Funkcje cytoplasma, części i cechy

On cytoplazma Jest to substancja znaleziona wewnątrz komórek, która obejmuje macierz cytoplazmatyczną lub przedziały cytosolu i subkomórkowe. Cytosol stanowi nieco ponad połowę (około 55%) całkowitej objętości komórki i jest obszarem, w którym występują synteza i degradacja białek, zapewniając odpowiedni środki do przeprowadzenia niezbędnych reakcji metabolicznych, które należy przeprowadzić.

Wszystkie składniki komórki prokariotycznej znajdują się w cytoplazmie, podczas gdy w eukariotach istnieją inne podziały, takie jak jądro. W komórkach eukariotycznych pozostała objętość komórek (45%) zajmuje organelle cytoplazmatyczne, takie jak mitochondria, gładkie i szorstkie retikulum endoplazmatyczne, jądro, peroksysomy, lizosomy i endosomery.

[TOC]

Ogólne cechy

Cytoplazma jest substancją wypełniającą wnętrze komórek i jest podzielona na dwa składniki: frakcję ciekłą znaną jako cytosol lub matryca cytoplazmatyczna i organelle, które są w nim osadzone - w przypadku linii eukariotycznej.

Cytosol jest galaretową matrycą cytoplazmy i składa się z ogromnej różnorodności substancji rozpuszczonych, takich jak jony, metabolity pośrednie, węglowodany, lipidy, białka i kwasy rybonukleinowe (RNA). Można go zaprezentować w dwóch fazach międzykontrost): fazie żelowej i fazie solowej.

Składa się z matrycy koloidalnej podobnej do wodnego żelu złożonego z wody - głównie - i włóknistej sieci białek odpowiadającej cytoszkieletu, w tym aktyny, mikrotubul i włókien pośrednich, oprócz serii akcesoriów, które przyczyniają się do utworzenia szkieletu.

Ta sieć utworzona przez włókna białkowe rozprzestrzenia się w całej cytoplazmie, nadając jej lepkosprężystość i charakterystykę żelu skurczowego.

Cytoszkielet jest odpowiedzialny za zapewnienie wsparcia i stabilności architekturze komórek. Oprócz uczestnictwa w transporcie substancji w cytoplazmie i przyczynianiu się do ruchu komórek, jak w fagocytozie. W poniższej animacji można zobaczyć cytoplazma komórki zwierzęcej (cytoplazma):

Funkcje

Cytoplazma jest rodzajem zupy molekularnej, w której zachodzą reakcje enzymatyczne, które są niezbędne do utrzymania funkcji komórki.

Jest to idealny sposób transportu procesów oddychania komórkowego i reakcji biosyntezy, ponieważ cząsteczki nie są rozpuszczone na środku i unoszą się w cytoplazmie, gotowe do użycia do użycia.

Ponadto dzięki składowi chemicznym cytoplazma może funkcjonować jako bufor lub amortyzator. Służy również jako odpowiedni sposób na zawiesinę organelli, chroniąc je - i materiał genetyczny ograniczony w jądrze - nagłych ruchów i możliwych zderzeń.

Cytoplazma przyczynia się do ruchu składników odżywczych i przemieszczenia komórek, dzięki wytwarzaniu przepływu cytoplazmatycznego. Zjawisko to polega na ruchu cytoplazmy.  

Prądy cytoplazmy są szczególnie ważne w dużych komórkach roślinnych i pomagają przyspieszyć proces rozkładu materiału.

składniki

Cytoplazma, przestrzeń wewnętrzna komórki

Cytoplazma składa się z macierzy cytoplazmatycznej lub cytosolu i organelli, które są osadzone w tej galaretowatej substancji. Każdy zostanie opisany poniżej:

Cytosol

Cytosol jest substancją bezbarwną, czasem szarawą, galaretową i półprzezroczystą, która znajduje się poza organelles. Rozważana jest rozpuszczalna część cytoplazmy.

Może ci służyć: GLUT4: Charakterystyka, struktura, funkcje

Najliczniejszym składnikiem tej matrycy jest woda, tworząca od 65 do 80% jej całkowitego składu, z wyjątkiem komórek kostnych, w miłości do zębów i nasion.

Jeśli chodzi o jego skład chemiczny, 20% odpowiada cząsteczkom białkowym. Ma ponad 46 elementów używanych przez komórkę. Spośród nich tylko 24 są uważane za niezbędne na całe życie.

Wśród najbardziej widocznych pierwiastków można wymienić węgiel, wodór, azot, tlen, fosfor i siarka.

Podobnie, ta macierz jest bogata w jony, a ich zatrzymanie powoduje wzrost ciśnienia osmotycznego komórki. Jony te pomagają utrzymać optymalną równowagę kwasową w środowisku komórkowym.

Różnorodność jonów stwierdzonych w cytosolu zmienia się w zależności od badanego typu komórki. Na przykład komórki mięśniowe i nerwowe mają wysokie stężenie potasu i magnezu, podczas gdy jon wapnia jest szczególnie obfity w komórkach krwi.

Organelle błoniaste

W przypadku komórek eukariotycznych istnieje wiele przedziałów subkomórkowych osadzonych w matrycy cytoplazmatycznej. Można je podzielić na błęczne i dyskretne organelle.

Do pierwszej grupy należą retikulum endoplazmatyczne i aparat Golgiego, oba są systemami membran w kształcie worka, które są połączone. Z tego powodu trudno jest zdefiniować granicę jej struktury. Ponadto przedziały te mają ciągłość przestrzenną i czasową z błoną plazmatyczną.

Retikulum endoplazmatyczne jest podzielone na gładkie lub szorstkie, w zależności od obecności lub nie rybosomów. Gładka jest odpowiedzialna za metabolizm małych cząsteczek, ma mechanizmy detoksykacji i syntezy lipidów i sterydów.

Natomiast szorstki retikulum endoplazmatyczny ma rybosomy zakotwiczone w jego błonie i jest głównie odpowiedzialny za syntezę białek, która zostanie wydalona przez komórkę.

Aparat Golgiego jest zestawem worków disco i uczestniczy w błonach i syntezy białek. Ponadto ma maszynerię enzymatyczną niezbędną do wprowadzenia modyfikacji białek i lipidów, w tym glikozylacji. Uczestnicz także w przechowywaniu i dystrybucji lizosomów i peroksysomów.

Dyskretne organelle

Druga grupa składa się z wewnątrzkomórkowych organelli, które są dyskretne, a ich granice są wyraźnie obserwowane przez obecność błon.

Są one izolowane z innych organelli od strukturalnego i fizycznego punktu widzenia, chociaż mogą występować interakcje z innymi przedziałami, na przykład mitochondria mogą oddziaływać z organellami błoniastymi.

W tej grupie są mitochondria, organelle, które mają enzymy niezbędne do przeprowadzenia niezbędnych tras metabolicznych, takich jak cykl kwasu cytrynowego, łańcuch transportu elektronów, synteza ATP i utlenianie B kwasów tłuszczowych.

Lizosomy są również dyskretnymi organellami i są odpowiedzialne za przechowywanie enzymów hydrolitycznych, które pomagają wchłanianie białka, niszczyć bakterie i degradację organelli cytoplazmatycznych.

Uczestnicząc mikrokana (peroksysomy) to reakcje oksydacyjne. Struktury te mają enzym katlasowy, który pomaga przekształcić nadtlenek wodoru - toksyczny metabolizm - w nieszkodliwych substancjach komórki: woda i tlen. W tych ciałach występuje utlenianie B kwasów tłuszczowych.

Może ci służyć: co to jest plazmogamia?

W przypadku roślin istnieją inne organelle zwane tworzywami sztucznymi. Wykonują one dziesiątki funkcji w komórce roślinnej, a najwybitniejsze są chloroplasty, w których występuje fotosynteza.

Organelle nie -męskie

Komórka ma również struktury, które nie są ograniczone przez błony biologiczne. Wśród nich obejmują składniki cytoszkieletu, które obejmują mikrotubule, przedziały i mikrofilamenty aktyny.

Włókna aktyny składają się z cząsteczek kulistych i są elastycznymi łańcuchami, podczas gdy włókna pośrednie są bardziej odporne i składają się z różnych białek. Te białka są odpowiedzialne za zapewnienie oporności na trakcję i zapewniają solidność komórki.

Centriolos są duetem strukturalnym w postaci cylindra, a także są organelle nie -membranelne. Znajdują się w zorganizowanych corteomach lub środku mikrotubul. Struktury te powodują powstanie podstawowych ciał rzęsek.

Wreszcie istnieją rybosomy, struktury utworzone przez białka i rybosomalne RNA, które uczestniczą w procesie translacji (synteza białek). Mogą być wolne w cytosolu lub być zakotwiczone w szorstkim retikulum endoplazmatycznym.

Jednak kilku autorów nie uważa, że ​​rybosomy muszą być klasyfikowane jako same organelle.

Wtrącenia

Wtrącenia są składnikami cytoplazmy, które nie odpowiadają organelli, aw większości przypadków nie są otoczone błonami lipidowymi.

Ta kategoria obejmuje dużą liczbę heterogenicznych struktur, takich jak pigmenty, kryształy, tłuszcz, glikogen i niektóre substancje odpadowe.

Ciała te mogą być otoczone enzymami, które uczestniczą w syntezie makrocząsteczek z substancji obecnej w włączeniu. Na przykład czasami glikogen może być otoczony enzymami, takimi jak synthesa lub fosforylaza glikogenu glikogenu.

Włączenia są powszechne w komórkach wątroby i komórkach mięśniowych. W ten sam sposób wtrącenia włosów i skóry mają pigmenty, które nadają im charakterystyczne zabarwienie tych struktur.

Właściwości cytoplazmy

To koloid

Chemicznie cytoplazma jest koloidem, więc ma charakterystykę roztworu i zawiesinę jednocześnie. Składa się z cząsteczek o niskiej masie cząsteczkowej, takich jak sole i glukoza, a także cząsteczki o większej masie, takie jak białka.

Układ koloidalny można zdefiniować jako mieszaninę cząstek o średnicy między 1/1.000.000 do 1/10.000 rozproszonych w ciekłym pożywce. Cała protoplazma komórkowa, która obejmuje zarówno cytoplazma, jak i nukleoplazmat, jest roztworem koloidalnym, ponieważ rozproszone białka wykazują wszystkie charakterystyki tych układów.

Białka są zdolne do tworzenia stabilnych układów koloidalnych, ponieważ zachowują się jako jony ładowane w roztworze i oddziałują według ich obciążeń, a po drugie, są w stanie przyciągnąć cząsteczki wody. Jak każdy koloid, ma właściwość utrzymania tego stanu zawiesiny, co daje stabilność komórek.

Wygląd cytoplazmy jest mętny, ponieważ cząsteczki, które go tworzą, są duże i załamują światło, zjawisko to nazywa się efektem Tyndall.

Z drugiej strony ruch Browna cząstek zwiększa spotkanie cząstek, sprzyjając reakcjom enzymatycznym w cytoplazmie komórkowej.

Właściwości tyksotropowe

Cytoplazma wykazuje właściwości tiotropowe, a także niektóre płyny nienewtonowe i pseudoplastyczne. Tixotropia odnosi się do zmian lepkości w czasie: gdy płyn jest poddawany wysiłku, jego lepkość maleje.

Może ci służyć: enterocyty

Substancje tixotropowe mają stabilność w stanie odpoczynku i zakłócanie płynności zysku. W codziennym środowisku jesteśmy w kontakcie z tego rodzaju materiałami, takimi jak sos pomidorowy i jogurt.

Cytoplazma zachowuje się jak hydrożel

Hydrożel jest substancją naturalną lub syntetyczną, która może być porowata lub nie i ma zdolność wchłaniania dużych ilości wody. Jego pojemność wydłużenia zależy od takich czynników, jak osmolarność środowiska, siła jonowa i temperatura.

Cytoplazma ma charakterystykę hydrożelu, ponieważ może wchłaniać ważne ilości wody, a objętość różni się w odpowiedzi za granicą. Właściwości te zostały potwierdzone w cytoplazmie ssaków.

Ruchy cyklu

Matryca cytoplazmatyczna jest w stanie wykonywać ruchy, które tworzą prąd cytoplazmatyczny lub przepływ. Ten ruch jest ogólnie obserwowany w najbardziej ciekłej fazie cytosolu i jest przyczyną przemieszczenia przedziałów komórkowych, takich jak pinosomy, fag.

Zjawisko to zaobserwowano w większości komórek zwierzęcych i roślinnych. Przedstawione ruchy Ameboid.

Fazy ​​cytosolu

Lepkość tej macierzy zmienia się w zależności od stężenia cząsteczek w komórce. Dzięki jego naturze koloidalnej w cytoplazmie można rozróżnić dwie fazy lub stany: faza słoneczna i faza żelowa. Pierwszy przypomina ciecz, podczas gdy drugi jest podobny do stałego dzięki większym stężeniu makrocząsteczek.

Na przykład w przygotowaniu żelatyny możemy rozróżnić oba stany. W fazie słonecznej cząstki można przenosić swobodnie w wodzie, jednak gdy roztwór jest ochłodzony, stwardniał i staje się rodzajem półsolidowego żelu.

W stanie żelu cząsteczki są w stanie utrzymać razem przez różne rodzaje połączeń chemicznych, w tym H-H, C-H lub C-N. W momencie, gdy ciepło jest przyłożone do roztworu, powróci do fazy słonecznej.

W warunkach naturalnych fazy inwestycje w tę matrycę zależą od różnych czynników fizjologicznych, mechanicznych i biochemicznych w środowisku komórkowym.

Bibliografia

1. Alberts, ur., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, k., & Walter, p. (2008). Biologia komórki molekularnej. Garland Science.
2. Campbell, n. DO., & Reece, J. B. (2007). biologia. Wyd. Pan -american Medical.
3. Fels, J., Orlov, s. N., & Grygorczyk, r. (2009). Hydrożelowa natura cytoplazmy ssaków przyczynia się do osmosensowania i wykrywania pH pozakomórkowego. Biofizyczny dziennik, 96(10), 4276-4285.
4. Luby-felps, k., Taylor, d. L., & Lanni, F. (1986). Sondowanie struktury cytoplazmy. The Journal of Cell Biology, 102(6), 2015-2022.
5. Ross, m. H., & Pawlina, w. (2007). Histologia. Tekst i kolor atlasu z biologią komórkową i molekularną, 5aed. Wyd. Pan -american Medical.
6. Tortora, g. J., Funke, ur. R., & Case, c. L. (2007). Wprowadzenie do mikrobiologii. Wyd. Pan -american Medical.