Funkcije, dijelovi i obilježja citoplazme



citoplazma je tvar pronađena unutar stanica, koja uključuje citoplazmatsku matricu (ili citosol) i subcelularne odjeljke. Citosol čini nešto više od polovice (otprilike 55%) ukupnog volumena stanice i to je područje na kojem se odvija sinteza i razgradnja proteina, pružajući odgovarajuće sredstvo za provođenje potrebnih metaboličkih reakcija..

Sve komponente prokariotske stanice nalaze se u citoplazmi, dok kod eukariota postoje druge podjele, kao što je jezgra. U eukariotskim stanicama, preostali volumen stanice (45%) zauzimaju citoplazmatske organele, kao što su mitohondriji, glatki i grubi endoplazmatski retikulum, jezgra, peroksizomi, lizosomi i endosomi..

indeks

  • 1 Opće karakteristike
  • 2 Komponente
    • 2.1 Citosol
    • 2.2 Membranske organele
    • 2.3. Diskretne organele
    • 2.4 Ne-membranske organele
    • 2.5 Uključivanja
  • 3 Svojstva citoplazme
    • 3.1 To je koloid
    • 3.2 Tiksotropna svojstva
    • 3.3. Citoplazma se ponaša kao hidrogel
    • 3.4 Ciklički pokret
  • 4 Faze citosola
  • 5 Funkcije
  • 6 Reference

Opće karakteristike

Citoplazma je supstanca koja ispunjava unutrašnjost stanica i podijeljena je u dvije komponente: tekuća frakcija poznata kao citosol ili citoplazmatski matriks i organele koji su ugrađeni u nju - u slučaju eukariotske linije.

Citosol je želatinozni matriks citoplazme i sastoji se od ogromne raznolikosti otopljenih tvari kao što su ioni, intermedijerni metaboliti, ugljikohidrati, lipidi, proteini i ribonukleinske kiseline (RNA). Može se pojaviti u dvije interkonvertibilne faze: faza gela i faza sunca.

Sastoji se od koloidne matrice slične vodenom gelu sastavljenoj od vode - uglavnom - i mreže vlaknastih proteina koji odgovaraju citoskeletu, uključujući aktin, mikrotubule i intermedijerne filamente, kao i niz pomoćnih proteina koji doprinose formiranju okvir.

Ova mreža formirana od proteinskih vlakana difundira kroz citoplazmu, dajući joj svojstva viskoelastičnosti i svojstava kontraktilnog gela.

Citoskelet je odgovoran za pružanje podrške i stabilnosti staničnoj arhitekturi. Uz sudjelovanje u transportu tvari u citoplazmi i doprinosu kretanju stanica, kao i kod fagocitoze.

komponente

Citoplazma se sastoji od citoplazmatske matrice ili citosola i organela koji su ugrađeni u ovu želatinoznu tvar. Zatim će svaki od njih biti detaljno opisan:

citozol

Citosol je bezbojna, ponekad sivkasta, želatinozna i prozirna supstanca pronađena na vanjskim stranama organela. Smatra se topljivim dijelom citoplazme.

Najzastupljeniji sastojak ove matrice je voda koja čini između 65 i 80% ukupnog sastava, osim u koštanim stanicama, caklini zuba i sjemenkama..

S obzirom na kemijski sastav, 20% odgovara molekulama proteina. Ona ima više od 46 elemenata koje koristi ćelija. Od njih se samo 24 smatra ključnim za život.

Među najistaknutijim elementima mogu se spomenuti ugljik, vodik, dušik, kisik, fosfor i sumpor.

Na isti način, ova matrica je bogata ionima, a zadržavanje tih produkata povećava osmotski tlak stanice. Ovi ioni pomažu u održavanju optimalne kiselinsko-bazne ravnoteže u staničnom okruženju.

Raznolikost iona koja se nalazi u citosolu varira ovisno o tipu stanica koje su ispitane. Na primjer, stanice mišića i živaca imaju visoke koncentracije kalija i magnezija, dok je kalcijev ion posebno bogat krvnim stanicama..

Membranske organele

U slučaju eukariotskih stanica, u citoplazmatskom matriksu postoji niz podstaničnih odjeljaka. Oni se mogu podijeliti na membranske i diskretne organele.

Endoplazmatski retikulum i Golgijev aparat pripadaju prvoj skupini, od kojih su oba sustava membrana u obliku vrećice koje su međusobno povezane. Zbog toga je teško definirati granicu njegove strukture. Osim toga, ovi odjeljci predstavljaju prostorni i vremenski kontinuitet plazmatske membrane.

Endoplazmatski retikulum podijeljen je na glatku ili grubu, ovisno o prisutnosti ili odsutnosti ribosoma. Glatko je odgovorno za metabolizam malih molekula, ima mehanizme detoksikacije i sinteze lipida i steroida.

Nasuprot tome, grubi endoplazmatski retikulum ima ribosome usidrene na njenoj membrani i uglavnom je odgovoran za sintezu proteina koje će izlučiti stanica..

Golgijev aparat je skup diskova u obliku diskova i sudjeluje u sintezi membrana i proteina. Osim toga, posjeduje enzimatske strojeve potrebne za promjene u proteinima i lipidima, uključujući glikozilaciju. Također sudjeluje u skladištenju i distribuciji lizosoma i peroksizoma.

Diskretne organele

Druga se skupina sastoji od intracelularnih organela koji su diskretni, a njihove granice su jasno vidljive prisutnošću membrana.

Oni su izolirani iz drugih organela sa strukturne i fizičke točke gledišta, iako mogu postojati interakcije s drugim odjeljcima, na primjer, mitohondriji mogu interagirati s membranskim organelama..

U ovoj skupini su mitohondriji, organele koji posjeduju potrebne enzime za provođenje bitnih metaboličkih putova, kao što je ciklus limunske kiseline, lanac prijenosa elektrona, sinteza ATP i b-oksidacija masnih kiselina..

Lizosomi su također diskretni organeli i odgovorni su za pohranjivanje hidrolitičkih enzima koji pomažu reapsorpciju proteina, uništavaju bakterije i razgradnju citoplazmatskih organela..

Mikroorganizmi (peroksizomi) sudjeluju u oksidativnim reakcijama. Ove strukture posjeduju enzim katalazu koja pomaže pretvoriti vodikov peroksid - toksični metabolizam - u tvari koje su bezopasne za stanicu: vodu i kisik. B-oksidacija masnih kiselina javlja se u tim tijelima.

U slučaju biljaka postoje i druge organele nazvane plastidi. Oni izvode desetke funkcija u biljnoj stanici, a najistaknutije su kloroplasti, gdje se javlja fotosinteza.

Ne-membranske organele

Stanica također ima strukture koje nisu ograničene biološkim membranama. Oni uključuju citoskeletne komponente koje uključuju mikrotubule, povremene filamente i aktin mikrofilamente..

Aktinski filamenti su sastavljeni od globularnih molekula i fleksibilni su lanci, dok su intermedijerni filamenti otporniji i sastavljeni su od različitih proteina. Ovi proteini su odgovorni za pružanje otpornosti na vuču i daju snagu stanici.

Centrioles su strukturni duo u obliku cilindra i također su ne-membranske organele. Nalaze se u centrosomima ili u organiziranim centrima mikrotubula. Ove strukture dovode do bazalnih tijela cilija.

Konačno, tu su ribosomi, strukture koje formiraju proteini i ribosomska RNA koja sudjeluje u procesu prevođenja (sinteza proteina). Oni mogu biti slobodni u citosolu ili biti usidreni u grubi endoplazmatski retikulum.

Međutim, nekoliko autora ne smatra da ribosome treba klasificirati kao organele..

inkluzije

Inkluzije su komponente citoplazme koje ne odgovaraju organelima iu većini slučajeva nisu okružene lipidnim membranama..

Ova kategorija uključuje veliki broj heterogenih struktura, kao što su granule pigmenata, kristala, masti, glikogena i nekih otpadnih tvari..

Ta tijela mogu biti okružena enzimima koji sudjeluju u sintezi makromolekula iz tvari prisutne u inkluziji. Na primjer, ponekad glikogen može biti okružen enzimima kao što su glikogen sintaza ili glikogen fosforilaza.

Inkluzije su uobičajene u stanicama jetre i mišićnih stanica. Na isti način, inkluzije kose i kože imaju granule pigmenata koje im daju karakterističnu boju tih struktura..

Svojstva citoplazme

To je koloid

Kemijski, citoplazma je koloid, stoga ima karakteristike otopine i suspenzije istovremeno. Sastoji se od molekula niske molekularne težine kao što su soli i glukoze, a također i molekula veće mase kao što su proteini.

Koloidni sustav može se definirati kao smjesa čestica promjera između 1 / 1,000,000 do 1 / 10,000 dispergiranih u tekućem mediju. Sva stanična protoplazma, koja uključuje i citoplazmu i nukleoplazmu, je koloidna otopina, budući da dispergirani proteini pokazuju sve karakteristike ovih sustava..

Proteini mogu oblikovati stabilne koloidne sustave, budući da se ponašaju kao nabijeni ioni u otopini i međusobno djeluju u skladu s njihovim nabojem i drugo, sposobni su privući molekule vode. Kao i svaki koloid, ima svojstvo održavanja tog stanja suspenzije, što daje stabilnost stanicama.

Izgled citoplazme je mutan jer su molekule koje ga čine velike i lome svjetlost, ovaj fenomen se naziva Tyndall efekt.

S druge strane, Brownovo kretanje čestica povećava susret čestica, favorizirajući enzimatske reakcije u staničnoj citoplazmi..

Tiksotropna svojstva

Citoplazma pokazuje tiksotropna svojstva, kao i neke ne-Newtonske tekućine i pseudoplastike. Tiksotropija se odnosi na promjene u viskoznosti tijekom vremena: kada je fluid podvrgnut naporu, viskoznost istog se smanjuje.

Tiksotropne tvari imaju stabilnost u stanju mirovanja i, kada su poremećene, dobivaju fluidnost. U svakodnevnom okruženju smo u kontaktu s ovom vrstom materijala, kao što su umak od rajčice i jogurt.

Citoplazma se ponaša kao hidrogel

Hidrogel je prirodna ili sintetička tvar koja može biti porozna ili ne i ima sposobnost apsorbiranja velikih količina vode. Njegova sposobnost proširenja ovisi o čimbenicima kao što su osmolarnost medija, ionska snaga i temperatura.

Citoplazma ima karakteristiku hidrogela, budući da može apsorbirati značajne količine vode i volumen varira kao odgovor na vanjsku stranu. Ta su svojstva potvrđena u citoplazmi sisavaca.

Pokreti ciklusa

Citoplazmatski matriks je sposoban za pokretanje koje stvara strujni ili citoplazmatski protok. Ovo kretanje se obično promatra u najtočnijoj fazi citosola i uzrokuje premještanje staničnih odjeljaka kao što su pinosomi, fagosomi, lizosomi, mitohondrije, centriole, među ostalima..

Ovaj fenomen je uočen u većini životinjskih i biljnih stanica. Ameboidna kretanja protozoa, leukocita, epitelnih stanica i drugih struktura ovise o kretanju citoze u citoplazmi.

Faze citosola

Viskoznost ove matrice varira ovisno o koncentraciji molekula u stanici. Zahvaljujući svojoj koloidnoj prirodi u citoplazmi se mogu razlikovati dvije faze ili stanja: faza sunca i faza gela. Prvi je sličan tekućini, dok je drugi sličan čvrstoj, zahvaljujući većoj koncentraciji makromolekula.

Na primjer, u pripremi želatine možemo razlikovati obje države. U fazi sunca čestice se mogu slobodno kretati u vodi, ali kad se otopina ohladi, stvrdnjava i postaje vrsta polukrutog gela..

U stanju gela, molekule mogu držati zajedno različite vrste kemijskih veza, uključujući H-H, C-H ili C-N. U trenutku kada se toplina primijeni na otopinu, ona će se vratiti u fazu sunca.

U prirodnim uvjetima inverzija faza u ovoj matrici ovisi o različitim fiziološkim, mehaničkim i biokemijskim čimbenicima u staničnoj okolini.

funkcije

Citoplazma je vrsta molekularne juhe u kojoj se odvijaju enzimske reakcije koje su neophodne za održavanje stanične funkcije..

To je idealno prijevozno sredstvo za procese stanične respiracije i reakcije biosinteze, budući da se molekule ne otapaju u mediju i plutaju u citoplazmi, spremne za upotrebu.

Osim toga, zahvaljujući svom kemijskom sastavu, citoplazma može funkcionirati kao pufer ili pufer. Također služi kao prikladan medij za suspenziju organela, štiteći ih - i genetski materijal ograničen na jezgru - od naglih pokreta i mogućih sudara.

Citoplazma doprinosi kretanju hranjivih tvari i pomicanja stanica, zahvaljujući stvaranju citoplazmatskog protoka. Ovaj fenomen sastoji se od kretanja citoplazme.  

Struje u citoplazmi posebno su važne u velikim biljnim stanicama i pomažu ubrzati proces distribucije materijala.

reference

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Molekularna biologija stanice. Znanost o Garlandu.
  2. Campbell, N.A., & Reece, J. B. (2007). biologija. Ed Panamericana Medical.
  3. Fels, J., Orlov, S.N., & Grygorczyk, R. (2009). Hidrogelna priroda citoplazme sisavaca doprinosi osmosenzirajućem i izvanstaničnom pH senzoru. Biophysical Journal, 96(10), 4276-4285.
  4. Luby-Phelps, K., Taylor, D.L., & Lanni, F. (1986). Ispitivanje strukture citoplazme. Journal of Cell Biology, 102(6), 2015-2022.
  5. Ross, M.H. & Pawlina, W. (2007). Histologija. Tekst i Atlas boja s staničnom i molekularnom biologijom, 5aed. Ed Panamericana Medical.
  6. Tortora, G.J., Funke, B.R. i Case, C.L. (2007). Uvod u mikrobiologiju. Ed Panamericana Medical.