История на протоплазма, общи характеристики, компоненти, функции



на протоплазма това е живият материал на клетката. Тази структура е идентифицирана за първи път през 1839 г. като отличителна течност на стената. Счита се, че е прозрачно, вискозно и разтегливо вещество. Тя се тълкува като структура без видима организация и с многобройни органели.

Счита се, че протоплазмата е цялата част от клетката, която се намира вътре в плазмената мембрана. Въпреки това, някои автори са включили в протоплазмата клетъчната мембрана, ядрото и цитоплазмата.

Понастоящем терминът протоплазма не се използва широко. Вместо това учените предпочитат да се отнасят директно към клетъчните компоненти.

индекс

  • 1 История
    • 1.1 Протоплазмена теория
  • 2 Общи характеристики
  • 3 Компоненти
    • 3.1 Плазмена мембрана
    • 3.2 Цитоплазма
    • 3.3 Citosol
    • 3.4 Цитоскелет
    • 3.5 Органели
    • 3.6 Нуклеоплазма
  • 4 Функции
    • 4.1 Физиологични свойства
  • 5 Препратки

история

Терминът протоплазма се приписва на шведския анатом Ян Пуркине през 1839 г. Той се използва за позоваване на учебния материал на ембриони от животни.

Въпреки това, вече през 1835 г. зоологът Феликс Дюярдин описва веществото в ризоподите. Той дава името саркода и показва, че има физични и химични свойства.

По-късно, през 1846 г. немският ботаник Хуго фон Мохл отново въвежда термина протоплазма, за да се позове на веществото, присъстващо в растителните клетки..

През 1850 г. ботаникът Фердинанд Кон обединява термините, което показва, че и в растенията, и в животните има протоплазма. Изследователят посочва, че и в двата организма субстанцията, която изпълва клетките, е подобна.

През 1872 г. Бийл въвежда термина bioplasma. През 1880 г. Ханщайн предлага думата протопласт, нов термин, който се отнася до цялата клетка, с изключение на клетъчната стена. Този термин е използван от някои автори за замяна на клетката.

През 1965 г. Ларди въвежда термина цитозола, след това се използва за назоваване на течността вътре в клетката.

Протоплазмена теория

Анатомът Макс Шулце предлага в края на 19-ти век, че основата на живота е протоплазма. Шулце предполага, че протоплазмата е вещество, което регулира жизнените дейности на тъканите в живите същества.

Счита се, че произведенията на Шулце са отправна точка на протоплазматичната теория. Тази теория е подкрепена от предложенията на Томас Хъксли през 1868 г. и от други учени по онова време.

Протоплазмената теория твърди, че протоплазмата е физическата основа на живота. По такъв начин, че изучаването на това вещество ще позволи да се разбере функционирането на живите същества, включително механизмите на наследяване.

С най-доброто разбиране на клетъчната структура и функционирането, протоплазмената теория е загубила своята валидност.

Общи характеристики

Протоплазмата е съставена от различни органични и неорганични съединения. Най-разпространеното вещество е водата, която представлява почти 70% от общото му тегло и функционира като конвейер, разтворител, терморегулатор, смазочно-конструктивен елемент.

В допълнение, 26% от протоплазмата се състои от обикновено органични макромолекули. Това са големи молекули, образувани чрез полимеризация на по-малки под-единици.

Сред тях са въглехидрати, макромолекули, съставени от въглерод, водород и кислород, които съхраняват енергия за клетката. Използват се в различните метаболитни и структурни функции на протоплазмата.

Има и различни видове липиди (неутрални мазнини, холестерол и фосфолипиди), които също служат като източник на енергия за клетката. Освен това те са съставна част от мембраните, които регулират различните протоплазмени функции.

Протеините съставляват почти 15% от състава на протоплазмата. Сред тях имаме структурните протеини. Тези протеини формират протоплазмената рамка, допринасяйки за тяхната организация и клетъчния транспорт.

Други протеини, присъстващи в протоплазмата, са ензимите. Те действат като катализатори (вещества, които променят скоростта на химичната реакция) на всички метаболитни процеси.

Също така присъстват различни неорганични йони, които отговарят само на 1% от състава им (калий, магнезий, фосфор, сяра, натрий и хлор). Те допринасят за поддържане на рН на протоплазмата.

елементи

Протоплазмата е съставена от плазмената мембрана, цитоплазмата и нуклеоплазмата. Въпреки това, днес, благодарение на напредъка на електронната микроскопия, е известно, че клетъчната структура е още по-сложна..

Също така има голям брой субклетъчни отделения и структурно много сложно клетъчно съдържание. В допълнение към органелите, които са включени тук като част от цитоплазмата.

Плазмена мембрана

Плазмената мембрана или плазмалемата се състои от приблизително 60% протеини и 40% липиди. Структурното му разположение се обяснява с модела с флуидна мозайка. При това мембраната представя двуслойни фосфолипиди, в които са вградени протеини.

Счита се, че всички клетъчни мембрани имат същата структура. Плазмалеммата обаче е най-дебелата мембрана в клетката.

Плазмалемата не се наблюдава с оптичния микроскоп. Едва след края на 50-те години на ХХ век нейната структура може да бъде детайлизирана.

цитоплазма

Цитоплазмата се дефинира като целия материал на клетката, която е вътре в плазмалемата, без да включва ядрото. Всички органели са включени в цитоплазмата (клетъчни структури с определена форма и функция). Също така веществото, в което са потопени различните клетъчни компоненти.

цитозола

Цитозолът е течната фаза на цитоплазмата. Това е почти течен гел, който е повече от 20% от протеините на клетката. По-голямата част от тях са ензими.

цитоскелет

Цитоскелетът представлява протеинова рамка, която формира клетъчната рамка. Образува се от микрофиламенти и микротубули. Микрофиламентите са основно съставени от актин, въпреки че има и други протеини.

Тези влакна имат различен химичен състав в различни типове клетки. Микротубулите са тубулни структури, формирани основно от тубулин.

органел

Органелите са клетъчни структури, които изпълняват специфична функция. Всеки от тях е ограничен от мембрани. Някои органели имат само една мембрана (вакуола, диктиозоми), докато други са ограничени от две мембрани (митохондрии, хлоропласти)..

Мембраните на органелите имат същата структура като плазмалемата. Те са по-тънки и химическият им състав е различен според функцията, която изпълняват.

В рамките на органелите възникват различни химични реакции, катализирани от специфични ензими. От друга страна, те могат да се движат във водната фаза на цитоплазмата.

В органелите има различни реакции от голямо значение за функционирането на клетката. В тях се появява секреция на вещества, фотосинтеза и аеробно дишане

nucleoplasma

Ядрото е клетъчната органела, която съдържа генетичната информация за клетката. В същия процес на клетъчно делене настъпват процеси.

Разпознават се три компонента на ядрото: ядрена обвивка, нуклеоплазма и ядро. Ядрената обвивка отделя ядрото от цитоплазмата и се образува от две мембранни единици. 

Нуклеоплазмата е вътрешното вещество, което е вътрешно ограничено от ядрената обвивка. Това е водна фаза, която съдържа голям брой протеини. Те са предимно ензими, които регулират метаболизма на нуклеиновите киселини.

Хроматинът (ДНК в дисперсна фаза) се съдържа в нуклеоплазмата. В допълнение, ядрото е представено, което е структура, образувана от протеини и РНК.

функции

Всички процеси, които се случват в клетката, се свързват с протоплазмата, чрез нейните различни компоненти.

Плазмената мембрана е селективна структурна бариера, която контролира връзката между клетката и обкръжаващата го среда. Липидите предотвратяват преминаването на хидрофилни вещества. Протеините контролират веществата, които могат да преминат през мембраната, като регулират влизането и излизането на същата в клетката.

Няколко химични реакции се появяват в цитозола, като гликолиза. Това се намесва директно в модификациите на клетъчния вискозитет, амебоидното движение и цикъла. По същия начин, той има голямо значение за формирането на митотичното вретено по време на клетъчното делене.

В цитоскелета, микрофиламентите са свързани с клетъчно свиване и движение. Докато микротубулите се намесват в клетъчния транспорт и допринасят за формирането на клетката. Те също участват в образуването на центриоли, реснички и флагела.

Вътреклетъчният транспорт, както и трансформацията, събирането и отделянето на веществата, са отговорност на ендоплазмения ретикулум и диктиозоми..

Процесите на трансформация и акумулиране на енергия се срещат в фотосинтетични организми, които имат хлоропласти. Получаването на АТР чрез клетъчно дишане става в митохондриите.

Физиологични свойства

Описани са три физиологични свойства, свързани с протоплазмата. Това са метаболизъм, размножаване и раздразнителност.

Всички метаболитни процеси на клетката се случват в протоплазмата. Някои процеси са анаболни и са свързани със синтеза на протоплазма. Други са катаболични и се намесват в тяхното разпадане. Метаболизмът включва процеси като храносмилане, дишане, абсорбция и екскреция.

Всички процеси, свързани с размножаването чрез клетъчно делене, както и кодирането на синтеза на протеини, необходими във всички клетъчни реакции, се случват в ядрото на клетката, съдържаща се в протоплазмата..

Раздразнителност е реакцията на протоплазма към външен стимул. Това е способно да предизвика физиологична реакция, която позволява на клетката да се адаптира към околната среда, която го заобикаля.

препратки

  1. Liu D (2017) Клетката и протоплазма като контейнер, предмет и същност: 1835-1861. Вестник на историята на биологията 50: 889-925.
  2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez и M Miguel (1997) Цитология и хистология на растенията и животните. Биология на животински и растителни клетки и тъкани. Второ издание. McGraw Hill-Interamericana на Испания. Мадрид, Испания 960 p.
  3. Welch GR и J Clegg (2010) От протоплазмена теория към биология на клетъчните системи: 150-годишно размисъл. Am J. J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
  4. Welch GR и J Clegg (2012) Клетка срещу протоплазма: ревизионистична история. Cell Biol., 36: 643-647.