Wiadomo, że większość żywych istot składa się w 70 procentach lub więcej z wody w postaci wolnej lub związanej. Skąd tak wiele się bierze, gdzie jest zlokalizowane? Okazuje się, że każda komórka w swoim składzie ma aż 80% wody, a tylko reszta przypada na masę suchej masy.
A główna struktura „wody” to po prostu cytoplazma komórki. Jest to złożone, niejednorodne, dynamiczne środowisko wewnętrzne, którego cechy strukturalne i funkcje poznamy dalej.
Protoplast
Tego terminu używa się do określenia całej wewnętrznej zawartości każdej najmniejszej struktury eukariotycznej, oddzielonej błoną plazmatyczną od innych „kolegów”. Oznacza to, że obejmuje to cytoplazmę - wewnętrzne środowisko komórki, znajdujące się w niej organelle, jądro z jąderkami i materiał genetyczny.
Jakie organelle znajdują się wewnątrz cytoplazmy? To jest:
- rybosomy;
- mitochondria;
- EPS;
- Aparat Golgiego;
- lizosomy;
- włączenia komórek;
- wakuole (w roślinach i grzybach);
- centrum komórki;
- plastydy (w roślinach);
- rzęski i wici;
- mikrofilamenty;
- mikrotubule.
Jądro, oddzielone kariolemem, z jąderkami i cząsteczkami DNA, zawiera również cytoplazmę komórki. W centrum jest u zwierząt, bliżej ściany - w roślinach.
Tak więc strukturalne cechy cytoplazmy będą w dużej mierze zależeć od typu komórki, od samego organizmu, jego przynależności do królestwa żywych istot. Ogólnie zajmuje całą wolną przestrzeń wewnątrz i spełnia szereg ważnych funkcji.
Matrix lub hialoplazma
Struktura cytoplazmy komórki składa się głównie z jej podziału na części:
- hyaloplazma - stała część płynna;
- organelle;
- włączenia są zmiennymi strukturalnymi.
Matrix lub hialoplazma to główny składnik wewnętrzny, który może występować w dwóch stanach - popielatym i żelu.
Cytozol to cytoplazma komórkowa, która ma bardziej płynny charakter agregatów. Cytożel jest taki sam, ale w gęstszym stanie, bogatym w duże cząsteczki substancji organicznych. Ogólny skład chemiczny i właściwości fizyczne hialoplazmy są wyrażone w następujący sposób:
- bezbarwna, lepka substancja koloidalna, dość gęsta i śluzowata;
- ma jednak wyraźne zróżnicowanie pod względem organizacji strukturalnejze względu na mobilność można go łatwo zmienić;
- od wewnątrz jest reprezentowany przez cytoszkielet lub siatkę mikrobeleczkową, która jest utworzona z włókien białkowych (mikrotubul i mikrowłókien);
- na częściach tej sieci znajdują się wszystkie strukturalne części komórki jako całości, a dzięki mikrotubulom, aparacie Golgiego i ER, następuje między nimi wiadomość poprzez hialoplazmę.
W związku z tym hialoplazma jest ważną częścią, która zapewnia wiele funkcji cytoplazmy w komórce.
Skład cytoplazmy
Jeśli mówimy o składzie chemicznym, to udział wody w cytoplazmie wynosi około 70%. Jest to wartość średnia, ponieważ niektóre rośliny mają komórki, w których znajduje się nawet 90-95% wody. Sucha masa reprezentowana przez:
- białka;
- węglowodany;
- fosfolipidy;
- cholesterol i inne związki organiczne zawierające azot;
- elektrolity (sole mineralne);
- wtrącenia w postaci kropelek glikogenu (w komórkach zwierzęcych) i innych substancji.
Ogólna reakcja chemiczna medium jest alkaliczna lub lekko zasadowa. Jeśli zastanowimy się, jak znajduje się cytoplazma komórki, należy zauważyć taką cechę. Część jest zbierana na krawędzi, w obszarze plazmalemmy i nazywana jest ektoplazmą. Druga część jest zorientowana bliżej kariolemmy, nazywana jest endoplazmą.
Strukturę cytoplazmy komórkowej określają specjalne struktury - mikrotubule i mikrofilamenty, dlatego omówimy je bardziej szczegółowo.
Mikrotubule
Pustymałe wydłużone cząstki o wielkości do kilku mikrometrów. Średnica - od 6 do 25 nm. Ze względu na zbyt skąpe wskaźniki pełne i pojemne badanie tych struktur nie jest jeszcze możliwe, przyjmuje się jednak, że ich ściany składają się z substancji białkowej tubulina. Ten związek ma łańcuchową spiralnie skręconą cząsteczkę.
Niektóre funkcje cytoplazmy w komórce są wykonywane właśnie dzięki obecności mikrotubul. Na przykład biorą udział w budowaniu ścian komórkowych grzybów i roślin, niektórych bakterii. W komórkach zwierzęcych jest ich znacznie mniej. Również te struktury wykonują ruch organelli w cytoplazmie.
Mikrotubule same w sobie są niestabilne, zdolne do szybkiego rozpadu i ponownego formowania, od czasu do czasu odnawiane.
Mikrofilamenty
Wystarczająco ważne elementy cytoplazmy. Są to długie włókna aktyny (białko kuliste), które przeplatając się ze sobą, tworzą wspólną sieć - cytoszkielet. Inna nazwa to siatka mikrobeleczkowa. Jest to rodzaj cech strukturalnych cytoplazmy. Rzeczywiście, to właśnie dzięki takiemu cytoszkieletowi wszystkie organelle są trzymane razem, mogą bezpiecznie komunikować się ze sobą, przechodzą przez nie substancje i cząsteczki, a metabolizm jest realizowany.
Wiadomo jednak, że cytoplazma jest wewnętrznym środowiskiem komórki, które często jest zdolne do zmiany danych fizycznych: staje się bardziej płynne lub lepkie, zmienia swoją strukturę (przejście z zolu na żel i odwrotnie). Pod tym względem mikrofilamenty są dynamiczną, nietrwałą częścią, zdolną do:szybko odbudowuj, zmieniaj, rozpadaj się i ponownie uformuj.
Membrany plazmowe
Istotna dla komórki jest obecność dobrze rozwiniętych i normalnie funkcjonujących licznych struktur błonowych, które stanowią również rodzaj cech strukturalnych cytoplazmy. W końcu to przez bariery błony plazmatycznej transportowane są cząsteczki, składniki odżywcze i produkty przemiany materii, gazy do procesów oddychania i tak dalej. Dlatego większość organelli posiada takie struktury.
Są one, podobnie jak sieć, znajdują się w cytoplazmie i oddzielają wewnętrzną zawartość swoich gospodarzy od siebie nawzajem, od otoczenia. Chroń i chroń przed niechcianymi substancjami i szkodliwymi bakteriami.
Struktura większości z nich jest podobna - model płynno-mozaikowy, w którym każda plazmalemma jest biowarstwą lipidów, penetrowaną przez różne cząsteczki białek.
Ponieważ funkcje cytoplazmy w komórce to przede wszystkim przekazywanie wiadomości między wszystkimi jej częściami, obecność błon w większości organelli jest jedną ze strukturalnych części hialoplazmy. W kompleksie, wszyscy razem wykonują wspólne zadania, aby zapewnić żywotność komórki.
Rybosom
Małe (do 20 nm) zaokrąglone struktury, składające się z dwóch połówek - podjednostek. Te połówki mogą przez pewien czas istnieć zarówno razem, jak i rozdzielone. Podstawa składu: rRNA (rybosomalny kwas rybonukleinowy) i białko. Główna lokalizacja rybosomów w komórce:
- jądro i jąderka gdzietworzenie samych podjednostek na cząsteczce DNA;
- cytoplazma - tutaj rybosomy są ostatecznie formowane w jedną strukturę, łącząc połówki;
- błony jądra i retikulum endoplazmatycznego - rybosomy syntetyzują na nich białko i natychmiast wysyłają je do organelli;
- mitochondria i chloroplasty komórek roślinnych syntetyzują własne rybosomy wewnątrz organizmu i wykorzystują wyprodukowane białka, czyli pod tym względem istnieją autonomicznie.
Funkcje tych struktur to synteza i składanie makrocząsteczek białkowych, które są zużywane na życiową aktywność komórki.
Retikulum endoplazmatyczne i aparat Golgiego
Sieć kanalików, kanalików i pęcherzyków, tworzących system przewodzący wewnątrz komórki i rozmieszczona w całej cytoplazmie, nazywana jest siateczką endoplazmatyczną. Jego funkcja odpowiada strukturze - zapewnia wzajemne połączenie organelli ze sobą i transportuje cząsteczki składników odżywczych do organelli.
Kompleks, czyli aparat Golgiego, pełni funkcję gromadzenia niezbędnych substancji (węglowodanów, tłuszczów, białek) w systemie specjalnych wnęk. Są one ograniczone z cytoplazmy przez błony. Również to organoid jest miejscem syntezy tłuszczów i węglowodanów.
Peroksysomy i lizosomy
Lizosomy to małe, zaokrąglone struktury przypominające wypełnione płynem pęcherzyki. Są bardzo liczne i rozmieszczone w cytoplazmie, gdzie swobodnie poruszają się w obrębie komórki. Ich głównym zadaniem jest rozpuszczanie obcych cząstek,czyli eliminacja „wrogów” w postaci martwych odcinków struktur komórkowych, bakterii i innych molekuł.
Zawartość cieczy jest nasycona enzymami, więc lizosomy biorą udział w rozkładzie makrocząsteczek na ich jednostki monomeryczne.
Peroksysomy to małe owalne lub okrągłe organelle z pojedynczą błoną. Wypełniony płynną zawartością, w tym dużą liczbą różnych enzymów. Są jednym z głównych konsumentów tlenu. Pełnią swoje funkcje w zależności od rodzaju komórki, w której się znajdują. Synteza mieliny jest możliwa dla osłony włókien nerwowych, a także mogą one przeprowadzać utlenianie i neutralizację substancji toksycznych i różnych cząsteczek.
Mitochondria
Te struktury nie są na próżno nazywane stacjami zasilania (energii) komórki. W końcu to w nich dochodzi do powstawania głównych nośników energii - cząsteczek kwasu adenozynotrifosforowego, czyli ATP. Z wyglądu przypominają fasolę. Błona oddzielająca mitochondria od cytoplazmy jest podwójna. Struktura wewnętrzna jest mocno pofałdowana, aby zwiększyć powierzchnię do syntezy ATP. Fałdy nazywane są cristae, zawierają dużą liczbę różnych enzymów, które katalizują procesy syntezy.
Większość mitochondriów posiada komórki mięśniowe zwierząt i ludzi, ponieważ wymagają one dużej zawartości i zużycia energii.
Zjawisko cyklozy
Ruch cytoplazmy w komórce nazywa się cyklozą. Składa się z kilku typów:
- oscylacyjny;
- obrotowy lub okrągły;
- prążkowane.
Każdy ruch jest niezbędny, aby zapewnić szereg ważnych funkcji cytoplazmy: pełny ruch organelli wewnątrz hialoplazmy, równomierną wymianę składników odżywczych, gazów, energii i usuwanie metabolitów.
Cykloza występuje zarówno w komórkach roślinnych, jak i zwierzęcych, bez wyjątków. Jeśli się zatrzyma, ciało umrze. Dlatego proces ten jest również wskaźnikiem życiowej aktywności istot.
W związku z tym możemy stwierdzić, że cytoplazma komórki zwierzęcej, komórki roślinnej lub dowolnej komórki eukariotycznej jest bardzo dynamiczną, żywą strukturą.
Różnica między cytoplazmą komórek zwierzęcych i roślinnych
Właściwie jest kilka różnic. Ogólny plan budynku, pełnione funkcje są zupełnie podobne. Jednak nadal istnieją pewne rozbieżności. Na przykład:
- Cytoplazma komórek roślinnych zawiera więcej mikrotubul, które biorą udział w tworzeniu ich ścian komórkowych niż mikrowłókien. Zwierzęta robią coś przeciwnego.
- Inkluzje komórkowe w cytoplazmie roślin to ziarna skrobi, podczas gdy u zwierząt są to krople glikogenu.
- Komórka roślinna charakteryzuje się obecnością organelli, które nie występują u zwierząt. Są to plastydy, wakuole i ściana komórkowa.
Pod innymi względami obie struktury są identyczne pod względem składu i struktury cytoplazmy. Liczba niektórych linków elementarnych może się różnić, ale ich obecność jest obowiązkowa. Dlatego wartość cytoplazmy w komórce jakorośliny i zwierzęta są równie wspaniałe.
Rola cytoplazmy w komórce
Wartość cytoplazmy w komórce jest świetna, jeśli nie powiedzieć, że jest decydująca. Jest to przecież podstawa, na której znajdują się wszystkie ważne struktury, więc trudno przecenić jej rolę. Możemy sformułować kilka głównych punktów, które ujawniają to znaczenie.
- To właśnie jednoczy wszystkie części składowe komórki w jeden złożony, ujednolicony system, który gładko i zbiorowo przeprowadza procesy życiowe.
- Dzięki wodzie cytoplazma w komórce działa jako ośrodek wielu złożonych interakcji biochemicznych i fizjologicznych przemian substancji (glikoliza, odżywianie, wymiana gazowa).
- To jest główna "zdolność" do istnienia wszystkich organelli komórkowych.
- Za pomocą mikrowłókien i kanalików tworzy cytoszkielet, wiążąc organelle i umożliwiając im poruszanie się.
- To właśnie w cytoplazmie koncentruje się szereg katalizatorów biologicznych - enzymów, bez których nie zachodzi żadna reakcja biochemiczna.
Podsumowując, muszę powiedzieć, co następuje. Rola cytoplazmy w komórce jest praktycznie kluczowa, ponieważ jest ona podstawą wszelkich procesów, środowiskiem życia i substratem reakcji.
