauces

Vēsture

Terminu protoplazma 1839. gadā attiecina uz zviedru anatomistu Jan Purkyne. To izmantoja, lai atsauktos uz dzīvnieku embriju mācību materiālu..

Tomēr jau 1835. gadā zoologs Fēliks Dujardins apraksta vielu rhizopodos. Tas dod vārdu sarkcoda un norāda, ka tam ir fizikālās un ķīmiskās īpašības.

Vēlāk, 1846. gadā vācu botānists Hugo fon Mohls atkārtoti ieviesa terminu protoplazma, lai atsauktos uz vielu, kas atrodas augu šūnās.

1850. gadā botānists Ferdinands Cohns apvieno noteikumus, norādot, ka gan augos, gan dzīvniekos ir protoplazma. Pētnieks norāda, ka abos organismos viela, kas aizpilda šūnas, ir līdzīga.

1872. gadā Beale ieviesa šo terminu bioplazma. 1880. gadā Hanšteins ierosināja šo vārdu protoplastu, jauns termins, kas attiecas uz visu šūnu, izņemot šūnu sienu. Daži autori šo terminu izmantoja, lai aizstātu šūnu.

1965. gadā Lardy ieviesa šo terminu citozols, kas tika izmantots šķidruma nosaukšanai šūnā.

Protoplazmas teorija

19. gadsimta beigās ierosināja anatomistu Maxu Šulzi, ka dzīves pamatprincips ir protoplazma. Schultze ierosināja, ka protoplazma ir viela, kas regulē dzīvo būtņu svarīgāko darbību.

Tiek uzskatīts, ka Schultze darbi ir protoplazmatiskās teorijas sākumpunkts. Šo teoriju atbalstīja Thomas Huxley priekšlikumi 1868. gadā un citi šī laika zinātnieki.

Protoplazmas teorija norādīja, ka protoplazma bija dzīves fiziskais pamats. Tā, ka šīs vielas izpēte ļautu izprast dzīvo būtņu darbību, tostarp mantojuma mehānismus.

Ar labāko izpratni par šūnu struktūru un darbību protoplazmatiskā teorija ir zaudējusi savu derīgumu.

Vispārīgās īpašības

Protoplazmu veido dažādi organiskie un neorganiskie savienojumi. Visbiežāk sastopamā viela ir ūdens, kas veido gandrīz 70% no tā kopējā svara un darbojas kā konveijers, šķīdinātājs, termoregulators, smērviela un strukturālais elements..

Turklāt 26% no protoplazmas veido galvenokārt organiskās makromolekulas. Tās ir lielas molekulas, kas veidojas mazāku apakšvienību polimerizācijā.

To vidū ir ogļhidrāti, makromolekulas, kas sastāv no oglekļa, ūdeņraža un skābekļa, kas uzglabā enerģiju šūnai. Tos izmanto dažādās protoplazmas metaboliskās un strukturālās funkcijās.

Ir arī dažādi lipīdu veidi (neitrālie tauki, holesterīns un fosfolipīdi), kas arī kalpo kā šūnas enerģijas avots. Turklāt tās ir membrānu sastāvdaļa, kas regulē dažādas protoplazmas funkcijas.

Olbaltumvielas veido gandrīz 15% no protoplazmas sastāva. To vidū ir strukturālās olbaltumvielas. Šie proteīni veido protoplazmu sistēmu, veicinot to organizēšanu un šūnu transportēšanu.

Citi proteoplazmā esošie proteīni ir fermenti. Tie darbojas kā katalizatori (vielas, kas maina ķīmiskās reakcijas ātrumu) visos metabolisma procesos.

Tāpat ir arī dažādi neorganiskie joni, kas atbilst tikai 1% no to sastāva (kālija, magnija, fosfora, sēra, nātrija un hlora). Tie veicina protoplazmas pH saglabāšanu.

Sastāvdaļas

Protoplazmu veido plazmas membrāna, citoplazma un nukleoplazma. Tomēr mūsdienās, pateicoties elektroniskās mikroskopijas sasniegumiem, ir zināms, ka šūnu struktūra ir vēl sarežģītāka.

Ir arī liels skaits subcellulāru nodalījumu un strukturāli ļoti sarežģīts šūnu saturs. Papildus organellēm, kas šeit ir iekļautas citoplazmas sastāvā.

Plazmas membrāna

Plazmas membrānu vai plazmasmēmu veido aptuveni 60% proteīnu un 40% lipīdu. Tā strukturālo izvietojumu izskaidro šķidrās mozaīkas modelis. Šajā membrānā ir divkāršs fosfolipīdu slānis, kurā ir iestrādātas olbaltumvielas.

Tiek uzskatīts, ka visām šūnu membrānām ir tāda pati struktūra. Tomēr plazmalemma ir biezākā membrāna šūnā.

Ar optisko mikroskopu plazmasmazma netiek novērota. Tikai divdesmitā gadsimta 50. gadu beigās tā struktūru varēja detalizēt.

Citoplazma

Citoplazma ir definēta kā visas šūnas materiāls, kas atrodas plazmalēmijas iekšienē, neietverot kodolu. Visas organellas ir iekļautas citoplazmā (šūnu struktūras ar noteiktu formu un funkciju). Arī viela, kurā iegremdē dažādas šūnu sastāvdaļas.

Citosols

Citozols ir citoplazmas šķidruma fāze. Tas ir gandrīz šķidrs gēls, kas pārsniedz 20% šūnas proteīnu. Lielākā daļa no tiem ir fermenti.

Cytoskeleton

Cytoskelets veido proteīnu sistēmu, kas veido šūnu sistēmu. To veido mikropavedieni un mikrotubulas. Mikrofilamentus galvenokārt veido aktīns, lai gan ir arī citi proteīni.

Šiem pavedieniem ir atšķirīgs ķīmiskais sastāvs dažādos šūnu veidos. Mikrotubulas ir cauruļveida struktūras, kas galvenokārt veidotas no tubulīna.

Organelles

Organellas ir šūnu struktūras, kas pilda konkrētu funkciju. Katru no tām ierobežo membrānas. Dažām organelēm ir tikai viena membrāna (vakuoli, diktofosmas), bet citas ir saistītas ar divām membrānām (mitohondrijām, hloroplastiem)..

Organellu membrānām ir tāda pati struktūra kā plazmalēmijai. Tie ir plānāki un to ķīmiskais sastāvs atšķiras atkarībā no pildāmās funkcijas.

Organelēs notiek dažādas ķīmiskas reakcijas, ko katalizē specifiski fermenti. No otras puses, tie spēj pārvietoties citoplazmas ūdens fāzē.

Organellās ir dažādas reakcijas, kas ir ļoti svarīgas šūnas darbībai. Tajos notiek vielu sekrēcija, fotosintēze un aerobā elpošana

Nukleoplazma

Kodols ir šūnu organelle, kas satur šūnas ģenētisko informāciju. Tajā pašā šūnu dalīšanas procesā notiek.

Tiek atpazīti trīs kodola komponenti: kodolmateriāla aploksne, nukleoplazma un nukleoluss. Kodolmateriāla aploksne atdala kodolu no citoplazmas un veido divas membrānas vienības. 

Nukleoplazma ir iekšējā viela, ko iekšēji ierobežo kodolpapīrs. Tā ir ūdens fāze, kas satur lielu skaitu proteīnu. Tie galvenokārt ir fermenti, kas regulē nukleīnskābju metabolismu.

Hromatīns (DNS disperģētā fāzē) atrodas nukleoplazmā. Turklāt tiek parādīts nukleoluss, kas ir proteīnu un RNS veidota struktūra.

Funkcijas

Visi procesi, kas notiek šūnā, ir saistīti ar protoplazmu, izmantojot dažādus komponentus.

Plazmas membrāna ir selektīva strukturāla barjera, kas kontrolē saikni starp šūnu un apkārtējo vidi. Lipīdi novērš hidrofilo vielu nokļūšanu. Olbaltumvielas kontrolē vielas, kas var šķērsot membrānu, regulējot tās iekļūšanu un iziešanu no šūnas.

Cytosolā rodas vairākas ķīmiskas reakcijas, piemēram, glikolīze. Tas tieši ietekmē šūnu viskozitātes, amoeboīda kustības un ciklu modifikācijas. Tāpat tam ir liela nozīme mitotiskā vārpstas veidošanā šūnu dalīšanas laikā.

Citoskeletā mikrošķiedras ir saistītas ar šūnu kontrakciju un kustību. Lai gan mikrotubulas iejaucas šūnu transportēšanā un veicina šūnas veidošanu. Viņi arī piedalās centriolu, cilja un flagellu veidošanā.

Intracelulārais transports, kā arī vielu transformācija, montāža un sekrēcija ir endoplazmatiskā retikulāta un diktofosmu atbildība..

Enerģijas transformācijas un uzkrāšanās procesi notiek fotosintētiskos organismos, kuriem ir hloroplasts. ATP iegūšana caur šūnu elpošanu notiek mitohondrijās.

Fizioloģiskās īpašības

Ir aprakstītas trīs ar protoplazmu saistītas fizioloģiskās īpašības. Tās ir vielmaiņa, vairošanās un aizkaitināmība.

Visi šūnu vielmaiņas procesi rodas protoplazmā. Daži procesi ir anaboliski un saistīti ar protoplazmas sintēzi. Citi ir kataboliski un iejaucas to sadalīšanā. Metabolisms ietver tādus procesus kā gremošana, elpošana, absorbcija un ekskrēcija.

Visi procesi, kas saistīti ar vairošanos ar šūnu dalīšanu, kā arī proteīnu sintēzes kodēšana, kas nepieciešama visās šūnu reakcijās, notiek šūnas kodolā, kas atrodas protoplazmā..

Kairināmība ir protoplazmas reakcija uz ārējo stimulu. Tas var izraisīt fizioloģisku reakciju, kas ļauj šūnai pielāgoties apkārtējai videi.

Atsauces

  1. Liu D (2017) Šūna un protoplazma kā konteiners, objekts un viela: 1835-1861. Bioloģijas vēstures žurnāls 50: 889-925.
  2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez un M Miguel (1997) Augu un dzīvnieku citoloģija un histoloģija. Dzīvnieku un augu šūnu un audu bioloģija. Otrais izdevums. McGraw Hill-Interamericana no Spānijas. Madride, Spānija 960 lpp.
  3. Welch GR un J Clegg (2010) No protoplazmas teorijas līdz šūnu sistēmu bioloģijai: 150 gadu pārdomas. Am. J. Physiol. Šūnu fiziols. 298: 1280-1290.
  4. Welch GR un J Clegg (2012) Šūnas pret protoplazmu: revizionistiskā vēsture. Cell Biol. Int. 36: 643-647.