Citoplazmos funkcijos, dalys ir charakteristikos



The citoplazma yra ląstelių viduje esanti medžiaga, apimanti citoplazminę matricą (arba citozolį) ir subcelluliarinius skyrius. Citozolis sudaro šiek tiek daugiau nei pusę (maždaug 55%) viso ląstelės tūrio ir yra sritis, kurioje vyksta baltymų sintezė ir skilimas, o tai yra tinkama priemonė reikalingoms metabolinėms reakcijoms atlikti..

Visos prokariotinės ląstelės sudedamosios dalys yra citoplazmoje, o eukariotuose yra ir kitų sričių, pvz., Branduolys. Eukariotinėse ląstelėse likusį ląstelių tūrį (45%) užima citoplazminiai organeliai, tokie kaip mitochondrija, lygus ir grubus endoplazminis tinklas, branduolys, peroksisomai, lizosomos ir endosomos..

Indeksas

  • 1 Bendrosios charakteristikos
  • 2 Komponentai
    • 2.1 Citosolis
    • 2.2 Membraninės organelės
    • 2.3 Diskretiniai organeliai
    • 2.4 Ne membraniniai organeliai
    • 2.5
  • 3 Citoplazmos savybės
    • 3.1 Tai koloidas
    • 3.2 Tiksotropinės savybės
    • 3.3 Citoplazma veikia kaip hidrogelis
    • 3.4 Ciklinis judėjimas
  • 4 Cytosolio fazės
  • 5 Funkcijos
  • 6 Nuorodos

Bendrosios charakteristikos

Citoplazma yra medžiaga, kuri užpildo ląstelių vidų ir yra suskirstyta į du komponentus: skystą frakciją, žinomą kaip citozolio arba citoplazmos matricą, ir į ją įterptus organelius - eukariotinės linijos atveju.

Citozolyje yra drebučių pavidalo matricos citoplazmoje ir yra sudarytas iš platų įvairių tirpinių, pavyzdžiui, jonų, tarpinių metabolitų, angliavandenių, lipidų, baltymų ir ribonukleino rūgščių (RNR). Ji gali atsirasti dviem vienas kitu etapų: gelio fazės ir saulės.

Jį sudaro koloidinė matrica, panaši į vandeninį gelį, susidedantį iš vandens, daugiausia - ir skaidulinių baltymų, atitinkančių citoskeletą, įskaitant aktiną, mikrotubulus ir tarpinius gijų, tinklą, taip pat į papildomų baltymų seriją, kurie prisideda prie \ t grotelės.

Šis tinklas, kurį sudaro baltymų gijos, difuzuoja visoje citoplazmoje, suteikdamas jai savybių, susijusių su kontraktiliu gelu..

Cytoskeletas yra atsakingas už palaikymą ir stabilumą ląstelių architektūroje. Be dalyvavimo medžiagų pervežime citoplazmoje ir prisidedant prie ląstelių judėjimo, kaip ir fagocitozėje.

Komponentai

Citoplazma susideda iš citoplazminės matricos arba citozolio ir organelių, kurie yra įterpti į šią želatinę medžiagą. Toliau kiekvienas iš jų bus išsamiai aprašytas:

Citosolis

Citozolis yra bespalvis, kartais pilkšvas, želatinis ir permatomas medžiaga, esanti organelių išorėje. Tai laikoma tirpa citoplazmos dalimi.

Gausiai komponentas šio matricos yra vandens formavimo 65 iki 80% nuo bendros kompozicijos masės, išskyrus kaulų ląstelių, dantų ir sėklų emalio.

Kalbant apie cheminę sudėtį, 20% atitinka baltymų molekules. Jame yra daugiau nei 46 elementai, kuriuos naudoja langelis. Iš jų tik 24 laikomi gyvybiškai svarbiais.

Tarp svarbiausių elementų galima paminėti anglies, vandenilio, azoto, deguonies, fosforo ir sieros.

Taip pat ši matrica yra turtinga jonų ir jų išlaikymas sukelia ląstelės osmosinio slėgio padidėjimą. Šie jonai padeda išlaikyti optimalią rūgšties ir bazės pusiausvyrą ląstelių aplinkoje.

Citozolyje randamų jonų įvairovė priklauso nuo tiriamo ląstelių tipo. Pavyzdžiui, raumenų ir nervų ląstelėse yra didelė kalio ir magnio koncentracija, o kalcio jonai yra ypač gausūs kraujo ląstelėse..

Membraniniai organeliai

Eukariotinių ląstelių atveju yra keletas subcelluliarinių skyrių, įterptų į citoplazminę matricą. Jie gali būti suskirstyti į membranines ir atskiras organeles.

Endoplazminis tinklas ir Golgi aparatas priklauso pirmajai grupei, kurios abi yra tarpusavyje sujungtos maišelių formos sistemos. Dėl šios priežasties sunku apibrėžti jos struktūros ribą. Be to, šie skyriai turi erdvinį ir laikiną plazmos membranos tęstinumą.

Endoplazminis tinklas yra suskirstytas į lygų arba šiurkštų, priklausomai nuo ribosomų buvimo ar nebuvimo. Sklandus yra atsakingas už mažų molekulių metabolizmą, turi detoksikacijos ir lipidų bei steroidų sintezės mechanizmus.

Priešingai, neapdorotas endoplazminis tinklas turi ribosomas, pritvirtintas prie jos membranos ir daugiausia atsakingas už baltymų, kurie bus išskiriami ląstelėje, sintezę..

Golgi aparatas yra diskų rinkinys ir dalyvauja membranų ir baltymų sintezėje. Be to, jame yra fermentų, reikalingų baltymų ir lipidų, įskaitant glikozilinimą, pokyčiams atlikti. Jis taip pat dalyvauja lizosomų ir peroksisomų saugojime ir paskirstyme.

Diskretiniai organeliai

Antroji grupė susideda iš ląstelių organinių ląstelių, kurios yra diskretiškos, o jų ribos aiškiai matomos dėl membranų buvimo.

Yra izoliuotas nuo kitų organoidus struktūriškai ir fiziškai, nors gali būti sąveikos su kitais skyriais, pavyzdžiui, mitochondrijos gali sąveikauti su membraninių organoidus.

Šioje grupėje yra mitochondrijų, organelių, turinčių būtinų fermentų, reikalingų esminiams metaboliniams keliams atlikti, pavyzdžiui, citrinų rūgšties ciklas, elektronų transportavimo grandinė, ATP sintezė ir riebalų rūgščių b oksidacija..

Lizosomas yra organoidus pat atskira ir yra atsakingas už saugojimo hidrolizintus fermentų, kurie padeda baltymų reabsorbciją, sunaikinti bakterijas ir degradaciją citoplazmos organoidus.

Mikrobikūnai (peroksisomai) dalyvauja oksidacinėse reakcijose. Šios struktūros turi fermentą katalazę, kuri padeda paversti vandenilio peroksidą - toksišką metabolizmą - į medžiagas, kurios yra nekenksmingos ląstelei: vandeniui ir deguoniui. B-oksidacijos riebalų rūgštys vyksta šiuose kūnuose.

Augalų atveju yra ir kitų organelių, vadinamų plastidais. Tai atlieka dešimtys funkcijų augalų ląstelėje, o išskirtiniausios yra chloroplastai, kuriuose vyksta fotosintezė.

Ne membraniniai organeliai

Ląstelėje taip pat yra struktūrų, kurios nėra apribotos biologinėmis membranomis. Tai yra citoskeletiniai komponentai, apimantys mikrotubulus, pertraukas ir aktino mikrofilmus..

Aktino filamentai susideda iš globulinių molekulių ir yra lanksčios grandinės, o tarpiniai gijos yra atsparesni ir susideda iš skirtingų baltymų. Šie baltymai yra atsakingi už atsparumo sukibimui užtikrinimą ir ląstelės stiprumą.

Centrioliai yra struktūrinis duetas cilindro formoje ir taip pat yra ne membraniniai organeliai. Jie yra centriniuose arba organizuotuose mikrotubulų centruose. Šios struktūros sukelia žiedų bazinius kūnus.

Galiausiai yra ribosomų, struktūrų, kurias sudaro baltymai ir ribosomos RNR, dalyvaujančios transliavimo procese (baltymų sintezė). Jie gali būti laisvi citozolyje arba būti tvirtinami prie grubaus endoplazminio tinklelio.

Tačiau keletas autorių nemano, kad ribosomos turėtų būti klasifikuojamos kaip pačios organelės..

Įtraukimas

Įtraukiamos citoplazmos sudedamosios dalys, kurios neatitinka organelių, o daugeliu atvejų jos nėra apsuptos lipidų membranomis..

Į šią kategoriją įeina daug heterogeninių struktūrų, tokių kaip pigmentų, kristalų, riebalų, glikogeno ir kai kurių atliekų medžiagos..

Šiuos kūnus gali apsupti fermentai, dalyvaujantys makromolekulių sintezėje iš medžiagos, esančios įtraukime. Pavyzdžiui, kartais glikogeną gali apsupti fermentai, tokie kaip glikogeno sintezė arba glikogeno fosforilazė.

Įtraukimas yra dažnas kepenų ląstelėse ir raumenų ląstelėse. Tokiu pat būdu, plaukų ir odos intarpai turi pigmentų granules, kurios suteikia jiems būdingą šių struktūrų spalvą..

Citoplazmos savybės

Tai koloidas

Chemiškai citoplazma yra koloidas, todėl tuo pačiu metu jis turi tirpalo ir suspensijos savybes. Jį sudaro mažos molekulinės masės molekulės, tokios kaip druskos ir gliukozė, taip pat didesnės masės molekulės, tokios kaip baltymai.

Koloidinį sistema gali būti apibrėžiamas kaip dalelių skersmuo yra nuo 1/1000000 mišinio 1/10000, disperguotų skystoje terpėje. Visi ląstelių Zaródź, įskaitant tiek citoplazmoje ir nukleoplazma, yra koloidinio tirpalo kaip disperguoti baltymai eksponuoti visus šių sistemų savybes.

Baltymai gali sudaryti patvarias koloidinis sistemas, nes jie elgiasi kaip krūvio jonai tirpale ir bendrauti pagal savo mokesčių ir, antra, sugeba pritraukti vandens molekules. Kadangi visos koloidų, ji turi išlaikyti minėtos valstybės sustabdymo, suteikiant stabilumo ląstelių turtą.

Citoplazmos atsiradimas yra drumstas, nes ją sudarančios molekulės yra didelės ir lūžo šviesą, šis reiškinys vadinamas „Tyndall“ efektu.

Kita vertus, dalelių judėjimas Browne padidina dalelių susidūrimą, skatindamas fermentines reakcijas ląstelių citoplazmoje..

Tiksotropinės savybės

Citoplazmoje yra tixotropinių savybių, kaip ir kai kurie ne Niutono skysčiai ir pseudoplastikai. Tiksotropija reiškia klampumo pokyčius laikui bėgant: kai skystis patiriamas pastangų, to paties klampumo sumažėjimas.

Tiksotropinės medžiagos turi stabilumą ramybės būsenoje ir, jei sutrikdytos, įgyja sklandumą. Kasdienėje aplinkoje mes susiduriame su šios rūšies medžiaga, pavyzdžiui, pomidorų padažu ir jogurtu.

Citoplazma elgiasi kaip hidrogelis

Hidrogelis yra natūrali arba sintetinė medžiaga, kuri gali būti akytoji arba ne, ir sugeba absorbuoti didelius vandens kiekius. Jo išplėtimo pajėgumas priklauso nuo tokių veiksnių kaip terpės osmoliškumas, jonų stiprumas ir temperatūra.

Citoplazma pasižymi hidrogelio savybe, nes ji gali absorbuoti didelį vandens kiekį ir tūris kinta priklausomai nuo išorės. Šios savybės patvirtintos žinduolių citoplazmoje.

Ciklai judina

Citoplazminė matrica yra pajėgi padaryti judesius, kurie sukuria srovę arba citoplazminį srautą. Šis judėjimas paprastai stebimas skystiausia citozolio faze ir yra ląstelių skyrių, pvz., Pinosomų, fagosomų, lizosomų, mitochondrijų, centriolių, perkėlimo priežastis..

Šis reiškinys pastebėtas daugelyje gyvūnų ir augalų ląstelių. Pirmtakų, leukocitų, epitelio ląstelių ir kitų struktūrų amobobiniai judėjimai priklauso nuo citozės judėjimo citoplazmoje.

Cytosolio fazės

Šios matricos klampumas kinta priklausomai nuo molekulių koncentracijos ląstelėje. Dėl koloidinio pobūdžio citoplazmoje galima išskirti dvi fazes arba būsenas: saulės fazę ir gelio fazę. Pirmasis panašus į skystį, o antrasis yra panašus į kietą, nes didesnė makromolekulių koncentracija.

Pavyzdžiui, ruošiant želatiną galime išskirti abi valstybes. Saulės fazėje dalelės gali laisvai judėti vandenyje, tačiau, kai tirpalas atšaldomas, jis sukietėja ir tampa pusiau kietu gelu..

Gelio būsenoje molekulės sugeba kartu laikytis įvairių tipų cheminių ryšių, įskaitant H-H, C-H arba C-N. Tuo metu, kai tirpalui pridedama šiluma, ji grįš į saulės fazę.

Natūraliomis sąlygomis fazių inversija šioje matricoje priklauso nuo įvairių fiziologinių, mechaninių ir biocheminių veiksnių ląstelių aplinkoje..

Funkcijos

Citoplazma yra molekulinė sriuba, kurioje vyksta fermentinės reakcijos, būtinos palaikant ląstelių funkciją..

Tai ideali priemonė, skirta ląstelių kvėpavimo procesams ir biosintezės reakcijoms, nes molekulės nėra tirpios terpėje ir plaukioja citoplazmoje, paruoštos naudoti.

Be to, dėl savo cheminės sudėties citoplazma gali veikti kaip buferis arba buferis. Jis taip pat yra tinkama terpė organelių suspensijai, jų apsaugai ir genetinei medžiagai, esančiai branduolyje, nuo staigių judesių ir galimų susidūrimų..

Dėl citoplazminio srauto citoplazma prisideda prie maistinių medžiagų ir ląstelių judėjimo. Šis reiškinys susideda iš citoplazmos judėjimo.  

Srovės citoplazmoje yra ypač svarbios didelėse augalų ląstelėse ir padeda pagreitinti medžiagų paskirstymo procesą.

Nuorodos

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., ir Walter, P. (2008). Ląstelės molekulinė biologija. Garland Science.
  2. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). Biologija. Red. Panamericana Medical.
  3. Fels, J., Orlov, S. N. ir Grygorczyk, R. (2009). Žinduolių citoplazmos hidrogelio pobūdis prisideda prie osmosensinio ir ekstraląstelinio pH jutimo.. Biofizinis leidinys, 96(10), 4276-4285.
  4. Luby-Phelps, K., Taylor, D.L., & Lanni, F. (1986). Cytoplazmos struktūros tyrimas. Ląstelių biologijos žurnalas, 102(6), 2015-2022.
  5. Ross, M. H., ir Pawlina, W. (2007). Histologija Tekstas ir atlaso spalva su „Cellular and Molecular Biology“, 5aed. Red. Panamericana Medical.
  6. Tortora, G. J., Funke, B. R. ir Case, C. L. (2007). Įvadas į mikrobiologiją. Red. Panamericana Medical.