Det er kendt, at de fleste levende væsener er sammensat af vand i fri eller bundet form med 70 procent eller mere. Hvor kommer det så meget fra, hvor er det lokaliseret? Det viser sig, at hver celle i dens sammensætning har op til 80 % vand, og kun resten falder på massen af tørstof.
Og den vigtigste "vand"-struktur er kun cellens cytoplasma. Dette er et komplekst, heterogent, dynamisk internt miljø med de strukturelle træk og funktioner, som vi vil stifte nærmere bekendtskab med.
Protoplast
Dette udtryk bruges til at betegne hele det indre indhold af enhver eukaryot mindste struktur, adskilt af en plasmamembran fra dens andre "kolleger". Det vil sige, at dette omfatter cytoplasmaet - cellens indre miljø, organellerne i den, kernen med nukleoler og genetisk materiale.
Hvilke organeller er placeret inde i cytoplasmaet? Dette er:
- ribosomer;
- mitokondrier;
- EPS;
- Golgi-apparat;
- lysosomer;
- celleindeslutninger;
- vakuoler (i planter og svampe);
- cellecenter;
- plastider (i planter);
- cilia og flageller;
- mikrofilamenter;
- mikrotubuli.
Kernen, adskilt af et karyolemma, med nukleoler og DNA-molekyler, indeholder også cellens cytoplasma. I midten er det i dyr, tættere på væggen - i planter.
Således vil de strukturelle træk ved cytoplasmaet i høj grad afhænge af celletypen, af organismen selv, dens tilhørsforhold til riget af levende væsener. Generelt optager den al den ledige plads indeni og udfører en række vigtige funktioner.
Matrix eller hyaloplasma
Strukturen af en celles cytoplasma består primært af dens opdeling i dele:
- hyaloplasma - permanent flydende del;
- organeller;
- inkluderinger er strukturvariable.
Matrix, eller hyaloplasma, er den indre hovedkomponent, som kan være i to tilstande - aske og gel.
Cytosol er et cellecytoplasma, der har en mere flydende aggregatkarakter. Cytogelen er den samme, men i en tættere tilstand, rig på store molekyler af organiske stoffer. Hyaloplasmaets generelle kemiske sammensætning og fysiske egenskaber er udtrykt som følger:
- farveløst, tyktflydende kolloidt stof, ret tykt og slimet;
- har dog en klar differentiering med hensyn til strukturel organisationpå grund af mobilitet, kan nemt ændre det;
- fra indersiden er repræsenteret af et cytoskelet eller mikrotrabekulært gitter, som er dannet af proteinfilamenter (mikrotubuli og mikrofilamenter);
- på dele af dette gitter er alle de strukturelle dele af cellen som helhed placeret, og på grund af mikrotubuli, Golgi-apparatet og ER, opstår der en besked mellem dem gennem hyaloplasmaet.
Hyaloplasma er således en vigtig del, der giver mange funktioner i cytoplasmaet i cellen.
sammensætning af cytoplasma
Hvis vi taler om den kemiske sammensætning, så udgør andelen af vand i cytoplasmaet omkring 70%. Dette er en gennemsnitsværdi, fordi nogle planter har celler, hvori op til 90-95% vand. Tørstof repræsenteret ved:
- proteiner;
- kulhydrater;
- fosfolipider;
- kolesterol og andre nitrogenholdige organiske forbindelser;
- elektrolytter (minerals alte);
- indeslutninger i form af glykogendråber (i dyreceller) og andre stoffer.
Mediets generelle kemiske reaktion er alkalisk eller svagt alkalisk. Hvis vi overvejer, hvordan cellens cytoplasma er placeret, skal en sådan funktion bemærkes. Delen samles i kanten, i området af plasmalemmaet, og kaldes ektoplasma. Den anden del er orienteret tættere på karyolemmaet, kaldes endoplasmaet.
Strukturen af cellecytoplasmaet er bestemt af specielle strukturer - mikrotubuli og mikrofilamenter, så vi vil overveje dem mere detaljeret.
Mikrotubuli
Hollowsmå aflange partikler op til flere mikrometer i størrelse. Diameter - fra 6 til 25 nm. På grund af for sparsomme indikatorer er en fuldstændig og rummelig undersøgelse af disse strukturer endnu ikke mulig, dog antages det, at deres vægge består af proteinstoffet tubulin. Denne forbindelse har et kæde spiralformet snoet molekyle.
Nogle funktioner af cytoplasmaet i cellen udføres netop på grund af tilstedeværelsen af mikrotubuli. Så for eksempel er de involveret i at bygge cellevæggene af svampe og planter, nogle bakterier. I dyreceller er de meget færre. Det er også disse strukturer, der udfører bevægelsen af organeller i cytoplasmaet.
Mikrotubuli i sig selv er ustabile, i stand til hurtigt at gå i opløsning og dannes igen og fornyes fra tid til anden.
Microfilaments
Tilstrækkeligt vigtige elementer i cytoplasmaet. De er lange filamenter af actin (globulært protein), som sammenflettet med hinanden danner et fælles netværk - cytoskelettet. Et andet navn er mikrotrabekulært gitter. Dette er en slags strukturelle træk ved cytoplasmaet. Det er faktisk takket være et sådant cytoskelet, at alle organeller holdes sammen, de kan sikkert kommunikere med hinanden, stoffer og molekyler passerer gennem dem, og metabolisme udføres.
Det er dog kendt, at cytoplasmaet er cellens indre miljø, som ofte er i stand til at ændre dens fysiske data: blive mere flydende eller tyktflydende, ændre dens struktur (overgang fra sol til gel og omvendt). I denne henseende er mikrofilamenter en dynamisk, labil del, der er i stand tilhurtigt genopbygge, ændre, gå i opløsning og form igen.
Plasmamembraner
Tilstedeværelsen af veludviklede og norm alt fungerende talrige membranstrukturer er vigtig for cellen, som også udgør en slags strukturelle træk ved cytoplasmaet. Det er trods alt gennem plasmamembranbarriererne, at molekyler, næringsstoffer og stofskifteprodukter, gasser til respirationsprocesser og så videre transporteres. Det er derfor, de fleste organeller har disse strukturer.
De er, ligesom et netværk, placeret i cytoplasmaet og afgrænser deres værters indre indhold fra hinanden, fra miljøet. Beskyt og beskyt mod uønskede stoffer og skadelige bakterier.
Strukturen af de fleste af dem er ens - en væske-mosaikmodel, der betragter hvert plasmalemma som et biolag af lipider, gennemtrængt af forskellige proteinmolekyler.
Da cytoplasmaets funktioner i cellen primært er en transportmeddelelse mellem alle dens dele, er tilstedeværelsen af membraner i de fleste organeller en af de strukturelle dele af hyaloplasmaet. I et kompleks udfører de alle sammen fælles opgaver for at sikre cellens levetid.
Ribosom
Små (op til 20 nm) afrundede strukturer, bestående af to halvdele - underenheder. Disse halvdele kan eksistere både sammen og adskilt i nogen tid. Grundlaget for sammensætningen: rRNA (ribosomal ribonukleinsyre) og protein. Den vigtigste lokalisering af ribosomer i cellen:
- kerne og nukleoler hvordannelsen af selve underenhederne på DNA-molekylet;
- cytoplasma - ribosomer her er endelig formet til en enkelt struktur, der forener halvdelene;
- membraner i kernen og endoplasmatisk reticulum - ribosomer syntetiserer protein på dem og sender det straks ind i organellerne;
- mitokondrier og kloroplaster af planteceller syntetiserer deres egne ribosomer inde i kroppen og bruger de producerede proteiner, dvs. i denne henseende eksisterer de autonomt.
Funktionerne af disse strukturer er syntese og samling af proteinmakromolekyler, som bruges på cellens vitale aktivitet.
Endoplasmatisk retikulum og Golgi-apparat
Talrige netværk af tubuli, tubuli og vesikler, der danner et ledende system inde i cellen og placeret i hele cytoplasmaet, kaldes det endoplasmatiske reticulum eller reticulum. Dens funktion svarer til strukturen - at sikre sammenkoblingen af organeller med hinanden og transportere næringsstofmolekyler til organeller.
Golgi-komplekset, eller apparatet, udfører funktionen med at akkumulere de nødvendige stoffer (kulhydrater, fedtstoffer, proteiner) i et system af specielle hulrum. De er begrænset fra cytoplasmaet af membraner. Det er også denne organoid, der er stedet for syntesen af fedt og kulhydrater.
Peroxisomer og lysosomer
Lysosomer er små, afrundede strukturer, der ligner væskefyldte vesikler. De er meget talrige og fordelt i cytoplasmaet, hvor de bevæger sig frit inde i cellen. Deres hovedopgave er opløsning af fremmede partikler,det vil sige eliminering af "fjender" i form af døde dele af cellulære strukturer, bakterier og andre molekyler.
Væskeindholdet er mættet med enzymer, så lysosomer deltager i nedbrydningen af makromolekyler til deres monomerenheder.
Peroxisomer er små ovale eller runde organeller med en enkelt membran. Fyldt med væskeindhold, herunder en lang række forskellige enzymer. De er en af hovedforbrugerne af ilt. De udfører deres funktioner afhængigt af den type celle, hvori de er placeret. Myelinsyntese er mulig for kappen af nervefibre, og de kan også udføre oxidation og neutralisering af giftige stoffer og forskellige molekyler.
Mitokondrier
Disse strukturer kaldes ikke forgæves cellens kraftstationer (energi). Det er trods alt i dem, at dannelsen af de vigtigste energibærere forekommer - molekylerne af adenosintriphosphorsyre eller ATP. I udseende ligner de bønner. Membranen, der adskiller mitokondrierne fra cytoplasmaet, er dobbelt. Den indre struktur er meget foldet for at øge overfladearealet for ATP-syntese. Folderne kaldes cristae, de indeholder et stort antal forskellige enzymer til at katalysere synteseprocesserne.
Mest af alle mitokondrier har muskelceller i dyr og mennesker, da de kræver et højt indhold og energiforbrug.
Cyclose-fænomen
Bevægelsen af cytoplasmaet i cellen kaldes cyklose. Den består af flere typer:
- oscillerende;
- roterende eller cirkulært;
- striated.
Enhver bevægelse er nødvendig for at sikre en række vigtige funktioner i cytoplasmaet: fuld bevægelse af organeller inde i hyaloplasmaet, ensartet udveksling af næringsstoffer, gasser, energi og fjernelse af metabolitter.
Cyclose forekommer i både plante- og dyreceller uden undtagelser. Hvis det stopper, så dør kroppen. Derfor er denne proces også en indikator for væseners vitale aktivitet.
Således kan vi konkludere, at cytoplasmaet i en dyrecelle, plantecelle, enhver eukaryot celle er en meget dynamisk, levende struktur.
Forskellen mellem cytoplasmaet i dyre- og planteceller
Faktisk er der få forskelle. Bygningens generelle plan, de udførte funktioner er fuldstændig ens. Der er dog stadig nogle uoverensstemmelser. Så for eksempel:
- Plantecellers cytoplasma indeholder flere mikrotubuli, der deltager i dannelsen af deres cellevægge, end mikrofilamenter. Dyr gør det modsatte.
- Celleindeslutninger i planters cytoplasma er stivelseskorn, mens de hos dyr er dråber af glykogen.
- Plantecellen er karakteriseret ved tilstedeværelsen af organeller, som ikke findes i dyr. Disse er plastider, vakuole og cellevæg.
I andre henseender er begge strukturer identiske i sammensætning og struktur af cytoplasmaet. Antallet af visse elementære links kan variere, men deres tilstedeværelse er obligatorisk. Derfor er værdien af cytoplasmaet i cellen somplanter og dyr er lige gode.
Cytoplasmaets rolle i cellen
Værdien af cytoplasmaet i cellen er stor, hvis ikke for at sige, at den er afgørende. Det er trods alt grundlaget, hvor alle vitale strukturer er placeret, så det er svært at overvurdere dens rolle. Vi kan formulere flere hovedpunkter, der afslører denne betydning.
- Det er det, der forener alle cellens bestanddele i ét komplekst forenet system, der udfører livets processer jævnt og kollektivt.
- På grund af vand fungerer cytoplasmaet i cellen som et medium for adskillige komplekse biokemiske interaktioner og fysiologiske transformationer af stoffer (glykolyse, ernæring, gasudveksling).
- Dette er den vigtigste "kapacitet" for eksistensen af alle celleorganeller.
- Ved brug af mikrofilamenter og tubuli danner den cytoskelettet, binder organeller og lader dem bevæge sig.
- Det er i cytoplasmaet, at en række biologiske katalysatorer er koncentreret - enzymer, uden hvilke der ikke sker nogen biokemisk reaktion.
Opsummerende må jeg sige følgende. Cytoplasmaets rolle i cellen er praktisk t alt nøglen, da det er grundlaget for alle processer, livets miljø og substratet for reaktioner.
