Det är känt att de flesta levande varelser består av vatten i fri eller bunden form med 70 procent eller mer. Var kommer det så mycket ifrån, var är det lokaliserat? Det visar sig att varje cell i sin sammansättning har upp till 80 % vatten, och bara resten faller på massan av torrsubstans.
Och den huvudsakliga "vatten"-strukturen är bara cellens cytoplasma. Detta är en komplex, heterogen, dynamisk intern miljö, med de strukturella egenskaper och funktioner som vi kommer att bekanta oss med ytterligare.
Protoplast
Denna term används för att beteckna hela det interna innehållet i varje eukaryot minsta struktur, separerad av ett plasmamembran från dess andra "kollegor". Det vill säga, detta inkluderar cytoplasman - cellens inre miljö, organellerna i den, kärnan med nukleoler och genetiskt material.
Vilka organeller finns inuti cytoplasman? Det här är:
- ribosomer;
- mitokondrier;
- EPS;
- Golgi-apparater;
- lysosomer;
- cellinneslutningar;
- vakuoler (i växter och svampar);
- cellcenter;
- plastider (i växter);
- cilia och flagella;
- mikrofilament;
- mikrotubuli.
Kärnan, separerad av ett karyolemma, med nukleoler och DNA-molekyler, innehåller också cellens cytoplasma. I mitten är det i djur, närmare väggen - i växter.
Således kommer cytoplasmans strukturella egenskaper till stor del att bero på typen av cell, på själva organismen, dess tillhörighet till de levande varelsernas rike. I allmänhet upptar den allt ledigt utrymme inuti och utför ett antal viktiga funktioner.
Matrix, eller hyaloplasma
Strukturen av en cells cytoplasma består främst av dess uppdelning i delar:
- hyaloplasma - permanent flytande del;
- organeller;
- inklusioner är strukturvariabler.
Matrix, eller hyaloplasma, är den huvudsakliga inre komponenten, som kan vara i två tillstånd - aska och gel.
Cytosol är en cellcytoplasma som har en mer flytande aggregatkaraktär. Cytogelen är densamma, men i ett tätare tillstånd, rik på stora molekyler av organiska ämnen. Hyaloplasmans allmänna kemiska sammansättning och fysikaliska egenskaper uttrycks enligt följande:
- färglös, trögflytande kolloidal substans, ganska tjock och slemmig;
- har dock en tydlig differentiering vad gäller strukturell organisationpå grund av rörlighet, kan enkelt ändra det;
- från insidan representeras av ett cytoskelett eller mikrotrabekulärt gitter, som bildas av proteinfilament (mikrotubuli och mikrofilament);
- på delar av detta gitter finns alla strukturella delar av cellen som helhet, och på grund av mikrotubuli, Golgi-apparaten och ER, uppstår ett meddelande mellan dem genom hyaloplasman.
Hyaloplasman är alltså en viktig del som tillhandahåller många funktioner hos cytoplasman i cellen.
komposition av cytoplasman
Om vi pratar om den kemiska sammansättningen, så utgör andelen vatten i cytoplasman cirka 70%. Detta är ett medelvärde, eftersom vissa växter har celler i vilka upp till 90-95% vatten. Torrsubstans representeras av:
- proteins;
- kolhydrater;
- fosfolipider;
- kolesterol och andra kväveh altiga organiska föreningar;
- elektrolyter (minerals alt);
- inneslutningar i form av glykogendroppar (i djurceller) och andra ämnen.
Mediets allmänna kemiska reaktion är alkalisk eller svagt alkalisk. Om vi överväger hur cellens cytoplasma är belägen, bör en sådan funktion noteras. Delen samlas vid kanten, i området för plasmalemma, och kallas ektoplasma. Den andra delen är orienterad närmare karyolemma, kallas endoplasman.
Strukturen av cellcytoplasman bestäms av speciella strukturer - mikrotubuli och mikrofilament, så vi kommer att överväga dem mer i detalj.
Mikrotubuli
Ihåligsmå långsträckta partiklar upp till flera mikrometer i storlek. Diameter - från 6 till 25 nm. På grund av för magra indikatorer är en fullständig och rymlig studie av dessa strukturer ännu inte möjlig, men det antas att deras väggar består av proteinämnet tubulin. Denna förening har en kedja, spiralformigt tvinnad molekyl.
Vissa funktioner i cytoplasman i cellen utförs just på grund av närvaron av mikrotubuli. Så till exempel är de involverade i att bygga cellväggar hos svampar och växter, vissa bakterier. I djurceller är de mycket mindre. Det är också dessa strukturer som utför rörelsen av organeller i cytoplasman.
Mikrotubuli i sig är instabila, kan snabbt sönderfalla och bildas igen, och förnyas då och då.
Microfilaments
Tillräckligt viktiga element i cytoplasman. De är långa filament av aktin (globular protein), som, sammanflätade med varandra, bildar ett gemensamt nätverk - cytoskelettet. Ett annat namn är mikrotrabekulärt gitter. Detta är ett slags strukturella egenskaper hos cytoplasman. Det är faktiskt tack vare ett sådant cytoskelett som alla organeller hålls samman, de kan säkert kommunicera med varandra, ämnen och molekyler passerar genom dem och metabolism utförs.
Det är dock känt att cytoplasman är den inre miljön i cellen, som ofta kan ändra dess fysiska data: bli mer flytande eller trögflytande, ändra dess struktur (övergång från sol till gel och vice versa). I detta avseende är mikrofilament en dynamisk, labil del som kansnabbt bygga om, förändra, sönderfalla och forma igen.
Plasmamembran
Närvaron av välutvecklade och norm alt fungerande många membranstrukturer är viktig för cellen, som också utgör ett slags strukturella egenskaper hos cytoplasman. Det är trots allt genom plasmamembranbarriärerna som molekyler, näringsämnen och metabola produkter, gaser för andningsprocesser och så vidare transporteras. Det är därför de flesta organeller har dessa strukturer.
De, som ett nätverk, finns i cytoplasman och avgränsar det interna innehållet i sina värdar från varandra, från miljön. Skydda och skydda mot oönskade ämnen och skadliga bakterier.
Strukturen för de flesta av dem är liknande - en vätske-mosaikmodell, som betraktar varje plasmalemma som ett biolager av lipider, penetrerat av olika proteinmolekyler.
Eftersom cytoplasmans funktioner i cellen i första hand är ett transportmeddelande mellan alla dess delar, är närvaron av membran i de flesta organeller en av hyaloplasmans strukturella delar. I ett komplex utför de tillsammans gemensamma uppgifter för att säkerställa cellens livslängd.
Ribosome
Små (upp till 20 nm) rundade strukturer, bestående av två halvor - underenheter. Dessa halvor kan existera både tillsammans och åtskilda under en tid. Grunden för kompositionen: rRNA (ribosomal ribonukleinsyra) och protein. Den huvudsakliga lokaliseringen av ribosomer i cellen:
- kärna och kärnor varbildandet av själva underenheterna på DNA-molekylen;
- cytoplasma - ribosomerna här formas slutligen till en enda struktur som förenar halvorna;
- membran i kärnan och endoplasmatiskt retikulum - ribosomer syntetiserar protein på dem och skickar det omedelbart in i organellerna;
- mitokondrier och kloroplaster av växtceller syntetiserar sina egna ribosomer inuti kroppen och använder de producerade proteinerna, det vill säga i detta avseende existerar de autonomt.
Funktionerna hos dessa strukturer är syntes och sammansättning av proteinmakromolekyler, som ägnas åt cellens vitala aktivitet.
Endoplasmatiskt retikulum och Golgi-apparater
Ett stort antal nätverk av tubuli, tubuli och vesiklar, som bildar ett ledande system inuti cellen och som finns i hela cytoplasman, kallas endoplasmatiskt retikulum eller retikulum. Dess funktion motsvarar strukturen - att säkerställa sammankopplingen av organeller med varandra och transportera näringsmolekyler till organeller.
Golgi-komplexet, eller apparaten, utför funktionen att ackumulera de nödvändiga ämnena (kolhydrater, fetter, proteiner) i ett system av speciella hålrum. De begränsas från cytoplasman av membran. Det är också denna organoid som är platsen för syntesen av fetter och kolhydrater.
Peroxisomer och lysosomer
Lysosomer är små, rundade strukturer som liknar vätskefyllda blåsor. De är väldigt många och fördelade i cytoplasman, där de rör sig fritt i cellen. Deras huvuduppgift är upplösningen av främmande partiklar,det vill säga eliminering av "fiender" i form av döda delar av cellulära strukturer, bakterier och andra molekyler.
Vätskeinnehållet är mättat med enzymer, så lysosomer deltar i nedbrytningen av makromolekyler till sina monomerenheter.
Peroxisomer är små ovala eller runda organeller med ett enda membran. Fylld med vätskeinnehåll, inklusive ett stort antal olika enzymer. De är en av de största konsumenterna av syre. De utför sina funktioner beroende på vilken typ av cell de befinner sig i. Myelinsyntes är möjlig för manteln av nervfibrer, och de kan också utföra oxidation och neutralisering av giftiga ämnen och olika molekyler.
Mitokondrier
Dessa strukturer kallas inte förgäves för cellens kraftstationer (energistationer). När allt kommer omkring är det i dem som bildandet av de viktigaste energibärarna sker - molekylerna av adenosintrifosforsyra eller ATP. Till utseendet liknar de bönor. Membranet som skiljer mitokondrierna från cytoplasman är dubbelt. Den inre strukturen är kraftigt vikt för att öka ytan för ATP-syntes. Veckningarna kallas cristae, de innehåller ett stort antal olika enzymer för att katalysera syntesprocesserna.
Mest av alla mitokondrier har muskelceller hos djur och människor, eftersom de kräver högt innehåll och energiförbrukning.
Cyclose-fenomen
Förflyttningen av cytoplasman i cellen kallas cyklos. Den består av flera typer:
- oscillerande;
- roterande, eller cirkulär;
- striated.
Alla rörelser är nödvändiga för att säkerställa ett antal viktiga funktioner hos cytoplasman: full rörelse av organeller inuti hyaloplasman, enhetligt utbyte av näringsämnen, gaser, energi och avlägsnande av metaboliter.
Cyclos förekommer i både växt- och djurceller, utan undantag. Om det slutar dör kroppen. Därför är denna process också en indikator på varelsernas vitala aktivitet.
Därmed kan vi dra slutsatsen att cytoplasman i en djurcell, växtcell, vilken eukaryot cell som helst är en mycket dynamisk, levande struktur.
Skillnaden mellan cytoplasman hos djur- och växtceller
Det finns faktiskt få skillnader. Byggnadens översiktsplan, de utförda funktionerna är helt lika. Det finns dock fortfarande vissa avvikelser. Så till exempel:
- Växtcellers cytoplasma innehåller fler mikrotubuli som deltar i bildandet av deras cellväggar än mikrofilament. Djur gör tvärtom.
- Cellinneslutningar i växternas cytoplasma är stärkelsekorn, medan de hos djur är droppar av glykogen.
- Växtcellen kännetecknas av närvaron av organeller som inte finns hos djur. Dessa är plastider, vakuol och cellvägg.
I andra avseenden är båda strukturerna identiska i sammansättning och struktur av cytoplasman. Antalet vissa elementära länkar kan variera, men deras närvaro är obligatorisk. Därför värdet av cytoplasman i cellen somväxter och djur är lika fantastiska.
Cytoplasmans roll i cellen
Värdet av cytoplasman i cellen är stort, för att inte säga att det är avgörande. När allt kommer omkring är detta grunden där alla vitala strukturer är belägna, så det är svårt att överskatta dess roll. Vi kan formulera flera huvudpunkter som avslöjar denna innebörd.
- Det är det som förenar alla beståndsdelar av cellen till ett komplext enhetligt system som utför livets processer smidigt och kollektivt.
- På grund av vatten fungerar cytoplasman i cellen som ett medium för många komplexa biokemiska interaktioner och fysiologiska omvandlingar av ämnen (glykolys, näring, gasutbyte).
- Detta är den huvudsakliga "kapaciteten" för existensen av alla cellorganeller.
- Med hjälp av mikrofilament och tubuli bildar den cytoskelettet, binder organeller och låter dem röra sig.
- Det är i cytoplasman som ett antal biologiska katalysatorer är koncentrerade - enzymer, utan vilka ingen biokemisk reaktion sker.
Sammanfattningsvis måste jag säga följande. Cytoplasmans roll i cellen är praktiskt taget nyckeln, eftersom den är grunden för alla processer, livsmiljön och substratet för reaktioner.
