Funkcie, diely a vlastnosti cytoplazmy

On cytoplazma Je to látka nachádzajúca sa vo vnútri buniek, ktorá obsahuje cytoplazmatickú matricu alebo cytosol a subcelulárne kompartmenty. Cytosól predstavuje trochu viac ako polovicu (približne 55%) celkového objemu bunky a je oblasť, v ktorej sa vyskytuje syntéza a degradácia proteínov, čo poskytuje primerané prostriedky na vykonanie potrebných metabolických reakcií, ktoré sa majú vykonať.

Všetky zložky prokaryotickej bunky sú v cytoplazme, zatiaľ čo v eukaryotoch existujú ďalšie divízie, ako napríklad jadro. V eukaryotických bunkách je zvyšný objem buniek (45%) obsadený cytoplazmatickými organelmi, ako sú mitochondrie, hladké a hrubé endoplazmatické retikula, jadro, peroxizómy, lyzozómy a endozoméry.

[TOC]

Všeobecné charakteristiky

Cytoplazma je látka, ktorá vyplňuje vnútornú stranu buniek a je rozdelená na dve zložky: kvapalná frakcia známa ako cytosol alebo cytoplazmatická matrica a organely, ktoré sú v ňom zabudované - v prípade eukaryotickej línie.

Cytosol je želatínová matrica cytoplazmy a pozostáva z obrovskej škály rozpustených látok, ako sú ióny, medziprodukty, sacharidy, lipidy, proteíny a kyseliny ribonukleovej (RNA). Môže byť prezentovaný v dvoch vzájomných fázach: gélová fáza a fáza Sol.

Pozostáva z koloidnej matrice podobnej vodnému gélu zloženej z vody - hlavne - a z vláknitej proteínovej siete zodpovedajúcej cytoskeletu, vrátane aktínu, mikrotubulov a stredných vlákien, okrem série doplnkových proteínov, ktoré prispievajú k vytvoreniu rámca.

Táto sieť tvorená proteínovými vláknami sa šíri v cytoplazme, čo jej dáva viskoelasticitu a charakteristiky kontraktilného gélu.

Cytoskelet je zodpovedný za poskytovanie podpory a stability bunkovej architektúry. Okrem účasti na transporte látok v cytoplazme a prispievaní k pohybu buniek, ako v fagocytóze. V nasledujúcej animácii môžete vidieť cytoplazmu živočíšnej bunky (cytoplazma):

Funkcia

Cytoplazma je druh molekulárnej polievky, kde enzymatické reakcie, ktoré sú nevyhnutné na udržanie funkcie buniek.

Je to ideálny transportný prostriedok pre procesy bunkových respirácií a pre biosyntézu reakcie, pretože molekuly nie sú v strede solubilizované a plávajú sa v cytoplazme, pripravené na použitie.

Okrem toho môže vďaka svojmu chemickému zloženiu cytoplazma fungovať ako tlmivý roztok alebo tlmič nárazu. Slúži tiež ako vhodný prostriedok na pozastavenie organel, ktorý ich chráni - a genetický materiál obmedzený v jadre - náhlych pohybov a možných kolízií.

Cytoplazma prispieva k pohybu živín a posunu buniek vďaka generovaniu cytoplazmatického toku. Tento jav spočíva v pohybe cytoplazmy.  

Prúdy cytoplazmy sú obzvlášť dôležité vo veľkých rastlinných bunkách a pomáhajú urýchliť proces distribúcie materiálu.

Komponenty

Cytoplazma, vnútorný priestor bunky

Cytoplazma sa skladá z cytoplazmatickej matrice alebo cytosolu a organel, ktoré sú zabudované do tejto želatínovej látky. Každý bude opísaný nižšie do hĺbky:

Cytosol

Cytosol je bezfarebná látka, niekedy sivastá, želatínová a priesvitná, ktorá sa nachádza mimo organely. Uvažuje sa o rozpustnej časti cytoplazmy.

Môže vám slúžiť: GLUT4: Charakteristiky, štruktúra, funkcie

Najhojnejšou zložkou tejto matrice je voda, ktorá sa tvorí medzi 65 a 80% z celkového zloženia, s výnimkou kostných buniek, v láske k zubom a semenám.

Pokiaľ ide o jeho chemické zloženie, 20% zodpovedá proteínovým molekulám. Má viac ako 46 prvkov používaných bunkou. Z toho iba 24 sa považuje za nevyhnutných pre život.

Medzi najvýznamnejšie prvky je možné spomenúť uhlík, vodík, dusík, kyslík, fosfor a síra.

Podobne táto matica je bohatá na ióny a retencia z nich spôsobuje zvýšenie osmotického tlaku bunky. Tieto ióny pomáhajú udržiavať optimálnu rovnováhu kyseliny v bunkovom prostredí.

Rozmanitosť iónov nachádzajúcich sa v cytosóle sa líši podľa študovaného typu bunky. Napríklad svalové a nervové bunky majú vysoké koncentrácie draslíka a horčíka, zatiaľ čo vápnikový ión je obzvlášť hojný v krvinkách.

Membránové organely

V prípade eukaryotických buniek je v cytoplazmatickej matrice množstvo subcelulárnych kompartmentov zabudovaných. Tieto sa dajú rozdeliť na membránové a diskrétne organely.

Do prvej skupiny patria endoplazmatické retikula a Golgiho aparát, obidve sú membrány s vreckom, ktoré sú vzájomne prepojené. Z tohto dôvodu je ťažké definovať limit jej štruktúry. Okrem toho majú tieto kompartmenty priestorovú a časovú kontinuitu s plazmatickou membránou.

Endoplazmatický retikulum je rozdelený na hladké alebo drsné v závislosti od prítomnosti alebo nie ribozómov. Hladký je zodpovedný za metabolizmus malých molekúl, má mechanizmy detoxikácie a syntézu lipidov a steroidov.

Naopak, hrubý endoplazmatický retikula má ribozómy ukotvené k svojej membráne a je zodpovedný hlavne za syntézu proteínov, ktoré bude vylučované bunkou.

Golgi prístroj je súbor disco vriec a zúčastňuje sa na membránach a syntéze proteínov. Okrem toho má enzymatické zariadenie potrebné na modifikáciu proteínov a lipidov vrátane glykozylácie. Zúčastňujú sa tiež na skladovaní a distribúcii lyzozómov a peroxizómov.

Diskrétne organely

Druhá skupina sa skladá z intracelulárnych organel, ktoré sú diskrétne a ich limity sú jasne pozorované prítomnosťou membrán.

Sú izolované od ostatných organel zo štrukturálneho a fyzikálneho hľadiska, hoci môžu existovať interakcie s inými kompartmentmi, napríklad mitochondrie môžu interagovať s membránovými organelami.

V tejto skupine sú mitochondrie, organely, ktoré majú enzýmy potrebné na vykonávanie nevyhnutných metabolických trás, ako je cyklus kyseliny citrónovej, reťazec transportu elektrónov, syntéza ATP a B-oxidácia mastných kyselín.

Lyzozómy sú tiež diskrétne organely a sú zodpovedné za ukladanie hydrolytických enzýmov, ktoré pomáhajú reabsorpcii proteínov, ničiť baktérie a degradáciu cytoplazmatických organel.

Zúčastňujú sa mikrokana (peroxizómy) sú oxidačné reakcie. Tieto štruktúry majú enzým catlasu, ktorý pomáha prevádzať peroxid vodíka - toxický metabolizmus - v neškodných látkach pre bunku: voda a kyslík. V týchto telách dochádza k oxidácii mastných kyselín.

Môže vám slúžiť: čo je plazmogamia?

V prípade rastlín existujú ďalšie organely nazývané plasty. Tieto vykonávajú desiatky funkcií v rastlinnej bunke a najvýznamnejšie sú chloroplasty, kde sa vyskytuje fotosyntéza.

Nemecké organely

Bunka má tiež štruktúry, ktoré nie sú vymedzené biologickými membránami. Medzi nimi patrí komponenty cytoskeletu, ktoré zahŕňajú mikrotubuly, intermeny a aktínové mikrofilamenty.

Actínové vlákna sa skladajú z guľôčkových molekúl a sú flexibilné reťazce, zatiaľ čo stredné vlákna sú odolnejšie a zložené z rôznych proteínov. Tieto proteíny sú zodpovedné za zabezpečenie rezistencie na trakciu a poskytujú bunkovú pevnosť.

Centriolos sú štrukturálnym duom vo forme valca a sú tiež nemecké organely. Nachádzajú sa v organizovaných korteómoch alebo v strede mikrotubulov. Tieto štruktúry vedú k bazálnym telám cilie.

Nakoniec existujú ribozómy, štruktúry tvorené proteínmi a ribozomálnymi RNA, ktoré sa zúčastňujú na procese translácie (syntéza proteínov). Môžu byť voľné v cytosóle alebo môžu byť ukotvené do hrubého endoplazmatického retikula.

Niekoľko autorov však nepovažuje, že ribozómy sa musia klasifikovať ako samotné organely.

Inklúzia

Inklúzie sú komponenty cytoplazmy, ktoré nezodpovedajú organelom a vo väčšine prípadov nie sú obklopené lipidovými membránami.

Táto kategória obsahuje vysoký počet heterogénnych štruktúr, ako sú pigmenty, kryštály, tuk, glykogén a niektoré odpadové látky.

Tieto telá môžu byť obklopené enzýmami, ktoré sa podieľajú na syntéze makromolekúl z látky prítomnej do zahrnutia. Napríklad niekedy môže byť glykogén obklopený enzýmami, ako je syntéza alebo glykogén glykogén fosforyláza.

Inklúzie sú bežné v pečeňových bunkách a svalových bunkách. Rovnakým spôsobom majú inklúzie vlasov a pokožky pigmenty, ktoré im dávajú charakteristické sfarbenie týchto štruktúr.

Vlastnosti cytoplazmy

Je to koloid

Chemicky je cytoplazma koloidom, takže má charakteristiky roztoku a súčasne suspenziu. Skladá sa z molekúl s nízkou molekulovou hmotnosťou, ako sú soli a glukóza, a tiež molekulami väčšej hmoty, ako sú proteíny.

Koloidný systém môže byť definovaný ako zmes častíc priemeru medzi 1/1.000.000 až 1/10.000 rozptýlených v kvapalnom médiu. Celá bunková protoplazma, ktorá obsahuje cytoplazmu aj nukleoplasma, je koloidným roztokom, pretože rozptýlené proteíny vykazujú všetky charakteristiky týchto systémov.

Proteíny sú schopné tvoriť stabilné koloidné systémy, pretože sa správajú ako ióny naložené v roztoku a interagujú podľa ich zaťaženia a po druhé, sú schopné prilákať molekuly vody. Rovnako ako každý koloid, má vlastnosť udržiavania tohto stavu suspenzie, čo dáva bunkám stabilitu.

Vzhľad cytoplazmy je kalný, pretože molekuly, ktoré ho tvoria, sú veľké a lámajú svetlo, tento jav sa nazýva Tyndall Effect.

Na druhej strane, Brownov pohyb častíc zvyšuje stretnutie častíc a uprednostňuje enzymatické reakcie v bunkovej cytoplazme.

Tyxotropné vlastnosti

Cytoplazma vykazuje tiotropné vlastnosti, ako aj niektoré newtonské a pseudoplastické tekutiny. Tixotropia sa vzťahuje na zmeny viskozity v priebehu času: keď je tekutina vystavená úsiliu, jej viskozita klesá.

Môže vám slúžiť: enterocyty

Tixotropné látky majú stabilitu v stave odpočinku a keď sú narušené, zisk plynulosť. V dennom prostredí sme v kontakte s týmto typom materiálov, ako je paradajková omáčka a jogurt.

Cytoplazma sa správa ako hydrogel

Hydrogel je prírodná alebo syntetická látka, ktorá môže byť pórovitá alebo nie a má schopnosť absorbovať vysoké množstvo vody. Jeho kapacita rozšírenia závisí od faktorov, ako je osmolarita životného prostredia, iónová sila a teplota.

Cytoplazma má charakteristiku hydrogélu, pretože môže absorbovať dôležité množstvo vody a objem sa líši v reakcii v zahraničí. Tieto vlastnosti boli potvrdené v cytoplazme cicavcov.

Pohyby cyklu

Cytoplazmatická matica je schopná robiť pohyby, ktoré vytvárajú cytoplazmatický prúd alebo tok. Tento pohyb sa všeobecne pozoruje v najviac tekutej fáze cytosolu a je príčinou posunu bunkových kompartmentov, ako sú pinozómy, fág.

Tento jav bol pozorovaný vo väčšine živočíšnych a rastlinných buniek. Prezentované pohyby Ameboid.

Fáza cytosólu

Viskozita tejto matrice sa líši v závislosti od koncentrácie molekúl v bunke. Vďaka svojej koloidnej povahe v cytoplazme môžete rozlíšiť dve fázy alebo stavy: fáza slnka a gélová fáza. Prvé pripomienky tekutiny, zatiaľ čo druhá je podobná ako pevná látka vďaka väčšej koncentrácii makromolekúl.

Napríklad pri príprave želatíny môžeme rozlíšiť oba štáty. Vo fáze slnka sa častice môžu voľne pohybovať vo vode, avšak keď je roztok ochladený, stvrdne a stáva sa akýmsi polopriepustným gélom.

V gélovom stave sú molekuly schopné držať sa spolu s rôznymi typmi chemických väzieb vrátane H-H, C-H alebo C-N. V okamihu, keď sa teplo aplikuje na roztok, sa vráti do slnečnej fázy.

V prírodných podmienkach fázy investície do tejto matrice závisia od rôznych fyziologických, mechanických a biochemických faktorov v bunkovom prostredí.

Odkazy

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Biológia molekulárnej bunky. Girlandská veda.
2. Campbell, n. Do., & Reece, J. B. (2007). biológia. Edimatizovať. Pan -American Medical.
3. Fels, J., Orlov, s. N., & Grygorczyk, R. (2009). Hydrogélová povaha cytoplazmy cicavcov prispieva k osmosenzovaniu a snímaniu extracelulárneho pH. Biofyzikálny časopis, 96(10), 4276-4285.
4. Luby-Phelps, K., Taylor, D. L., & Lanni, f. (1986). Skúmanie štruktúry cytoplazmy. The Journal of Cell Biology, 102(6), 2015-2022.
5. Ross, m. H., & Pawlina, W. (2007). Histológia. Farba textu a atlas s bunkovou a molekulárnou biológiou, 5aed. Edimatizovať. Pan -American Medical.
6. Tortora, G. J., Funke, b. R., & Case, c. L. (2007). Úvod do mikrobiológie. Edimatizovať. Pan -American Medical.