Znano je, da je večina živih bitij sestavljena iz vode v prosti ali vezani obliki za 70 odstotkov ali več. Od kod je toliko, kje je lokalizirana? Izkazalo se je, da ima vsaka celica v svoji sestavi do 80% vode, le preostanek pade na maso suhe snovi.
In glavna "vodna" struktura je samo citoplazma celice. To je kompleksno, heterogeno, dinamično notranje okolje, s strukturnimi značilnostmi in funkcijami, ki se ga bomo seznanili še naprej.
Protoplast
Ta izraz se uporablja za označevanje celotne notranje vsebine katere koli najmanjše evkariontske strukture, ločene s plazemsko membrano od njenih drugih "kolegov". To pomeni, da to vključuje citoplazmo - notranje okolje celice, organele, ki se nahajajo v njej, jedro z nukleoli in genetski material.
Katere organele se nahajajo znotraj citoplazme? To je:
- ribosomi;
- mitohondrije;
- EPS;
- Golgijev aparat;
- lizosomi;
- vključki celic;
- vakuole (v rastlinah in glivah);
- cell center;
- plastidi (v rastlinah);
- cilia in flagella;
- mikrofilamenti;
- mikrotubule.
Jedro, ločeno s kariolemo, z nukleoli in molekulami DNK, vsebuje tudi citoplazmo celice. V središču je v živalih, bližje steni - v rastlinah.
Tako bodo strukturne značilnosti citoplazme v veliki meri odvisne od vrste celice, od samega organizma, njegove pripadnosti kraljestvu živih bitij. Na splošno zaseda ves prosti prostor v notranjosti in opravlja številne pomembne funkcije.
Matrika ali hialoplazma
Struktura citoplazme celice je sestavljena predvsem iz njene delitve na dele:
- hialoplazma - stalni tekoči del;
- organele;
- vključki so strukturne spremenljivke.
Matriks ali hialoplazma je glavna notranja komponenta, ki je lahko v dveh stanjih - pepel in gel.
Cytosol je celična citoplazma, ki ima bolj tekoči agregatni značaj. Citogel je enak, vendar v gostejšem stanju, bogat z velikimi molekulami organskih snovi. Splošna kemična sestava in fizikalne lastnosti hialoplazme so izražene na naslednji način:
- brezbarvna, viskozna koloidna snov, precej gosta in sluzasta;
- Vendar imajasno razlikovanje v smislu strukturne organizacijezaradi mobilnosti ga lahko enostavno spremenite;
- od znotraj predstavlja citoskelet ali mikrotrabekularna mreža, ki jo tvorijo beljakovinski filamenti (mikrotubule in mikrofilamenti);
- na delih te mreže se nahajajo vsi strukturni deli celice kot celote in zaradi mikrotubulov, Golgijevega aparata in ER se med njima prek hialoplazme pojavi sporočilo.
Tako je hialoplazma pomemben del, ki zagotavlja številne funkcije citoplazme v celici.
Sestava citoplazme
Če govorimo o kemični sestavi, potem delež vode v citoplazmi predstavlja približno 70%. To je povprečna vrednost, saj imajo nekatere rastline celice, v katerih je do 90-95% vode. Suha snov, ki jo predstavlja:
- proteini;
- ogljikovi hidrati;
- fosfolipidi;
- holesterol in druge organske spojine, ki vsebujejo dušik;
- elektroliti (mineralne soli);
- vključki v obliki glikogenskih kapljic (v živalskih celicah) in drugih snovi.
Splošna kemijska reakcija medija je alkalna ali rahlo alkalna. Če upoštevamo, kako se nahaja citoplazma celice, je treba opozoriti na takšno lastnost. Del se zbere na robu, v predelu plazmaleme, in se imenuje ektoplazma. Drugi del je usmerjen bližje kariolemi, imenujemo endoplazma.
Strukturo celične citoplazme določajo posebne strukture - mikrotubule in mikrofilamenti, zato jih bomo podrobneje obravnavali.
mikrotubule
Votlomajhni podolgovati delci, veliki do nekaj mikrometrov. Premer - od 6 do 25 nm. Zaradi premajhnih kazalnikov popolna in obsežna študija teh struktur še ni mogoča, vendar se domneva, da so njihove stene sestavljene iz beljakovinske snovi tubulina. Ta spojina ima verižno spiralno zasukano molekulo.
Nekatere funkcije citoplazme v celici se izvajajo prav zaradi prisotnosti mikrotubul. Tako na primer sodelujejo pri gradnji celičnih sten gliv in rastlin, nekaterih bakterij. V živalskih celicah jih je veliko manj. Prav te strukture izvajajo gibanje organelov v citoplazmi.
Mikrotubule so nestabilne, sposobne se hitro razkrojiti in ponovno oblikovati ter se občasno obnavljati.
mikrofilamenti
Dovolj pomembni elementi citoplazme. So dolgi filamenti aktina (kroglaste beljakovine), ki se med seboj prepletajo in tvorijo skupno mrežo - citoskelet. Drugo ime je mikrotrabekularna mreža. To je neke vrste strukturne značilnosti citoplazme. Dejansko se zahvaljujoč takšnemu citoskeletu vse organele držijo skupaj, lahko varno komunicirajo med seboj, skozi njih prehajajo snovi in molekule ter se izvaja presnova.
Vendar je znano, da je citoplazma notranje okolje celice, ki je pogosto sposobna spremeniti svoje fizične podatke: postane bolj tekoča ali viskozna, spremeni svojo strukturo (prehod iz sol v gel in obratno). V zvezi s tem so mikrofilamenti dinamičen, labilen del, ki je zmoženhitro obnoviti, spremeniti, razkrojiti in ponovno oblikovati.
plazemske membrane
Za celico je pomembna prisotnost dobro razvitih in normalno delujočih številnih membranskih struktur, ki so tudi neke vrste strukturne značilnosti citoplazme. Navsezadnje se skozi plazemske membranske pregrade prenašajo molekule, hranila in presnovni produkti, plini za dihalne procese itd. Zato ima večina organelov te strukture.
Tako kot mreža se nahajajo v citoplazmi in ločujejo notranjo vsebino svojih gostiteljev drug od drugega, od okolja. Zaščitite in zaščitite pred neželenimi snovmi in škodljivimi bakterijami.
Struktura večine je podobna - tekoči-mozaični model, ki vsako plazmalemo obravnava kot bioplast lipidov, ki ga prežemajo različne beljakovinske molekule.
Ker so funkcije citoplazme v celici predvsem transportno sporočilo med vsemi njenimi deli, je prisotnost membran v večini organelov eden od strukturnih delov hialoplazme. V kompleksu vsi skupaj opravljajo skupne naloge za zagotavljanje življenjske dobe celice.
ribosome
Majhne (do 20 nm) zaobljene strukture, sestavljene iz dveh polovic - podenot. Te polovice lahko nekaj časa obstajata tako skupaj kot ločeno. Osnova sestave: rRNA (ribosomska ribonukleinska kislina) in beljakovine. Glavna lokalizacija ribosomov v celici:
- jedro in nukleoli kjetvorba samih podenot na molekuli DNK;
- citoplazma - ribosomi so končno oblikovani v enotno strukturo, ki združuje polovice;
- membrane jedra in endoplazmatskega retikuluma - ribosomi na njih sintetizirajo beljakovine in jih takoj pošljejo v organele;
- mitohondriji in kloroplasti rastlinskih celic sintetizirajo lastne ribosome znotraj telesa in uporabljajo proizvedene beljakovine, torej v tem pogledu obstajajo avtonomno.
Funkcije teh struktur so sinteza in sestavljanje beljakovinskih makromolekul, ki se porabijo za vitalno aktivnost celice.
Endoplazemski retikulum in Golgijev aparat
Številna mreža tubulov, tubulov in veziklov, ki tvorijo prevodni sistem znotraj celice in se nahajajo po vsej citoplazmi, se imenuje endoplazmatski retikulum ali retikulum. Njegova funkcija ustreza strukturi - zagotavlja medsebojno povezanost organelov med seboj in prenaša molekule hranil do organelov.
Golgijev kompleks ali aparat opravlja funkcijo kopičenja potrebnih snovi (ogljikovih hidratov, maščob, beljakovin) v sistemu posebnih votlin. Od citoplazme so omejeni z membranami. Prav ta organoid je tudi mesto sinteze maščob in ogljikovih hidratov.
Peroksisomi in lizosomi
Lizosomi so majhne, zaobljene strukture, ki spominjajo na mehurčke, napolnjene s tekočino. So zelo številni in razporejeni v citoplazmi, kjer se prosto gibljejo znotraj celice. Njihova glavna naloga je raztapljanje tujih delcev,to je odpravljanje "sovražnikov" v obliki mrtvih delov celičnih struktur, bakterij in drugih molekul.
Vsebina tekočine je nasičena z encimi, tako da lizosomi sodelujejo pri razgradnji makromolekul na njihove monomerne enote.
Peroksisomi so majhne ovalne ali okrogle organele z eno membrano. Napolnjena s tekočo vsebino, vključno z velikim številom različnih encimov. So eden glavnih porabnikov kisika. Svoje funkcije opravljajo glede na vrsto celice, v kateri se nahajajo. Sinteza mielina je možna za ovojnico živčnih vlaken, izvajajo pa lahko tudi oksidacijo in nevtralizacijo strupenih snovi in različnih molekul.
mitohondrije
Te strukture niso zaman imenovane energetske (energetske) postaje celice. Konec koncev, v njih nastanejo glavni nosilci energije - molekule adenozin trifosforne kisline ali ATP. Po videzu spominjajo na fižol. Membrana, ki ločuje mitohondrije od citoplazme, je dvojna. Notranja struktura je močno nagubana, da se poveča površina za sintezo ATP. Gube se imenujejo kriste, vsebujejo veliko število različnih encimov, ki katalizirajo procese sinteze.
Večina vseh mitohondrijev ima mišične celice pri živalih in ljudeh, saj zahtevajo visoko vsebnost in porabo energije.
Fenomen cikla
Premikanje citoplazme v celici se imenuje cikloza. Sestavljen je iz več vrst:
- nihajno;
- rotacijski ali krožni;
- progasto.
Vsako gibanje je potrebno za zagotavljanje številnih pomembnih funkcij citoplazme: popolno gibanje organelov v hialoplazmi, enakomerna izmenjava hranil, plinov, energije in odstranjevanje metabolitov.
Cikloza se pojavlja v rastlinskih in živalskih celicah brez izjem. Če se ustavi, potem telo umre. Zato je ta proces tudi pokazatelj vitalne aktivnosti bitij.
Tako lahko sklepamo, da je citoplazma živalske celice, rastlinske celice, katere koli evkariontske celice zelo dinamična, živa struktura.
Razlika med citoplazmo živalskih in rastlinskih celic
Pravzaprav je malo razlik. Splošni načrt stavbe, opravljene funkcije so popolnoma podobni. Vendar pa še vedno obstajajo nekatera odstopanja. Tako na primer:
- Citoplazma rastlinskih celic vsebuje več mikrotubul, ki sodelujejo pri tvorbi njihovih celičnih sten kot mikrofilamentov. Živali delajo nasprotno.
- Celični vključki v citoplazmi rastlin so škrobna zrna, pri živalih pa kapljice glikogena.
- Za rastlinsko celico je značilna prisotnost organelov, ki jih pri živalih ni. To so plastidi, vakuola in celična stena.
V drugih pogledih sta obe strukturi enaki po sestavi in strukturi citoplazme. Število določenih elementarnih povezav se lahko razlikuje, vendar je njihova prisotnost obvezna. Zato je vrednost citoplazme v celici kotrastline in živali so enako odlične.
Vloga citoplazme v celici
Vrednost citoplazme v celici je velika, če ne rečemo, da je odločilna. Navsezadnje je to osnova, v kateri se nahajajo vse vitalne strukture, zato je njeno vlogo težko preceniti. Lahko oblikujemo več glavnih točk, ki razkrivajo ta pomen.
- To je tisto, ki združuje vse sestavne dele celice v en kompleksen enoten sistem, ki nemoteno in kolektivno izvaja življenjske procese.
- Zaradi vode citoplazma v celici deluje kot medij za številne kompleksne biokemične interakcije in fiziološke transformacije snovi (glikoliza, prehrana, izmenjava plinov).
- To je glavna "zmogljivost" za obstoj vseh celičnih organelov.
- Z uporabo mikrofilamentov in tubulov tvori citoskelet, ki veže organele in jim omogoča premikanje.
- V citoplazmi so skoncentrirani številni biološki katalizatorji - encimi, brez katerih ne poteka nobena biokemična reakcija.
Če povzamem, moram reči naslednje. Vloga citoplazme v celici je tako rekoč ključna, saj je osnova vseh procesov, okolje življenja in substrat za reakcije.
