Οι κύριες λειτουργίες και συστατικά του κυτταροπλάσματος. Η δομή και οι λειτουργίες του κυτταροπλάσματος. Βασικά οργανίδια του κυτταροπλάσματος. κυτόπλασμα. Η σύνθεση και οι λειτουργίες του
Μαζί με αυτό, το κυτταρόπλασμα είναι ένα από τα κύρια μέρη του κυττάρου, αυτό το δομικό υλικό από κάθε οργανική ύλη. Το κυτταρόπλασμα παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στη ζωή του κυττάρου, ενώνει όλες τις κυτταρικές δομές, προάγει την αλληλεπίδρασή τους μεταξύ τους. Επίσης στο κυτταρόπλασμα είναι ο πυρήνας του κυττάρου και τέλος. Με απλά λόγια, το κυτταρόπλασμα είναι μια ουσία στην οποία βρίσκονται όλα τα άλλα συστατικά του κυττάρου.
Η δομή του κυτταροπλάσματος
Η σύνθεση του κυτταροπλάσματος περιλαμβάνει διάφορες χημικές ενώσεις, οι οποίες δεν είναι μια ομοιογενής χημική ουσία, αλλά ένα πολύπλοκο φυσικοχημικό σύστημα, επίσης αλλάζει και αναπτύσσεται συνεχώς και έχει μεγάλη περιεκτικότητα σε νερό. Ένα σημαντικό συστατικό του κυτταροπλάσματος είναι ένα μείγμα πρωτεϊνών σε κολλοειδή κατάσταση σε συνδυασμό με νουκλεϊκά οξέα, λίπη και υδατάνθρακες.
Το κυτταρόπλασμα χωρίζεται επίσης σε δύο μέρη:
- ενδοπλάσμα,
- εξώπλασμα.
Το ενδοπλάσμα βρίσκεται στο κέντρο του κυττάρου και έχει πιο ρευστή δομή. Σε αυτό βρίσκονται όλα τα πιο σημαντικά οργανίδια του κυττάρου. Το εξώπλασμα βρίσκεται κατά μήκος της περιμέτρου του κυττάρου, όπου συνορεύει με τη μεμβράνη του· είναι πιο παχύρρευστο και πυκνό σε συνοχή. Παίζει το ρόλο της σύνδεσης του κυττάρου με το περιβάλλον.
Σχέδιο κυτταροπλάσματος.
Λειτουργίες του κυτταροπλάσματος
Ποια είναι η λειτουργία του κυτταροπλάσματος; Πολύ σημαντικό - όλες οι διεργασίες του κυτταρικού μεταβολισμού λαμβάνουν χώρα στο κυτταρόπλασμα, με εξαίρεση τη σύνθεση νουκλεϊκών οξέων (εκτελείται στον πυρήνα του κυττάρου). Εκτός από αυτήν, την πιο σημαντική λειτουργία, το κυτταρόπλασμα παίζει τόσο χρήσιμους ρόλους:
- γεμίζει την κυτταρική κοιλότητα
- είναι ένας σύνδεσμος για κυτταρικά στοιχεία,
- καθορίζει τη θέση των οργανιδίων,
- είναι αγωγός για φυσικές και χημικές διεργασίες σε ενδοκυτταρικό και μεσοκυττάριο επίπεδο,
- διατηρεί την εσωτερική πίεση του στοιχείου, τον όγκο, την ελαστικότητά του κ.λπ.
Κίνηση του κυτταροπλάσματος
Η ικανότητα του κυτταροπλάσματος να κινείται είναι η σημαντική του ιδιότητα, λόγω αυτού, εξασφαλίζεται η σύνδεση των κυτταρικών οργανιδίων. Στη βιολογία, η κίνηση του κυτταροπλάσματος ονομάζεται κύκλωση, είναι μια συνεχής διαδικασία. Η κίνηση του κυτταροπλάσματος στο κύτταρο μπορεί να είναι πίδακας, ταλαντωτική ή κυκλική.
Διαίρεση του κυτταροπλάσματος
Μια άλλη ιδιότητα του κυτταροπλάσματος είναι η διαίρεση του, χωρίς την οποία η ίδια η κυτταρική διαίρεση θα ήταν απλώς αδύνατη. Η διαίρεση του κυτταροπλάσματος πραγματοποιείται από
2. Δομή του κυτταροπλάσματος, χημική του σύσταση, σημασία. Η δομή και οι λειτουργίες των μεμβρανών.
Κυτόπλασμα (πρωτόπλασμα)καθώς το ζωντανό περιεχόμενο του κελιού ήταν ήδη γνωστό τον XII αιώνα. Ο όρος πρωτόπλασμα προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Τσέχο επιστήμονα Purkinje (1839).
Υπάρχουν τρία στρώματα κυτταροπλάσματος: πλασμάλεμα, υαλόπλασμα, τονοπλάστης.
πλασμαλήμμα - στοιχειώδης μεμβράνη, το εξωτερικό στρώμα του κυτταροπλάσματος, δίπλα στο κέλυφος. Το πάχος του είναι περίπου 80Α (A - angstrom, 10-10 m). Αποτελείται από φωσφολιπίδια, πρωτεΐνες, λιποπρωτεΐνες, υδατάνθρακες, ανόργανα ιόντα, νερό. Μπορεί να έχει ελασματοειδείς (στρωματικές) και μικκυλιακές (σταγονιδιακές) δομές. Τις περισσότερες φορές αποτελείται από 3 στρώματα: ένα διμοριακό στρώμα φωσφολιπιδίων (35Α), που αντιπροσωπεύουν το 40%, η επιφάνεια καλύπτεται και στις δύο πλευρές με ένα ασυνεχές στρώμα δομικών πρωτεϊνών (20 και 25Α). Σε ορισμένα σημεία στη συμβολή ελασματοειδών και μικκυλιακών δομών ή μεταξύ δύο μικκυλίων, το εξωτερικό και το εσωτερικό στρώμα των δομικών πρωτεϊνών μπορούν να συγχωνευθούν, σχηματίζοντας υδρόφιλους πόρους πρωτεΐνης, 7-10Α, μέσω των οποίων διέρχονται ουσίες σε διαλυμένη κατάσταση.
Μόρια πρωτεΐνης που δεν έχουν ενζυματική δραστηριότητα ενσωματώνονται στη μήτρα της μεμβράνης - ειδικά κανάλια επιλεκτικής ιοντικής αγωγιμότητας (κάλιο, νάτριο κ.λπ.). Τέλος, η μεμβράνη μπορεί να περιέχει πρωτεΐνες – ένζυμα που εξασφαλίζουν την είσοδο μακρομοριακών ουσιών στο κύτταρο. Όλοι αυτοί οι σχηματισμοί - βιοχημικοί πόροι - παρέχουν την κύρια ιδιότητα των μεμβρανών - ημιπερατότητα.
Το πλάσμα έχει πολλές πτυχώσεις, εσοχές, προεξοχές, γεγονός που αυξάνει την επιφάνειά του πολλές φορές.
Ως μεμβράνη, το πλασμάλεμα εκτελεί σημαντικές και σύνθετες λειτουργίες: 1. Ρυθμίζει την πρόσληψη και την απελευθέρωση ουσιών από το κύτταρο. 2. Μετατρέπει, αποθηκεύει και καταναλώνει ενέργεια. 3. Αντιπροσωπεύει έναν χημικό μετατροπέα, επιταχύνει το μετασχηματισμό των ουσιών. 4. Λαμβάνει και μετατρέπει φωτεινά, μηχανικά και χημικά σήματα από τον έξω κόσμο.
Έτσι, το πλάσμα ελέγχει τη διαπερατότητα του κυττάρου, τις διαδικασίες απορρόφησης, μετασχηματισμού, έκκρισης και απέκκρισης ουσιών.
Tonoplast - εσωτερική μεμβράνη που διαχωρίζει τον κυτταρικό χυμό από το κυτταρόπλασμα
Υαλόπλασμα. Αντιπροσωπεύει τη βάση της κυτταρικής οργάνωσης, είναι μια έκφραση της ουσίας του ως ζωντανού πράγματος. Από φυσικοχημική άποψη, πρόκειται για ένα σύνθετο ετερογενές κολλοειδές σύστημα, όπου ενώσεις υψηλής μορίας διασπείρονται σε ένα υδατικό μέσο. Κατά μέσο όρο, το κυτταρόπλασμα περιέχει 70-80% νερό, 12% πρωτεΐνες, 1,5-2% νουκλεϊκά οξέα, περίπου 5% λίπος, 4-6% υδατάνθρακες και 0,5-2% ανόργανες ουσίες. Μπορεί να είναι σε δύο καταστάσεις: sol και gel. Σολ- υγρή κατάσταση, έχει ιξώδες, γέλη- στερεή κατάσταση, έχει ελαστικότητα, εκτασιμότητα. Δυνατότητα αναστρέψιμης «μετάβασης sol-gel» υπό την επίδραση θερμοκρασίας, συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου, προσθήκη ηλεκτρολύτη, μηχανική κρούση.
Κυτόπλασμαείναι σε σταθερή κίνηση, το οποίο υπό κανονικές συνθήκες είναι πολύ αργό και σχεδόν ανεπαίσθητο. Η αύξηση της θερμοκρασίας, ένα ελαφρύ ή χημικό ερέθισμα επιταχύνει την κίνηση του κυτταροπλάσματος και το κάνει ορατό σε ένα μικροσκόπιο φωτός. Οι χλωροπλάστες, οι οποίοι παρασύρονται από το ρεύμα του ιξώδους κυτταροπλάσματος, βοηθούν να δούμε αυτή την κίνηση. Η κίνηση του κυτταροπλάσματος είναι δύο τύπων: κυκλική (περιστροφική) και γραμμωτή (κυκλοφορία). Εάν η κυτταρική κοιλότητα καταλαμβάνεται από ένα μεγάλο κενοτόπιο, τότε το κυτταρόπλασμα κινείται μόνο κατά μήκος των τοιχωμάτων. Αυτή είναι μια κυκλική κίνηση. Μπορεί να παρατηρηθεί στα κελιά του φύλλου Βαλισνέρια, Ελοδέα. Εάν υπάρχουν πολλά κενοτόπια στο κύτταρο, τότε οι κλώνοι του κυτταροπλάσματος, που διασχίζουν το κύτταρο, συνδέονται στο κέντρο, όπου βρίσκεται ο πυρήνας. Σε αυτούς τους κλώνους υπάρχει μια γραμμωτή κίνηση του κυτταροπλάσματος. Η γραμμωτή κίνηση του κυτταροπλάσματος μπορεί να παρατηρηθεί στα κύτταρα των τριχών της τσουκνίδας, στα κύτταρα των τριχών των νεαρών βλαστών κολοκύθας.
Οι ιδιότητες του υαλοπλάσματος συνδέονται επίσης με υπερμοριακές δομές πρωτεϊνικής φύσης. Αυτά είναι μικροσωληνίσκοι και μικρονημάτια.
μικροσωληνίσκους- κοίλοι μικροί σχηματισμοί με πρωτεϊνικό τοίχωμα πυκνό σε ηλεκτρόνια. Συμμετέχουν στην αγωγή ουσιών μέσω του κυτταροπλάσματος, στην κίνηση των χρωμοσωμάτων και στο σχηματισμό νημάτων μιτωτικής ατράκτου.
Μικρονημάτιααποτελούνται από σπειροειδώς διατεταγμένες υπομονάδες πρωτεΐνης που σχηματίζουν ίνες ή ένα τρισδιάστατο δίκτυο, περιέχουν συσταλτικές πρωτεΐνες και προάγουν την κίνηση του υαλοπλάσματος και των οργανιδίων που συνδέονται με αυτές.
Υαλόπλασμα ως σύνθετο ετερογενές κολλοειδές σύστημα μακρομορίων και υπερμοριακών δομών, χαρακτηρίζεται από αδιαλυτότητα στο νερό, ιξώδες, ελαστικότητα, ικανότητα αναστροφής αλλαγών, απόφραξη μέσω των πόρων των φυσικών μεμβρανών, μεγάλες διεπαφές, ισχυρή διάθλαση φωτός και πολύ χαμηλή διάχυση. τιμή.
Οργανίδια υαλοπλάσματος . Όπως σημειώθηκε προηγουμένως, στο υαλόπλασμα υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός υπερμοριακών σχηματισμών, οι οποίοι είναι πολυάριθμα οργανίδια.
Λειτουργίες βιομεμβρανών
1) φραγμός - παρέχει έναν ρυθμισμένο, επιλεκτικό, παθητικό και ενεργό μεταβολισμό με το περιβάλλον. Για παράδειγμα, η μεμβράνη υπεροξισώματος προστατεύει το κυτταρόπλασμα από υπεροξείδια που είναι επικίνδυνα για το κύτταρο. Επιλεκτική διαπερατότητα σημαίνει ότι η διαπερατότητα μιας μεμβράνης σε διάφορα άτομα ή μόρια εξαρτάται από το μέγεθος, το ηλεκτρικό φορτίο και τις χημικές τους ιδιότητες. Η επιλεκτική διαπερατότητα εξασφαλίζει τον διαχωρισμό των κυψελών και των κυτταρικών διαμερισμάτων από το περιβάλλον και την τροφοδοσία τους με τις απαραίτητες ουσίες.
2) μεταφορά - μέσω της μεμβράνης γίνεται μεταφορά ουσιών μέσα στο κύτταρο και έξω από το κύτταρο. Η μεταφορά μέσω μεμβρανών παρέχει: παροχή θρεπτικών ουσιών, απομάκρυνση τελικών προϊόντων του μεταβολισμού, έκκριση διαφόρων ουσιών, δημιουργία ιοντικών βαθμίδων, διατήρηση του κατάλληλου pH και συγκέντρωσης ιόντων στο κύτταρο, που είναι απαραίτητα για τη λειτουργία των κυτταρικών ενζύμων. για κάποιο λόγο δεν είναι σε θέση να διασχίσουν τη διπλοστοιβάδα των φωσφολιπιδίων (για παράδειγμα, λόγω υδρόφιλων ιδιοτήτων, καθώς η μεμβράνη είναι υδρόφοβη στο εσωτερικό και δεν επιτρέπει τη διέλευση υδρόφιλων ουσιών ή λόγω του μεγάλου μεγέθους της), αλλά είναι απαραίτητη για το κύτταρο, μπορούν να διεισδύσουν στη μεμβράνη μέσω ειδικών πρωτεϊνών-φορέων (μεταφορέων) και πρωτεϊνών καναλιού ή με ενδοκυττάρωση.Στην παθητική μεταφορά, οι ουσίες διασχίζουν τη λιπιδική διπλοστιβάδα χωρίς δαπάνη ενέργειας, με διάχυση. Μια παραλλαγή αυτού του μηχανισμού είναι η διευκολυνόμενη διάχυση, στην οποία ένα συγκεκριμένο μόριο βοηθά μια ουσία να περάσει μέσα από τη μεμβράνη. Αυτό το μόριο μπορεί να έχει ένα κανάλι που επιτρέπει τη διέλευση μόνο ενός τύπου ουσίας. Η ενεργή μεταφορά απαιτεί ενέργεια, καθώς συμβαίνει ενάντια στη βαθμίδα συγκέντρωσης. Υπάρχουν ειδικές πρωτεΐνες αντλίας στη μεμβράνη, συμπεριλαμβανομένης της ATPase, η οποία αντλεί ενεργά ιόντα καλίου (K+) στο κύτταρο και αντλεί ιόντα νατρίου (Na+) έξω από αυτό.
3) μήτρα - παρέχει μια ορισμένη σχετική θέση και προσανατολισμό των πρωτεϊνών της μεμβράνης, τη βέλτιστη αλληλεπίδρασή τους.
4) μηχανικό - εξασφαλίζει την αυτονομία του κυττάρου, τις ενδοκυτταρικές δομές του, καθώς και τη σύνδεση με άλλα κύτταρα (σε ιστούς). Τα κυτταρικά τοιχώματα παίζουν σημαντικό ρόλο στην παροχή μηχανικής λειτουργίας και στα ζώα - μεσοκυτταρική ουσία.
5) ενέργεια - κατά τη φωτοσύνθεση στους χλωροπλάστες και την κυτταρική αναπνοή στα μιτοχόνδρια, λειτουργούν συστήματα μεταφοράς ενέργειας στις μεμβράνες τους, στις οποίες συμμετέχουν και οι πρωτεΐνες.
6) υποδοχέας - ορισμένες πρωτεΐνες που βρίσκονται στη μεμβράνη είναι υποδοχείς (μόρια με τα οποία το κύτταρο αντιλαμβάνεται ορισμένα σήματα) Για παράδειγμα, οι ορμόνες που κυκλοφορούν στο αίμα δρουν μόνο σε κύτταρα στόχους που έχουν υποδοχείς που αντιστοιχούν σε αυτές τις ορμόνες. Οι νευροδιαβιβαστές (χημικές ουσίες που διεξάγουν νευρικές ώσεις) συνδέονται επίσης με συγκεκριμένες πρωτεΐνες υποδοχέα στα κύτταρα-στόχους.
7) ενζυματικές - οι μεμβρανικές πρωτεΐνες είναι συχνά ένζυμα. Για παράδειγμα, οι πλασματικές μεμβράνες των εντερικών επιθηλιακών κυττάρων περιέχουν πεπτικά ένζυμα.
8) την υλοποίηση της παραγωγής και διεξαγωγής βιοδυναμικών.
Με τη βοήθεια της μεμβράνης, διατηρείται μια σταθερή συγκέντρωση ιόντων στο κύτταρο: η συγκέντρωση του ιόντος K + μέσα στο κύτταρο είναι πολύ υψηλότερη από ό, τι έξω και η συγκέντρωση του Na + είναι πολύ χαμηλότερη, κάτι που είναι πολύ σημαντικό, καθώς Αυτό διατηρεί τη διαφορά δυναμικού σε όλη τη μεμβράνη και δημιουργεί μια νευρική ώθηση.
9) σήμανση κυττάρων - υπάρχουν αντιγόνα στη μεμβράνη που λειτουργούν ως δείκτες - "ετικέτες" που επιτρέπουν την αναγνώριση του κυττάρου. Πρόκειται για γλυκοπρωτεΐνες (δηλαδή πρωτεΐνες με διακλαδισμένες πλευρικές αλυσίδες ολιγοσακχαριτών προσαρτημένες σε αυτές) που παίζουν το ρόλο των «κεριών». Λόγω των μυριάδων διαμορφώσεων πλευρικής αλυσίδας, είναι δυνατό να δημιουργηθεί ένας συγκεκριμένος δείκτης για κάθε τύπο κυψέλης. Με τη βοήθεια δεικτών, τα κύτταρα μπορούν να αναγνωρίσουν άλλα κύτταρα και να ενεργήσουν σε συντονισμό με αυτά, για παράδειγμα, όταν σχηματίζουν όργανα και ιστούς. Επιτρέπει επίσης στο ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίζει ξένα αντιγόνα.
Διαχωρισμένο από το περιβάλλον από το πλασμάλεμα, περιλαμβάνει την κύρια ουσία (μήτρα και υαλόπλασμα), τα υποχρεωτικά κυτταρικά συστατικά σε αυτό - οργανίδια, καθώς και διάφορες μη μόνιμες δομές - εγκλείσματα.
Σε ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, η κυτταροπλασματική μήτρα μοιάζει με μια ομοιογενή ή λεπτόκοκκη ουσία με χαμηλή πυκνότητα ηλεκτρονίων. Η κύρια ουσία του κυτταροπλάσματος γεμίζει το χώρο μεταξύ του πλάσματος, της πυρηνικής μεμβράνης και άλλων ενδοκυτταρικών δομών. Το Υαλόπλασμα είναι ένα σύνθετο κολλοειδές σύστημα που περιλαμβάνει διάφορα βιοπολυμερή. Η κύρια ουσία του κυτταροπλάσματος σχηματίζει το πραγματικό εσωτερικό περιβάλλον του κυττάρου, το οποίο ενώνει όλες τις ενδοκυτταρικές δομές και διασφαλίζει την αλληλεπίδρασή τους μεταξύ τους.
Σε ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, η κυτταροπλασματική μήτρα μοιάζει με μια ομοιογενή ή λεπτόκοκκη ουσία με χαμηλή πυκνότητα ηλεκτρονίων. Περιλαμβάνει ένα μικροδοκιδωτό δίκτυο που σχηματίζεται από λεπτά ινίδια πάχους 2-3 nm και διεισδύουν σε ολόκληρο το κυτταρόπλασμα. Η κύρια ουσία του κυτταροπλάσματος θα πρέπει να θεωρείται με τον ίδιο τρόπο όπως ένα σύνθετο κολλοειδές σύστημα ικανό να μετακινηθεί από μια υγρή κατάσταση σε μια που μοιάζει με γέλη.
Λειτουργίες:
Ενώνει όλες τις κυτταρικές δομές και διασφαλίζει την αλληλεπίδρασή τους μεταξύ τους.
Είναι μια δεξαμενή για ένζυμα και ATP.
Τα ανταλλακτικά παραμερίζονται.
Γίνονται διάφορες αντιδράσεις (σύνθεση πρωτεϊνών).
Η σταθερότητα του περιβάλλοντος.
Είναι ένα πλαίσιο.
Τα εγκλείσματα ονομάζονται μη μόνιμα συστατικά του κυτταροπλάσματος, τα οποία χρησιμεύουν ως εφεδρικά θρεπτικά συστατικά, προϊόντα που πρέπει να αφαιρεθούν από το κύτταρο και ουσίες έρματος.
Τα οργανίδια είναι μόνιμες δομές του κυτταροπλάσματος που εκτελούν ζωτικές λειτουργίες στο κύτταρο.
Μη μεμβρανικά οργανίδια:
1) Ριβοσώματα- μικρά σώματα σε σχήμα μανιταριού στα οποία λαμβάνει χώρα η πρωτεϊνοσύνθεση. Αποτελούνται από ριβοσωμικό RNA και μια πρωτεΐνη που σχηματίζει μια μεγάλη και μικρή υπομονάδα.
2) κυτταροσκελετός- το μυοσκελετικό σύστημα του κυττάρου, συμπεριλαμβανομένων των μη μεμβρανικών σχηματισμών που εκτελούν τόσο σκελετικές όσο και κινητικές λειτουργίες στο κύτταρο. Αυτά τα νηματοειδή ή ινιδώδη μπορεί να εμφανιστούν γρήγορα και εξίσου γρήγορα να εξαφανιστούν. Αυτό το σύστημα περιλαμβάνει ινιδιακές δομές (5-7 nm) και μικροσωληνίσκους (αποτελούνται από 13 υπομονάδες).
3) Το κυτταρικό κέντρο αποτελείται από κεντρόλες (μήκους 150 nm, διαμέτρου 300-500 nm) που περιβάλλονται από κεντρόσφαιρες.
Τα κεντριόλια αποτελούνται από 9 τριάδες μικροσωληνίσκων. Λειτουργίες:
Ο σχηματισμός νημάτων μιτωτικής ατράκτου.
Εξασφάλιση του διαχωρισμού των αδελφών χρωματιδών στην ανάφαση της μίτωσης.
4) Οι βλεφαρίδες (οι βλεφαρίδες είναι μια λεπτή κυλινδρική έκφυση του κυτταροπλάσματος με σταθερή διάμετρο 300 nm. Αυτή η έκφυση καλύπτεται με μια πλασματική μεμβράνη από τη βάση μέχρι την κορυφή της) και μαστίγια (μήκους 150 μικρά) είναι ειδικά οργανίδια κίνησης που βρέθηκαν σε ορισμένα κύτταρα διαφόρων οργανισμών .
Το κυτταρόπλασμα είναι ίσως το πιο σημαντικό μέρος οποιασδήποτε κυτταρικής δομής, αντιπροσωπεύοντας ένα είδος «συνδετικού ιστού» μεταξύ όλων των συστατικών του κυττάρου.
Οι λειτουργίες και οι ιδιότητες του κυτταροπλάσματος είναι ποικίλες· ο ρόλος του στη διασφάλιση της ζωής του κυττάρου δύσκολα μπορεί να υπερεκτιμηθεί.
Αυτό το άρθρο περιγράφει τις περισσότερες από τις διεργασίες που συμβαίνουν στη μικρότερη ζωντανή δομή σε μακροεπίπεδο, όπου ο κύριος ρόλος αποδίδεται στη μάζα που μοιάζει με γέλη που γεμίζει τον εσωτερικό όγκο του κυττάρου και του δίνει την εμφάνιση και το σχήμα του.
Σε επαφή με
Το κυτταρόπλασμα είναι μια παχύρρευστη (σαν ζελέ) διαφανής ουσία που γεμίζει κάθε κύτταρο και περιορίζεται από την κυτταρική μεμβράνη. Αποτελείται από νερό, άλατα, πρωτεΐνες και άλλα οργανικά μόρια.
Όλα τα ευκαρυωτικά οργανίδια, όπως ο πυρήνας, το ενδοπλασματικό δίκτυο και τα μιτοχόνδρια, βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Το τμήμα του που δεν περιέχεται στα οργανίδια ονομάζεται κυτοσόλιο. Αν και μπορεί να φαίνεται ότι το κυτταρόπλασμα δεν έχει ούτε σχήμα ούτε δομή, στην πραγματικότητα πρόκειται για μια εξαιρετικά οργανωμένη ουσία, η οποία παρέχεται από τον λεγόμενο κυτταροσκελετό (δομή πρωτεΐνης). Το κυτταρόπλασμα ανακαλύφθηκε το 1835 από τον Robert Brown και άλλους επιστήμονες.
Χημική σύνθεση
Βασικά, το κυτταρόπλασμα είναι η ουσία που γεμίζει το κύτταρο. Αυτή η ουσία είναι παχύρρευστη, σαν γέλη, 80% νερό και είναι συνήθως διαυγής και άχρωμη.
Το κυτταρόπλασμα είναι η ουσία της ζωής, η οποία ονομάζεται επίσης μοριακή σούπα, στο οποίο τα κυτταρικά οργανίδια βρίσκονται σε εναιώρηση και συνδέονται μεταξύ τους με μια λιπιδική μεμβράνη δύο στρωμάτων. Ο κυτταροσκελετός στο κυτταρόπλασμα του δίνει το σχήμα του. Η διαδικασία της κυτταροπλασματικής ροής εξασφαλίζει τη μετακίνηση χρήσιμων ουσιών μεταξύ των οργανιδίων και την απομάκρυνση των αποβλήτων. Αυτή η ουσία περιέχει πολλά άλατα και είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού.
Όπως αναφέρθηκε, ουσία αποτελείται από 70-90% νερό και είναι άχρωμο. Οι περισσότερες κυτταρικές διεργασίες λαμβάνουν χώρα σε αυτό, για παράδειγμα, γλυκόζη, μεταβολισμός, διεργασίες κυτταρικής διαίρεσης. Το εξωτερικό διαφανές υαλώδες στρώμα ονομάζεται εκτόπλασμα ή κυτταρικός φλοιός, το εσωτερικό μέρος της ουσίας ονομάζεται ενδοπλάσμα. Στα φυτικά κύτταρα λαμβάνει χώρα η διαδικασία της κυτταροπλασματικής ροής, η οποία είναι η ροή του κυτταροπλάσματος γύρω από το κενοτόπιο.
Τα κύρια χαρακτηριστικά
Θα πρέπει να αναφέρονται οι ακόλουθες ιδιότητες του κυτταροπλάσματος:
Δομή και εξαρτήματα
Σε προκαρυώτες (π.χ. βακτήρια) που δεν έχουν πυρήνα συνδεδεμένο σε μεμβράνη, το κυτταρόπλασμα αντιπροσωπεύει ολόκληρο το περιεχόμενο του κυττάρου εντός της πλασματικής μεμβράνης. Στους ευκαρυώτες (για παράδειγμα, φυτικά και ζωικά κύτταρα), το κυτταρόπλασμα σχηματίζεται από τρία συστατικά που διαφέρουν μεταξύ τους: κυτοσόλιο, οργανίδια, διάφορα σωματίδια και κόκκους, που ονομάζονται κυτταροπλασματικά εγκλείσματα.
Κυτοσόλιο, οργανίδια, εγκλείσματα
Το κυτοσόλιο είναι ένα ημι-υγρό συστατικό που βρίσκεται έξω από τον πυρήνα και μέσα στην πλασματική μεμβράνη. Το κυτοσόλιο αποτελεί περίπου το 70% του όγκου των κυττάρων και αποτελείται από νερό, κυτταροσκελετικές ίνες, άλατα και οργανικά και ανόργανα μόρια διαλυμένα στο νερό. Περιέχει επίσης πρωτεΐνες και διαλυτές δομές όπως ριβοσώματα και πρωτεοσώματα. Το εσωτερικό μέρος του κυτοσόλης, το πιο ρευστό και κοκκώδες, ονομάζεται ενδοπλάσμα.
Το δίκτυο των ινών και οι υψηλές συγκεντρώσεις διαλυμένων μακρομορίων, όπως οι πρωτεΐνες, οδηγούν στο σχηματισμό μακρομοριακών συστάδων, που επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τη μεταφορά ουσιών μεταξύ των συστατικών του κυτταροπλάσματος.
Οργανοειδές σημαίνει «μικρό όργανο» που συνδέεται με μια μεμβράνη. Τα οργανίδια βρίσκονται μέσα στο κύτταρο και εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες που είναι απαραίτητες για τη διατήρηση της ζωής αυτού του μικρότερου τούβλου της ζωής. Τα οργανίδια είναι μικρές κυτταρικές δομές που εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες. Μπορούν να δοθούν τα ακόλουθα παραδείγματα:
- μιτοχόνδρια;
- ριβοσώματα;
- πυρήνας;
- λυσοσώματα;
- χλωροπλάστες (στα φυτά).
- ενδοπλασματικό δίκτυο;
- συσκευή golgi.
Μέσα στο κύτταρο βρίσκεται επίσης ο κυτταροσκελετός, ένα δίκτυο ινών που το βοηθούν να διατηρήσει το σχήμα του.
Τα κυτταροπλασματικά εγκλείσματα είναι σωματίδια που αιωρούνται προσωρινά σε μια ουσία που μοιάζει με ζελέ και αποτελούνται από μακρομόρια και κόκκους. Μπορείτε να βρείτε τρεις τύπους τέτοιων εγκλεισμάτων: εκκριτική, θρεπτική, χρωστική. Παραδείγματα εκκριτικών εγκλεισμάτων περιλαμβάνουν πρωτεΐνες, ένζυμα και οξέα. Το γλυκογόνο (μόριο αποθήκευσης γλυκόζης) και τα λιπίδια είναι κύρια παραδείγματα διατροφικών εγκλεισμάτων, η μελανίνη που βρίσκεται στα κύτταρα του δέρματος είναι ένα παράδειγμα έγχρωμων εγκλεισμάτων.
Τα κυτταροπλασματικά εγκλείσματα, όντας μικρά σωματίδια αιωρούμενα στο κυτταρόπλασμα, αντιπροσωπεύουν ένα ευρύ φάσμα εγκλεισμάτων που υπάρχουν σε διάφορους τύπους κυττάρων. Αυτά μπορεί να είναι κρύσταλλοι οξαλικού ασβεστίου ή διοξειδίου του πυριτίου στα φυτά ή κόκκοι αμύλου και γλυκογόνου. Ένα ευρύ φάσμα εγκλεισμάτων είναι λιπίδια που έχουν σφαιρικό σχήμα, υπάρχουν τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες και χρησιμεύουν για τη συσσώρευση λιπών και λιπαρών οξέων. Για παράδειγμα, τέτοια εγκλείσματα καταλαμβάνουν το μεγαλύτερο μέρος του όγκου των λιπωδών ουσιών - εξειδικευμένα κύτταρα αποθήκευσης.
Λειτουργίες του κυτταροπλάσματος στο κύτταρο
Οι πιο σημαντικές συναρτήσεις μπορούν να αναπαρασταθούν με τη μορφή του παρακάτω πίνακα:
- παρέχοντας το σχήμα του κυττάρου.
- ενδιαίτημα για οργανοειδή·
- μεταφορά ουσιών·
- παροχή θρεπτικών συστατικών.
Το κυτταρόπλασμα χρησιμεύει για την υποστήριξη οργανιδίων και κυτταρικών μορίων. Πολλές κυτταρικές διεργασίες λαμβάνουν χώρα στο κυτταρόπλασμα. Μερικές από αυτές τις διαδικασίες περιλαμβάνουν πρωτεϊνοσύνθεση, το πρώτο βήμα στην κυτταρική αναπνοή, που φέρει το όνομα γλυκόλυση, διεργασίες μίτωσης και μείωσης. Επιπλέον, το κυτταρόπλασμα βοηθά τις ορμόνες να κινούνται γύρω από το κύτταρο και τα απόβλητα απομακρύνονται επίσης μέσω αυτού.
Οι περισσότερες από τις διαφορετικές δράσεις και γεγονότα λαμβάνουν χώρα σε αυτό το ζελατινώδες υγρό, το οποίο περιέχει ένζυμα που συμβάλλουν στην αποσύνθεση των άχρηστων προϊόντων, και πολλές μεταβολικές διεργασίες λαμβάνουν χώρα επίσης εδώ. Το κυτταρόπλασμα παρέχει στο κύτταρο μια μορφή, γεμίζοντας το, βοηθά στη διατήρηση των οργανιδίων στις θέσεις τους. Χωρίς αυτό, το κύτταρο θα φαινόταν «ξεφουσκωμένο», και διάφορες ουσίες δεν θα μπορούσαν εύκολα να μετακινηθούν από το ένα οργανίδιο στο άλλο.
Μεταφορά ουσιών
Η υγρή ουσία του περιεχομένου του κυττάρου είναι πολύ σημαντική για τη διατήρηση της ζωτικής του δραστηριότητας, αφού επιτρέπει την εύκολη ανταλλαγή θρεπτικών συστατικών μεταξύ των οργανιδίων. Μια τέτοια ανταλλαγή οφείλεται στη διαδικασία της κυτταροπλασματικής ροής, η οποία είναι η ροή του κυτταρολύματος (το πιο κινητό και ρευστό μέρος του κυτταροπλάσματος), που μεταφέρει θρεπτικά συστατικά, γενετικές πληροφορίες και άλλες ουσίες από το ένα οργανοειδές στο άλλο.
Μερικές από τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο κυτοσόλιο περιλαμβάνουν επίσης μεταφορά μεταβολίτη. Το οργανοειδές μπορεί να παράγει αμινοξέα, λιπαρά οξέα και άλλες ουσίες που ταξιδεύουν μέσω του κυτοσόλης στο οργανοειδές που χρειάζεται αυτές τις ουσίες.
Τα κυτταροπλασματικά ρεύματα οδηγούν στο γεγονός ότι το ίδιο το κύτταρο μπορεί να κινηθεί. Μερικές από τις μικρότερες δομές ζωής είναι εξοπλισμένες με βλεφαρίδες (μικρές δομές που μοιάζουν με τρίχες στο εξωτερικό του κυττάρου που επιτρέπουν στο τελευταίο να κινείται στο διάστημα). Για άλλα κύτταρα, για παράδειγμα, την αμοιβάδα, ο μόνος τρόπος κίνησης είναι η κίνηση του υγρού στο κυτταρόπλασμα.
Παροχή θρεπτικών συστατικών
Εκτός από τη μεταφορά διαφόρων υλικών, ο υγρός χώρος μεταξύ των οργανιδίων λειτουργεί ως ένα είδος θαλάμου αποθήκευσης για αυτά τα υλικά μέχρι τη στιγμή που πραγματικά χρειάζονται το ένα ή το άλλο οργανοειδές. Μέσα στο κυτταρόπλασμα, πρωτεΐνες, οξυγόνο και διάφορα δομικά στοιχεία αιωρούνται. Εκτός από χρήσιμες ουσίες, το κυτταρόπλασμα περιέχει και μεταβολικά προϊόντα που περιμένουν τη σειρά τους έως ότου η διαδικασία απομάκρυνσης τα αφαιρέσει από το κύτταρο.
μεμβράνη πλάσματος
Το κύτταρο, ή πλασματική, μεμβράνη είναι ένας σχηματισμός που εμποδίζει το κυτταρόπλασμα να ρέει έξω από το κύτταρο. Αυτή η μεμβράνη αποτελείται από φωσφολεπίδια που σχηματίζουν μια διπλή στοιβάδα λιπιδίων που είναι ημιπερατή: μόνο ορισμένα μόρια μπορούν να περάσουν από αυτό το στρώμα. Οι πρωτεΐνες, τα λιπίδια και άλλα μόρια μπορούν να διασχίσουν την κυτταρική μεμβράνη μέσω της διαδικασίας της ενδοκυττάρωσης, η οποία σχηματίζει ένα κυστίδιο από αυτές τις ουσίες.
Η φυσαλίδα, η οποία περιλαμβάνει υγρό και μόρια, αποσπάται από τη μεμβράνη, σχηματίζοντας ένα ενδοσώμα. Το τελευταίο μετακινείται μέσα στο κελί στους αποδέκτες του. Τα άχρηστα προϊόντα απεκκρίνονται μέσω της διαδικασίας εξωκυττάρωσης. Σε αυτή τη διαδικασία, τα κυστίδια που σχηματίζονται στη συσκευή Golgi συνδέονται με τη μεμβράνη, η οποία ωθεί το περιεχόμενό τους στο περιβάλλον. Η μεμβράνη παρέχει επίσης το σχήμα του κυττάρου και χρησιμεύει ως πλατφόρμα στήριξης για τον κυτταροσκελετό και το κυτταρικό τοίχωμα (στα φυτά).
Φυτικά και ζωικά κύτταρα
Η ομοιότητα του εσωτερικού περιεχομένου των φυτικών και ζωικών κυττάρων μιλά για την πανομοιότυπη προέλευσή τους. Το κυτταρόπλασμα παρέχει μηχανική υποστήριξη στις εσωτερικές δομές του κυττάρου, οι οποίες αιωρούνται σε αυτό.
Το κυτταρόπλασμα διατηρεί το σχήμα και τη συνοχή του κυττάρου και περιέχει πολλές χημικές ουσίες που είναι βασικές για τη διατήρηση των διαδικασιών ζωής και του μεταβολισμού.
Μεταβολικές αντιδράσεις όπως η γλυκόζη και η πρωτεϊνοσύνθεση λαμβάνουν χώρα στο περιεχόμενο που μοιάζει με ζελέ. Στα φυτικά κύτταρα, σε αντίθεση με τα ζώα, υπάρχει μια κίνηση του κυτταροπλάσματος γύρω από το κενοτόπιο, η οποία είναι γνωστή ως κυτταροπλασματική ροή.
Το κυτταρόπλασμα των ζωικών κυττάρων είναι μια ουσία παρόμοια με ένα τζελ διαλυμένο σε νερό, γεμίζει ολόκληρο τον όγκο του κυττάρου και περιέχει πρωτεΐνες και άλλα σημαντικά μόρια απαραίτητα για τη ζωή. Η μάζα που μοιάζει με γέλη περιέχει πρωτεΐνες, υδρογονάνθρακες, άλατα, σάκχαρα, αμινοξέα και νουκλεοτίδια, όλα τα κυτταρικά οργανίδια και τον κυτταροσκελετό.
Το περιεχόμενο που μοιάζει με γέλη του κυττάρου, που περιορίζεται από τη μεμβράνη, ονομάζεται κυτταρόπλασμα ενός ζωντανού κυττάρου. Η ιδέα εισήχθη το 1882 από τον Γερμανό βοτανολόγο Eduard Strasburger.
Δομή
Το κυτταρόπλασμα είναι το εσωτερικό περιβάλλον οποιουδήποτε κυττάρου και είναι χαρακτηριστικό των κυττάρων βακτηρίων, φυτών, μυκήτων και ζώων.
Το κυτταρόπλασμα αποτελείται από τα ακόλουθα συστατικά:
- υαλοπλάσματα (κυτοσόλια) - υγρή ουσία.
- κυτταρικά εγκλείσματα - προαιρετικά συστατικά του κυττάρου.
- οργανοειδή - μόνιμα συστατικά του κυττάρου.
- κυτταροσκελετός - κυτταρικό ικρίωμα.
Η χημική σύνθεση του κυτοσόλης περιλαμβάνει τις ακόλουθες ουσίες:
- νερό - 85%;
- πρωτεΐνες - 10%
- οργανικές ενώσεις - 5%.
Οι οργανικές ενώσεις περιλαμβάνουν:
- ορυκτά άλατα?
- υδατάνθρακες?
- λιπίδια?
- Ενώσεις που περιέχουν άζωτο.
- μια μικρή ποσότητα DNA και RNA.
- γλυκογόνο (χαρακτηριστικό των ζωικών κυττάρων).
Ρύζι. 1. Η σύνθεση του κυτταροπλάσματος.
Το κυτταρόπλασμα περιέχει απόθεμα θρεπτικών συστατικών (σταγόνες λίπους, κόκκους πολυσακχαριτών), καθώς και αδιάλυτα απόβλητα του κυττάρου.
Το κυτταρόπλασμα είναι άχρωμο και συνεχώς κινείται, ρέει. Περιέχει όλα τα οργανίδια του κυττάρου και πραγματοποιεί τη σχέση τους. Με μερική αφαίρεση, το κυτταρόπλασμα αποκαθίσταται. Όταν το κυτταρόπλασμα αφαιρεθεί πλήρως, το κύτταρο πεθαίνει.
Η δομή του κυτταροπλάσματος είναι ετερογενής. Κατανείμετε υπό όρους δύο στρώματα κυτταροπλάσματος:
TOP 4 άρθραπου διάβασε μαζί με αυτό
- εκτόπλασμα (plasmagel) - ένα εξωτερικό πυκνό στρώμα που δεν περιέχει οργανίδια.
- ενδοπλάσμα (πλασμασόλη) - το εσωτερικό πιο υγρό στρώμα που περιέχει οργανίδια.
Η διαίρεση σε εκτόπλασμα και ενδοπλάσμα προφέρεται στα πρωτόζωα. Το εκτόπλασμα βοηθά το κύτταρο να κινηθεί.
Εξωτερικά, το κυτταρόπλασμα περιβάλλεται από μια κυτταροπλασματική μεμβράνη ή πλάσμα. Προστατεύει το κύτταρο από βλάβες, μεταφέρει επιλεκτικά ουσίες και παρέχει ευερεθιστότητα στα κύτταρα. Η μεμβράνη αποτελείται από λιπίδια και πρωτεΐνες.
ζωτικής δραστηριότητας
Το κυτταρόπλασμα είναι μια ζωτική ουσία που εμπλέκεται στις κύριες διαδικασίες του κυττάρου:
- μεταβολισμός;
- ανάπτυξη;
- διαίρεση.
Η κίνηση του κυτταροπλάσματος ονομάζεται κύκλωση ή κυτταροπλασματική ροή. Εκτελείται σε ευκαρυωτικά κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Κατά τη διάρκεια της κύκλωσης, το κυτταρόπλασμα παραδίδει ουσίες σε όλα τα κυτταρικά οργανίδια, πραγματοποιώντας τον κυτταρικό μεταβολισμό. Το κυτταρόπλασμα κινείται μέσω του κυτταροσκελετού με την κατανάλωση ATP.
Με την αύξηση του όγκου του κυτταροπλάσματος, το κύτταρο μεγαλώνει. Η διαδικασία διαίρεσης του σώματος ενός ευκαρυωτικού κυττάρου μετά την πυρηνική διαίρεση (καρυοκίνηση) ονομάζεται κυτταροκίνηση. Ως αποτέλεσμα της διαίρεσης του σώματος, το κυτταρόπλασμα, μαζί με τα οργανίδια, κατανέμεται μεταξύ δύο θυγατρικών κυττάρων.
Ρύζι. 2. Κυτοκίνηση.
Λειτουργίες
Οι κύριες λειτουργίες του κυτταροπλάσματος στο κύτταρο περιγράφονται στον πίνακα.
Ο διαχωρισμός του κυτταροπλάσματος από τη μεμβράνη με όσμωση του νερού που διαφεύγει προς τα έξω ονομάζεται πλασμόλυση. Η αντίστροφη διαδικασία - η αποπλασμόλυση - συμβαίνει όταν μια επαρκής ποσότητα νερού εισέρχεται στο κύτταρο. Οι διεργασίες είναι χαρακτηριστικές για οποιοδήποτε κύτταρο, εκτός από το ζώο.