Se știe că majoritatea ființelor vii sunt compuse din apă în formă liberă sau legată cu 70 la sută sau mai mult. De unde vine atât de mult, unde este localizat? Se dovedește că fiecare celulă din compoziția sa are până la 80% apă, iar doar restul cade pe masa de substanță uscată.
Și structura principală „apă” este doar citoplasma celulei. Acesta este un mediu intern complex, eterogen, dinamic, cu caracteristicile și funcțiile structurale pe care le vom familiariza în continuare.
Protoplast
Acest termen este folosit pentru a desemna întregul conținut intern al oricărei cele mai mici structuri eucariote, separate printr-o membrană plasmatică de ceilalți „colegi”. Adică, aceasta include citoplasma - mediul intern al celulei, organelele situate în aceasta, nucleul cu nucleoli și materialul genetic.
Ce organele se află în interiorul citoplasmei? Acesta este:
- ribozomi;
- mitocondrii;
- EPS;
- Aparatul Golgi;
- lizozomi;
- incluziuni de celule;
- vacuole (în plante și ciuperci);
- centru celular;
- plastide (în plante);
- cilii și flageli;
- microfilamente;
- microtubuli.
Nucleul, separat printr-o cariolemă, cu nucleoli și molecule de ADN, conține și citoplasma celulei. În centru este la animale, mai aproape de perete - la plante.
Astfel, caracteristicile structurale ale citoplasmei vor depinde în mare măsură de tipul de celulă, de organismul însuși, de apartenența sa la regnul ființelor vii. În general, ocupă tot spațiul liber din interior și îndeplinește o serie de funcții importante.
Matrice sau hialoplasmă
Structura citoplasmei unei celule constă în primul rând din divizarea acesteia în părți:
- hialoplasm - parte lichidă permanentă;
- organe;
- incluziuni sunt variabile de structură.
Matricea, sau hialoplasma, este principala componentă internă, care poate fi în două stări - cenușă și gel.
Citosolul este o citoplasmă celulară care are un caracter de agregat mai lichid. Citogelul este același, dar într-o stare mai densă, bogat în molecule mari de substanțe organice. Compoziția chimică generală și proprietățile fizice ale hialoplasmei sunt exprimate după cum urmează:
- substanță coloidală incoloră, vâscoasă, destul de groasă și moale;
- are totuși o diferențiere clară în ceea ce privește organizarea structuralădatorită mobilității, îl poate schimba cu ușurință;
- din interior este reprezentat de un citoschelet sau rețea microtrabeculară, care este formată din filamente proteice (microtubuli și microfilamente);
- pe părți ale acestei rețele sunt localizate toate părțile structurale ale celulei în ansamblu, iar datorită microtubulilor, aparatului Golgi și RE, apare un mesaj între ele prin hialoplasmă.
Astfel, hialoplasma este o parte importantă care asigură multe funcții ale citoplasmei din celulă.
Compoziția citoplasmei
Dacă vorbim despre compoziția chimică, atunci ponderea apei în citoplasmă reprezintă aproximativ 70%. Aceasta este o valoare medie, deoarece unele plante au celule în care până la 90-95% apă. Substanța uscată reprezentată de:
- proteine;
- carbohidrati;
- fosfolipide;
- colesterol și alți compuși organici care conțin azot;
- electroliți (săruri minerale);
- incluziuni sub formă de picături de glicogen (în celulele animale) și alte substanțe.
Reacția chimică generală a mediului este alcalină sau ușor alcalină. Dacă luăm în considerare modul în care este localizată citoplasma celulei, atunci o astfel de caracteristică trebuie remarcată. Piesa este colectată la margine, în regiunea plasmalemei, și se numește ectoplasmă. Ceal altă parte este orientată mai aproape de kariolemă, se numește endoplasmă.
Structura citoplasmei celulare este determinată de structuri speciale - microtubuli și microfilamente, așa că le vom analiza mai detaliat.
Microtubuli
Hollowparticule mici alungite de până la câțiva micrometri în dimensiune. Diametru - de la 6 la 25 nm. Din cauza unor indicatori prea slabi, un studiu complet și amplu al acestor structuri nu este încă posibil, totuși, se presupune că pereții lor constau din substanța proteică tubulină. Acest compus are o moleculă cu lanț răsucit elicoidal.
Unele funcții ale citoplasmei din celulă sunt îndeplinite tocmai datorită prezenței microtubulilor. Deci, de exemplu, sunt implicați în construirea pereților celulari ai ciupercilor și plantelor, a unor bacterii. În celulele animale, acestea sunt mult mai puține. De asemenea, aceste structuri sunt cele care efectuează mișcarea organelelor din citoplasmă.
Microtubulii înșiși sunt instabili, capabili să se dezintegreze rapid și să se formeze din nou, fiind reînnoiți din când în când.
Microfilamente
Elemente suficient de importante ale citoplasmei. Sunt filamente lungi de actină (proteină globulară), care, împletindu-se între ele, formează o rețea comună - citoscheletul. Un alt nume este rețeaua microtrabeculară. Acesta este un fel de caracteristici structurale ale citoplasmei. Într-adevăr, datorită unui astfel de citoschelet, toate organelele sunt ținute împreună, pot comunica în siguranță între ele, substanțele și moleculele trec prin ele, iar metabolismul este efectuat.
Cu toate acestea, se știe că citoplasma este mediul intern al celulei, care este adesea capabil să-și schimbe datele fizice: devenind mai lichidă sau mai vâscoasă, schimbându-și structura (tranziția de la sol la gel și invers). În acest sens, microfilamentele sunt o parte dinamică, labilă, capabilă dereconstruiți rapid, schimbați, dezintegrați și formați din nou.
Membrane plasmatice
Prezența a numeroase structuri membranare bine dezvoltate și funcționale în mod normal este importantă pentru celulă, care constituie, de asemenea, un fel de caracteristici structurale ale citoplasmei. La urma urmei, prin barierele membranei plasmatice sunt transportate moleculele, nutrienții și produșii metabolici, gazele pentru procesele respiratorii și așa mai departe. De aceea majoritatea organelelor au aceste structuri.
Ei, ca o rețea, sunt localizați în citoplasmă și delimitează conținutul intern al gazdelor lor unul de celăl alt, de mediu. Protejați și protejați împotriva substanțelor nedorite și a bacteriilor dăunătoare.
Structura celor mai multe dintre ele este similară - un model fluid-mozaic, care consideră fiecare plasmalemă ca un biostrat de lipide, pătruns de diferite molecule de proteine.
Deoarece funcțiile citoplasmei din celulă sunt în primul rând un mesaj de transport între toate părțile sale, prezența membranelor în majoritatea organitelor este una dintre părțile structurale ale hialoplasmei. Într-un complex, toți împreună, îndeplinesc sarcini comune pentru a asigura durata de viață a celulei.
Ribozom
Structuri mici (până la 20 nm) rotunjite, formate din două jumătăți - subunități. Aceste jumătăți pot exista atât împreună, cât și separate de ceva timp. Baza compoziției: ARNr (acid ribonucleic ribozomal) și proteină. Localizarea principală a ribozomilor în celulă:
- nucleu si nucleoli undeformarea subunităților în sine pe molecula de ADN;
- citoplasmă - ribozomii de aici sunt formați în cele din urmă într-o singură structură, unind jumătățile;
- membranele nucleului și reticulului endoplasmatic - ribozomii sintetizează proteine pe ele și le trimit imediat în interiorul organelelor;
- mitocondriile și cloroplastele celulelor vegetale își sintetizează proprii ribozomi în interiorul corpului și folosesc proteinele produse, adică în acest sens ele există în mod autonom.
Funcțiile acestor structuri sunt sinteza și asamblarea macromoleculelor de proteine, care sunt cheltuite pentru activitatea vitală a celulei.
Reticulul endoplasmatic și aparatul Golgi
Numeroasa retea de tubuli, tubuli si vezicule, formand un sistem conducator in interiorul celulei si situata in toata citoplasma, se numeste reticul endoplasmatic sau reticul. Funcția sa corespunde structurii - asigurarea interconectarii organelelor între ele și transportarea moleculelor de nutrienți la organele.
Complexul Golgi, sau aparat, îndeplinește funcția de a acumula substanțele necesare (carbohidrați, grăsimi, proteine) într-un sistem de cavități speciale. Sunt limitate din citoplasmă de membrane. De asemenea, acest organoid este locul sintezei grăsimilor și carbohidraților.
Peroxizomi și lizozomi
Lizozomii sunt structuri mici, rotunjite, asemănătoare veziculelor pline cu lichid. Sunt foarte numeroase și distribuite în citoplasmă, unde se mișcă liber în interiorul celulei. Sarcina lor principală este dizolvarea particulelor străine,adică eliminarea „dușmanilor” sub formă de secțiuni moarte ale structurilor celulare, bacterii și alte molecule.
Conținutul lichid este saturat cu enzime, astfel încât lizozomii participă la descompunerea macromoleculelor în unitățile lor monomerice.
Peroxizomii sunt organele mici ovale sau rotunde, cu o singură membrană. Umplut cu conținut lichid, inclusiv un număr mare de enzime diferite. Sunt unul dintre principalii consumatori de oxigen. Își îndeplinesc funcțiile în funcție de tipul de celulă în care se află. Sinteza mielinei este posibilă pentru învelișul fibrelor nervoase și pot efectua, de asemenea, oxidarea și neutralizarea substanțelor toxice și a diferitelor molecule.
Mitocondrii
Aceste structuri nu sunt în zadar numite stații de putere (energetice) ale celulei. La urma urmei, în ei are loc formarea principalilor purtători de energie - moleculele de acid adenozin trifosforic sau ATP. În aparență, seamănă cu fasole. Membrana care separă mitocondriile de citoplasmă este dublă. Structura internă este foarte pliată pentru a crește suprafața pentru sinteza ATP. Pliurile se numesc cristae, conțin un număr mare de enzime diferite pentru a cataliza procesele de sinteză.
Majoritatea tuturor mitocondriilor au celule musculare la animale și la oameni, deoarece necesită un conținut ridicat și un consum de energie.
Fenomen de cicloză
Mișcarea citoplasmei în celulă se numește cicloză. Este format din mai multe tipuri:
- oscilator;
- rotativ sau circular;
- striate.
Orice mișcare este necesară pentru a asigura o serie de funcții importante ale citoplasmei: mișcarea completă a organelelor din interiorul hialoplasmei, schimbul uniform de nutrienți, gaze, energie și îndepărtarea metaboliților.
Cicloza apare atât în celulele vegetale, cât și în cele animale, fără excepții. Dacă se oprește, atunci corpul moare. Prin urmare, acest proces este și un indicator al activității vitale a ființelor.
Astfel, putem concluziona că citoplasma unei celule animale, a unei celule vegetale, a oricărei celule eucariote este o structură vie foarte dinamică.
Diferența dintre citoplasma celulelor animale și vegetale
De fapt, există puține diferențe. Planul general al clădirii, funcțiile îndeplinite sunt complet asemănătoare. Cu toate acestea, există încă unele discrepanțe. Deci, de exemplu:
- Citoplasma celulelor vegetale conține mai mulți microtubuli care participă la formarea pereților lor celulari decât microfilamente. Animalele fac opusul.
- Incluziunile celulare din citoplasma plantelor sunt boabe de amidon, în timp ce la animale sunt picături de glicogen.
- Celula vegetală se caracterizează prin prezența unor organite care nu se găsesc la animale. Acestea sunt plastide, vacuole și perete celular.
În alte privințe, ambele structuri sunt identice în compoziția și structura citoplasmei. Numărul anumitor legături elementare poate varia, dar prezența lor este obligatorie. Prin urmare, valoarea citoplasmei din celulă caplantele și animalele sunt la fel de grozave.
Rolul citoplasmei în celulă
Valoarea citoplasmei din celulă este mare, dacă nu să spun că este decisivă. La urma urmei, aceasta este baza în care se află toate structurile vitale, deci este dificil să-i supraestimați rolul. Putem formula câteva puncte principale care dezvăluie acest sens.
- Ea este cea care unește toate părțile constitutive ale celulei într-un singur sistem complex unificat care desfășoară procesele vieții fără probleme și în mod colectiv.
- Datorită apei, citoplasma din celulă acționează ca mediu pentru numeroase interacțiuni biochimice complexe și transformări fiziologice ale substanțelor (glicoliză, nutriție, schimb de gaze).
- Aceasta este principala „capacitate” pentru existența tuturor organitelor celulare.
- Folosind microfilamente și tubuli, formează citoscheletul, legând organele și permițându-le să se miște.
- În citoplasmă sunt concentrați o serie de catalizatori biologici - enzime, fără de care nu are loc nicio reacție biochimică.
Rezumând, trebuie să spun următoarele. Rolul citoplasmei în celulă este practic cheia, deoarece este baza tuturor proceselor, mediul de viață și substratul reacțiilor.
