Цитоплазмени функции, части и характеристики



на цитоплазма е вещество, намерено вътре в клетките, което включва цитоплазмената матрица (или цитозол) и субклетъчните отделения. Цитозолът представлява малко повече от половината (приблизително 55%) от общия обем на клетката и е областта, където се среща синтеза и разграждането на белтъците, осигурявайки адекватни средства за провеждане на необходимите метаболитни реакции..

Всички компоненти на прокариотната клетка се намират в цитоплазмата, докато при еукариотите има други части, като ядрото. В еукариотните клетки, останалият клетъчен обем (45%) е зает от цитоплазмени органели, такива като митохондриите, гладки и груби ендоплазмени ретикулуми, ядра, пероксизоми, лизозоми и ендозоми..

индекс

  • 1 Общи характеристики
  • 2 Компоненти
    • 2.1 Citosol
    • 2.2. Мембранни органели
    • 2.3 Дискретни органели
    • 2.4 Немембранни органели
    • 2.5 Включване
  • 3 Свойства на цитоплазмата
    • 3.1 Това е колоиден
    • 3.2 Тиксотропни свойства
    • 3.3 Цитоплазмата се държи като хидрогел
    • 3.4 Циклично движение
  • 4 Фази на цитозола
  • 5 Функции
  • 6 Препратки

Общи характеристики

Цитоплазмата е вещество, което запълва вътрешността на клетките и е разделено на два компонента: течната фракция, известна като цитозола или цитоплазмената матрица, и органелите, които са вградени в нея - в случая на еукариотната линия.

Цитозолът е желатиновата матрица на цитоплазмата и се състои от огромно разнообразие от разтворени вещества, като йони, междинни метаболити, въглехидрати, липиди, протеини и рибонуклеинови киселини (РНК). Той може да се прояви в две междуконверсивни фази: гелната фаза и слънчевата фаза.

Състои се от колоидна матрица, подобна на воден гел, съставен от вода - главно - и мрежа от влакнести протеини, съответстващи на цитоскелета, включително актин, микротубули и междинни влакна, както и серия от допълнителни протеини, които допринасят за образуването на рамка.

Тази мрежа, образувана от протеинови влакна, дифундира в цитоплазмата, придавайки й свойства на вискоеластичността и характеристиките на контрактилния гел..

Цитоскелетът е отговорен за осигуряване на подкрепа и стабилност на клетъчната архитектура. В допълнение към участие в транспорта на вещества в цитоплазмата и да допринесе за движението на клетките, както и при фагоцитоза.

елементи

Цитоплазмата е съставена от цитоплазмена матрица или цитозол и от органелите, които са вградени в това желатиново вещество. След това всеки ще бъде описан в дълбочина:

цитозола

Цитозолът е безцветна, понякога сивкава, желатинова и полупрозрачна субстанция, открита от външната страна на органелите. Счита се за разтворимата част на цитоплазмата.

Най-разпространеният компонент на тази матрица е водата, образуваща между 65 и 80% от общия му състав, с изключение на костните клетки, емайла на зъбите и семената..

По отношение на химичния си състав, 20% съответства на протеинови молекули. Тя има повече от 46 елемента, използвани от клетката. От тях само 24 се считат за жизненоважни.

Сред най-изявените елементи могат да се посочат въглерод, водород, азот, кислород, фосфор и сяра.

По същия начин, тази матрица е богата на йони и задържането им води до увеличаване на осмотичното налягане на клетката. Тези йони помагат за поддържане на оптимален киселинно-алкален баланс в клетъчната среда.

Разнообразието на йони, открити в цитозола, варира в зависимост от изследвания клетъчен тип. Например, мускулните и нервните клетки имат високи концентрации на калий и магнезий, докато калциевият йон е особено разпространен в кръвните клетки..

Мембранни органели

В случая на еукариотни клетки, има множество субклетъчни отделения, вградени в цитоплазмената матрица. Те могат да бъдат разделени на мембранни и дискретни органели.

Ендоплазменият ретикулум и апаратът на Голджи принадлежат към първата група, като и двете са системи от мембрани с форма на торба, които са свързани помежду си. Поради тази причина е трудно да се определи границата на нейната структура. В допълнение, тези отделения представят пространствена и времева непрекъснатост с плазмената мембрана.

Ендоплазменият ретикулум е разделен на гладък или груб, в зависимост от наличието или отсъствието на рибозоми. Гладката е отговорна за метаболизма на малките молекули, има механизми за детоксикация и синтез на липиди и стероиди.

Обратно, грапавият ендоплазмен ретикулум има рибозоми, прикрепени към неговата мембрана и е отговорен главно за синтеза на протеини, които ще се екскретират от клетката..

Апаратът на Голджи е набор от дискове под формата на дискове и участва в синтеза на мембрани и протеини. В допълнение, той има ензимна техника, необходима за извършване на промени в протеините и липидите, включително гликозилиране. Той също така участва в съхранението и разпространението на лизозоми и пероксизоми.

Дискретни органели

Втората група се състои от вътреклетъчни органели, които са дискретни и техните граници са ясно наблюдавани от наличието на мембрани.

Те са изолирани от другите органели от структурна и физическа гледна точка, въпреки че може да има взаимодействия с други отделения, например, митохондриите могат да взаимодействат с мембранните органели..

В тази група са митохондриите, органелите, които притежават необходимите ензими за осъществяване на основните метаболитни пътища, като цикъла на лимонената киселина, транспортната верига на електроните, синтеза на АТФ и b-оксидиране на мастни киселини..

Лизозомите са също отделни органели и са отговорни за съхраняването на хидролитични ензими, които спомагат за реабсорбцията на протеини, унищожават бактериите и разграждането на цитоплазмените органели..

Микроорганизмите (пероксизоми) участват в окислителните реакции. Тези структури притежават ензима каталаза, която помага за превръщането на водороден пероксид - токсичен метаболизъм - в вещества, които са безвредни за клетката: вода и кислород. В тези органи се среща B-оксидиране на мастни киселини.

В случая с растенията има и други органели, наречени пластиди. Те извършват десетки функции в растителната клетка, а най-забележителните са хлоропластите, където се случва фотосинтезата.

Немембранни органели

Клетката също има структури, които не са ограничени от биологични мембрани. Те включват цитоскелетните компоненти, които включват микротубули, интермитентни филаменти и актинови микрофиламенти..

Актиновите влакна са съставени от глобуларни молекули и са гъвкави вериги, докато междинните нишки са по-устойчиви и са съставени от различни протеини. Тези протеини са отговорни за осигуряване на устойчивост на сцепление и придават сила на клетката.

Центриолите са структурно дуо в цилиндрична форма и също са немембранни органели. Те се намират в центрозоми или организирани центрове на микротубули. Тези структури пораждат базалните тела на ресничките.

Накрая, съществуват рибозоми, структури, образувани от протеини и рибозомна РНК, която участва в процеса на транслация (протеинов синтез). Те могат да бъдат свободни в цитозола или да бъдат прикрепени към грубия ендоплазмен ретикулум.

Въпреки това, няколко автори не смятат, че рибозомите трябва да се класифицират като органели..

включвания

Включванията са компонентите на цитоплазмата, които не съответстват на органелите и в по-голямата част от случаите не са обградени от липидни мембрани..

Тази категория включва голям брой хетерогенни структури, като гранули от пигменти, кристали, мазнини, гликоген и някои отпадъчни вещества..

Тези тела могат да бъдат заобиколени от ензими, които участват в синтеза на макромолекули от веществото, присъстващо в включването. Например, понякога гликогенът може да бъде заобиколен от ензими като гликоген синтаза или гликоген фосфорилаза.

Включванията са често срещани в клетките на черния дроб и в мускулните клетки. По същия начин включванията на косата и кожата имат гранули от пигменти, които им придават характерното оцветяване на тези структури..

Свойства на цитоплазмата

Това е колоид

Химически, цитоплазмата е колоидна, следователно има характеристиките на разтвор и суспензия едновременно. Състои се от молекули с ниско молекулно тегло, като соли и глюкоза, както и от молекули от по-голяма маса, като протеини.

Колоидна система може да бъде дефинирана като смес от частици с диаметър между 1 / 1,000,000 до 1 / 10,000 диспергирани в течна среда. Цялата клетъчна протоплазма, която включва както цитоплазмата, така и нуклеоплазмата, е колоиден разтвор, тъй като диспергираните протеини проявяват всички характеристики на тези системи..

Протеините могат да образуват стабилни колоидни системи, тъй като те се държат като заредени йони в разтвора и взаимодействат в зависимост от техните заряди и второ, те могат да привличат водни молекули. Както всеки колоид, той притежава свойството да поддържа това състояние на суспензия, което дава стабилност на клетките.

Появата на цитоплазмата е мътна, защото молекулите, които я съставят, са големи и се пречупват, този феномен се нарича ефект на Тиндал..

От друга страна, броуновското движение на частиците увеличава сблъсъка на частици, благоприятствайки ензимните реакции в клетъчната цитоплазма..

Тиксотропни свойства

В цитоплазмата има тиксотропни свойства, както и някои не-Нютонови течности и псевдопластика. Тиксотропията се отнася до промени в вискозитета във времето: когато течността е подложена на усилие, вискозитетът на същото намалява.

Тиксотропните вещества имат стабилност в състояние на покой и когато са нарушени, получават флуидност. В ежедневната среда, ние сме в контакт с този вид материали, като например доматен сос и кисело мляко.

Цитоплазмата се държи като хидрогел

Хидрогелът е естествено или синтетично вещество, което може да бъде порьозно или не и да има способността да абсорбира големи количества вода. Неговият капацитет за удължаване зависи от фактори като осмоларността на средата, йонната сила и температурата.

Цитоплазмата има характеристиката на хидрогел, тъй като тя може да абсорбира значителни количества вода и обемът варира в отговор на външната страна. Тези свойства са потвърдени в цитоплазмата на бозайници.

Циклични движения

Цитоплазмена матрица е в състояние да изпълнява движения, които създават ток или цитоплазмена поток. Това движение обикновено се наблюдава в най-течната фаза на цитозола и е причина за изместването на клетъчните компартменти като пинозоми, фагосоми, лизозоми, митохондрии, центриоли и др..

Това явление се наблюдава в повечето животински и растителни клетки. Амебоидните движения на протозои, левкоцити, епителни клетки и други структури зависят от движението на цитозата в цитоплазмата.

Фази на цитозола

Вискозитетът на тази матрица варира в зависимост от концентрацията на молекулите в клетката. Благодарение на своята колоидална природа в цитоплазмата могат да се разграничат две фази или състояния: слънчевата фаза и гелната фаза. Първият наподобява течност, а втората е подобна на твърда благодарение на по-високата концентрация на макромолекули.

Например при приготвянето на желатин можем да разграничим двете състояния. В слънчевата фаза частиците могат да се движат свободно във водата, но когато разтворът се охлажда, той се втвърдява и става вид полутвърд гел.

В състояние на гел, молекулите са способни да се задържат заедно от различни типове химични връзки, включително Н-Н, С-Н или С-N. В момента, когато топлината се приложи към разтвора, тя ще се върне в слънчевата фаза.

В естествени условия, фазова инверсия в тази матрица зависи от различни физиологични фактори, механични и биохимични в клетъчната среда.

функции

Цитоплазмата е вид молекулярна супа, където се извършват ензимните реакции, които са от съществено значение за поддържането на клетъчната функция..

Той е идеално средство за транспорт на клетъчни дихателни процеси и за реакции на биосинтеза, тъй като молекулите не се солюбилизират в средата и плават в цитоплазмата, готови за употреба.

Освен това, благодарение на своя химичен състав, цитоплазмата може да функционира като буфер или буфер. Той също така служи като подходяща среда за суспендиране на органели, като ги защитава - и генетичния материал, ограничен до ядрото - от внезапни движения и възможни сблъсъци..

В цитоплазмата допринася за движение на хранителни вещества и движение клетки, благодарение на образуването на цитоплазмен поток. Това явление е движението на цитоплазмата.  

Токове в цитоплазмата са особено важни в големите растителни клетки и спомагат за ускоряване на процеса на разпределение на материала.

препратки

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Молекулярна биология на клетката. Garland Science.
  2. Campbell, N.A., & Reece, J. B. (2007). биология. Ed. Panamericana Medical.
  3. Fels, J., Orlov, S.N., & Grygorczyk, R. (2009). Хидрогелната природа на цитоплазма на бозайници допринася за осмосензирането и извънклетъчното измерване на рН. Biophysical Journal, 96(10), 4276-4285.
  4. Luby-Phelps, K., Taylor, D.L., & Lanni, F. (1986). Пробиване на структурата на цитоплазмата. Вестник на клетъчната биология, 102(6), 2015-2022.
  5. Ross, M.H., & Pawlina, W. (2007). Хистология. Текст и цвят Atlas с клетъчна и молекулярна биология, 5aed. Ed. Panamericana Medical.
  6. Tortora, G. J., Funke, B. R., & Case, C.L. (2007). Въведение в микробиологията. Ed. Panamericana Medical.