Είναι γνωστό ότι τα περισσότερα έμβια όντα αποτελούνται από νερό σε ελεύθερη ή δεσμευμένη μορφή κατά 70 τοις εκατό ή περισσότερο. Από πού προέρχεται τόσο, πού εντοπίζεται; Αποδεικνύεται ότι κάθε κύτταρο στη σύνθεσή του έχει έως και 80% νερό και μόνο το υπόλοιπο πέφτει στη μάζα της ξηρής ύλης.
Και η κύρια δομή «νερού» είναι απλώς το κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Πρόκειται για ένα σύνθετο, ετερογενές, δυναμικό εσωτερικό περιβάλλον, με τα δομικά χαρακτηριστικά και τις λειτουργίες του οποίου θα γνωρίσουμε περαιτέρω.
Protoplast
Αυτός ο όρος χρησιμοποιείται για να υποδηλώσει ολόκληρο το εσωτερικό περιεχόμενο οποιασδήποτε ευκαρυωτικής μικρότερης δομής, που χωρίζεται από μια πλασματική μεμβράνη από τους άλλους «συναδέλφους» του. Δηλαδή, αυτό περιλαμβάνει το κυτταρόπλασμα - το εσωτερικό περιβάλλον του κυττάρου, τα οργανίδια που βρίσκονται σε αυτό, τον πυρήνα με τους πυρήνες και το γενετικό υλικό.
Ποια οργανίδια βρίσκονται μέσα στο κυτταρόπλασμα; Αυτό είναι:
- ριβοσώματα;
- μιτοχόνδρια;
- EPS;
- Συσκευή Golgi;
- λυσοσώματα;
- συμπεριλήψεις κελιών;
- κενά (σε φυτά και μύκητες);
- κέντρο κυττάρων;
- πλαστίδια (στα φυτά);
- cilia και flagella;
- μικρονημάτια;
- μικροσωληνίσκοι.
Ο πυρήνας, που χωρίζεται από ένα καρυόλεμμα, με πυρήνες και μόρια DNA, περιέχει επίσης το κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Στο κέντρο είναι στα ζώα, πιο κοντά στον τοίχο - στα φυτά.
Έτσι, τα δομικά χαρακτηριστικά του κυτταροπλάσματος θα εξαρτηθούν σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο του κυττάρου, από τον ίδιο τον οργανισμό, την ιδιότητά του στο βασίλειο των ζωντανών όντων. Γενικά, καταλαμβάνει όλο τον ελεύθερο χώρο μέσα και εκτελεί μια σειρά από σημαντικές λειτουργίες.
Μήτρα ή υαλόπλασμα
Η δομή του κυτταροπλάσματος ενός κυττάρου αποτελείται κυρίως από τη διαίρεση του σε μέρη:
- υαλόπλασμα - μόνιμο υγρό μέρος;
- οργανίδια;
- Οι συμπεριλήψεις είναι μεταβλητές δομής.
Η μήτρα, ή υαλόπλασμα, είναι το κύριο εσωτερικό συστατικό, το οποίο μπορεί να είναι σε δύο καταστάσεις - τέφρα και γέλη.
Το κυτοσόλιο είναι ένα κυτταρικό κυτταρόπλασμα που έχει πιο υγρό συσσωματωμένο χαρακτήρα. Η κυτταρογέλη είναι η ίδια, αλλά σε πιο πυκνή κατάσταση, πλούσια σε μεγάλα μόρια οργανικών ουσιών. Η γενική χημική σύνθεση και οι φυσικές ιδιότητες του υαλοπλάσματος εκφράζονται ως εξής:
- άχρωμη, παχύρρευστη κολλοειδής ουσία, αρκετά παχιά και γλοιώδη;
- Ωστόσο, τοέχει μια σαφή διαφοροποίηση όσον αφορά τη δομική οργάνωσηλόγω κινητικότητας, μπορεί εύκολα να το αλλάξει;
- Το από το εσωτερικό αντιπροσωπεύεται από έναν κυτταροσκελετό ή ένα μικροδοκιδωτό πλέγμα, το οποίο σχηματίζεται από πρωτεϊνικά νημάτια (μικροσωληνίσκους και μικρονημάτια);
- σε μέρη αυτού του πλέγματος βρίσκονται όλα τα δομικά μέρη του κυττάρου στο σύνολό του και λόγω των μικροσωληνίσκων, της συσκευής Golgi και του ER, εμφανίζεται ένα μήνυμα μεταξύ τους μέσω του υαλοπλάσματος.
Έτσι, το υαλόπλασμα είναι ένα σημαντικό μέρος που παρέχει πολλές λειτουργίες του κυτταροπλάσματος στο κύτταρο.
Σύνθεση του κυτταροπλάσματος
Αν μιλάμε για τη χημική σύνθεση, τότε το μερίδιο του νερού στο κυτταρόπλασμα αντιστοιχεί περίπου στο 70%. Αυτή είναι μια μέση τιμή, επειδή ορισμένα φυτά έχουν κύτταρα στα οποία έως και 90-95% νερό. Ξηρά ύλη που αντιπροσωπεύεται από:
- πρωτεΐνες;
- υδατάνθρακες;
- φωσφολιπίδια;
- χοληστερόλη και άλλες οργανικές ενώσεις που περιέχουν άζωτο;
- ηλεκτρολύτες (μεταλλικά άλατα);
- συμπεριλήψεις με τη μορφή σταγονιδίων γλυκογόνου (σε ζωικά κύτταρα) και άλλων ουσιών.
Η γενική χημική αντίδραση του μέσου είναι αλκαλική ή ελαφρώς αλκαλική. Εάν λάβουμε υπόψη πώς βρίσκεται το κυτταρόπλασμα του κυττάρου, τότε θα πρέπει να σημειωθεί ένα τέτοιο χαρακτηριστικό. Το τμήμα συλλέγεται στην άκρη, στην περιοχή του πλασμαλήμματος και ονομάζεται εκτόπλασμα. Το άλλο τμήμα είναι προσανατολισμένο πιο κοντά στο καρυόλημμα, ονομάζεται ενδοπλάσμα.
Η δομή του κυτταρικού κυτταροπλάσματος καθορίζεται από ειδικές δομές - μικροσωληνίσκους και μικρονημάτια, επομένως θα τα εξετάσουμε λεπτομερέστερα.
Μικροσωληνίσκοι
Hollowμικρά επιμήκη σωματίδια μεγέθους έως και αρκετών μικρομέτρων. Διάμετρος - από 6 έως 25 nm. Λόγω πολύ πενιχρών δεικτών, δεν είναι ακόμη δυνατή μια πλήρης και εκτενής μελέτη αυτών των δομών, ωστόσο, θεωρείται ότι τα τοιχώματά τους αποτελούνται από την πρωτεϊνική ουσία τουμπουλίνη. Αυτή η ένωση έχει ένα ελικοειδώς στριμμένο μόριο αλυσίδας.
Ορισμένες λειτουργίες του κυτταροπλάσματος στο κύτταρο εκτελούνται ακριβώς λόγω της παρουσίας μικροσωληνίσκων. Έτσι, για παράδειγμα, συμμετέχουν στην κατασκευή των κυτταρικών τοιχωμάτων μυκήτων και φυτών, ορισμένων βακτηρίων. Στα ζωικά κύτταρα, είναι πολύ λιγότερα. Επίσης, αυτές οι δομές πραγματοποιούν την κίνηση των οργανιδίων στο κυτταρόπλασμα.
Οι ίδιοι οι μικροσωληνίσκοι είναι ασταθείς, ικανοί να αποσυντίθενται γρήγορα και να σχηματίζονται ξανά και να ανανεώνονται από καιρό σε καιρό.
Μικρονημάτια
Επαρκώς σημαντικά στοιχεία του κυτταροπλάσματος. Είναι μακρά νημάτια ακτίνης (σφαιρική πρωτεΐνη), τα οποία, συνυφασμένα μεταξύ τους, σχηματίζουν ένα κοινό δίκτυο - τον κυτταροσκελετό. Ένα άλλο όνομα είναι το microtrabecular πλέγμα. Αυτό είναι ένα είδος δομικών χαρακτηριστικών του κυτταροπλάσματος. Πράγματι, χάρη σε έναν τέτοιο κυτταροσκελετό όλα τα οργανίδια συγκρατούνται μαζί, μπορούν να επικοινωνούν με ασφάλεια μεταξύ τους, ουσίες και μόρια περνούν μέσα από αυτά και πραγματοποιείται ο μεταβολισμός.
Ωστόσο, είναι γνωστό ότι το κυτταρόπλασμα είναι το εσωτερικό περιβάλλον του κυττάρου, το οποίο είναι συχνά ικανό να αλλάξει τα φυσικά του δεδομένα: γίνεται πιο υγρό ή παχύρρευστο, αλλάζει τη δομή του (μετάβαση από κολλοειδές σε γέλη και αντίστροφα). Από αυτή την άποψη, τα μικρονημάτια είναι ένα δυναμικό, ασταθές μέρος, ικανόγρήγορα ανοικοδόμηση, αλλαγή, αποσύνθεση και σχηματισμός ξανά.
Πλασματικές μεμβράνες
Η παρουσία καλά ανεπτυγμένων και κανονικά λειτουργικών πολυάριθμων μεμβρανικών δομών είναι σημαντική για το κύτταρο, το οποίο αποτελεί επίσης ένα είδος δομικών χαρακτηριστικών του κυτταροπλάσματος. Εξάλλου, μέσω των φραγμών της πλασματικής μεμβράνης μεταφέρονται μόρια, θρεπτικά συστατικά και μεταβολικά προϊόντα, αέρια για τις διαδικασίες αναπνοής κ.ο.κ. Γι' αυτό τα περισσότερα οργανίδια έχουν αυτές τις δομές.
Αυτοί, σαν ένα δίκτυο, βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα και οριοθετούν το εσωτερικό περιεχόμενο των ξενιστών τους το ένα από το άλλο, από το περιβάλλον. Προστατέψτε και προστατέψτε από ανεπιθύμητες ουσίες και επιβλαβή βακτήρια.
Η δομή των περισσότερων από αυτά είναι παρόμοια - ένα μοντέλο υγρού-μωσαϊκού, το οποίο θεωρεί κάθε πλασμάλεμα ως μια βιοστοιβάδα λιπιδίων, που διεισδύει από διαφορετικά μόρια πρωτεΐνης.
Δεδομένου ότι οι λειτουργίες του κυτταροπλάσματος στο κύτταρο είναι κατά κύριο λόγο ένα μήνυμα μεταφοράς μεταξύ όλων των μερών του, η παρουσία μεμβρανών στα περισσότερα οργανίδια είναι ένα από τα δομικά μέρη του υαλοπλάσματος. Σε ένα συγκρότημα, όλοι μαζί, εκτελούν κοινές εργασίες για να εξασφαλίσουν τη ζωή του κυττάρου.
Ριβόσωμα
Μικρές (έως 20 nm) στρογγυλεμένες δομές, αποτελούμενες από δύο μισά - υπομονάδες. Αυτά τα μισά μπορεί να υπάρχουν και μαζί και χωριστά για κάποιο χρονικό διάστημα. Η βάση της σύνθεσης: rRNA (ριβοσωμικό ριβονουκλεϊκό οξύ) και πρωτεΐνη. Ο κύριος εντοπισμός των ριβοσωμάτων στο κύτταρο:
- πυρήνας και πυρήνες όπουο σχηματισμός των ίδιων των υπομονάδων στο μόριο του DNA·
- κυτταρόπλασμα - τα ριβοσώματα εδώ τελικά σχηματίζονται σε μια ενιαία δομή, ενώνοντας τα μισά;
- μεμβράνες του πυρήνα και του ενδοπλασματικού δικτύου - τα ριβοσώματα συνθέτουν πρωτεΐνη πάνω τους και τη στέλνουν αμέσως μέσα στα οργανίδια.
- μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες των φυτικών κυττάρων συνθέτουν τα δικά τους ριβοσώματα μέσα στο σώμα και χρησιμοποιούν τις παραγόμενες πρωτεΐνες, δηλαδή από αυτή την άποψη υπάρχουν αυτόνομα.
Οι λειτουργίες αυτών των δομών είναι η σύνθεση και η συναρμολόγηση πρωτεϊνικών μακρομορίων, τα οποία δαπανώνται στη ζωτική δραστηριότητα του κυττάρου.
Ενδοπλασματικό δίκτυο και συσκευή Golgi
Πολυάριθμο δίκτυο σωληναρίων, σωληναρίων και κυστιδίων, που σχηματίζουν ένα αγώγιμο σύστημα μέσα στο κύτταρο και βρίσκονται σε όλο το κυτταρόπλασμα, ονομάζεται ενδοπλασματικό δίκτυο ή δίκτυο. Η λειτουργία του αντιστοιχεί στη δομή - εξασφαλίζοντας τη διασύνδεση των οργανιδίων μεταξύ τους και τη μεταφορά των θρεπτικών μορίων στα οργανίδια.
Το σύμπλεγμα Golgi, ή συσκευή, εκτελεί τη λειτουργία της συσσώρευσης των απαραίτητων ουσιών (υδατάνθρακες, λίπη, πρωτεΐνες) σε ένα σύστημα ειδικών κοιλοτήτων. Περιορίζονται από το κυτταρόπλασμα από μεμβράνες. Επίσης, αυτό το οργανοειδές είναι ο τόπος σύνθεσης λιπών και υδατανθράκων.
Περοξισώματα και λυσοσώματα
Τα λυσοσώματα είναι μικρές, στρογγυλεμένες δομές που μοιάζουν με κυστίδια γεμάτα υγρό. Είναι πολυάριθμα και κατανέμονται στο κυτταρόπλασμα, όπου κινούνται ελεύθερα μέσα στο κύτταρο. Το κύριο καθήκον τους είναι η διάλυση ξένων σωματιδίων,δηλαδή την εξάλειψη των «εχθρών» με τη μορφή νεκρών τμημάτων κυτταρικών δομών, βακτηρίων και άλλων μορίων.
Η περιεκτικότητα σε υγρό είναι κορεσμένο με ένζυμα, επομένως τα λυσοσώματα συμμετέχουν στη διάσπαση των μακρομορίων προς τις μονομερείς μονάδες τους.
Τα υπεροξισώματα είναι μικρά ωοειδή ή στρογγυλά οργανίδια με μία μόνο μεμβράνη. Γεμάτη με υγρό περιεχόμενο, συμπεριλαμβανομένου μεγάλου αριθμού διαφορετικών ενζύμων. Είναι ένας από τους κύριους καταναλωτές οξυγόνου. Εκτελούν τις λειτουργίες τους ανάλογα με τον τύπο του κυττάρου στο οποίο βρίσκονται. Η σύνθεση μυελίνης είναι δυνατή για το περίβλημα των νευρικών ινών και μπορούν επίσης να πραγματοποιήσουν την οξείδωση και την εξουδετέρωση τοξικών ουσιών και διαφόρων μορίων.
Μιτοχόνδρια
Αυτές οι δομές δεν ονομάζονται μάταια σταθμοί ισχύος (ενέργειας) του κυττάρου. Εξάλλου, σε αυτά συμβαίνει ο σχηματισμός των κύριων ενεργειακών φορέων - τα μόρια του τριφωσφορικού οξέος αδενοσίνης ή ATP. Στην εμφάνιση θυμίζουν φασόλια. Η μεμβράνη που χωρίζει τα μιτοχόνδρια από το κυτταρόπλασμα είναι διπλή. Η εσωτερική δομή είναι πολύ διπλωμένη για να αυξήσει την επιφάνεια για τη σύνθεση ATP. Οι πτυχές ονομάζονται cristae, περιέχουν μεγάλο αριθμό διαφορετικών ενζύμων για να καταλύουν τις διαδικασίες σύνθεσης.
Τα περισσότερα μιτοχόνδρια έχουν μυϊκά κύτταρα σε ζώα και ανθρώπους, καθώς απαιτούν υψηλή περιεκτικότητα και κατανάλωση ενέργειας.
Φαινόμενο Κύκλου
Η κίνηση του κυτταροπλάσματος στο κύτταρο ονομάζεται κύκλωση. Αποτελείται από διάφορους τύπους:
- ταλαντευτικό;
- περιστροφικό ή κυκλικό;
- striated.
Οποιαδήποτε κίνηση είναι απαραίτητη για τη διασφάλιση μιας σειράς σημαντικών λειτουργιών του κυτταροπλάσματος: την πλήρη κίνηση των οργανιδίων μέσα στο υαλόπλασμα, την ομοιόμορφη ανταλλαγή θρεπτικών ουσιών, αερίων, ενέργειας και την απομάκρυνση των μεταβολιτών.
Η κυκλόζη εμφανίζεται τόσο σε φυτικά όσο και σε ζωικά κύτταρα, χωρίς εξαιρέσεις. Αν σταματήσει, τότε το σώμα πεθαίνει. Επομένως, αυτή η διαδικασία είναι επίσης ένας δείκτης της ζωτικής δραστηριότητας των όντων.
Έτσι, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το κυτταρόπλασμα ενός ζωικού κυττάρου, φυτικού κυττάρου, οποιουδήποτε ευκαρυωτικού κυττάρου είναι μια πολύ δυναμική, ζωντανή δομή.
Η διαφορά μεταξύ του κυτταροπλάσματος των ζωικών και φυτικών κυττάρων
Στην πραγματικότητα, υπάρχουν λίγες διαφορές. Το γενικό σχέδιο του κτιρίου, οι λειτουργίες που εκτελούνται είναι εντελώς παρόμοιες. Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν κάποιες αποκλίσεις. Έτσι για παράδειγμα:
- Το κυτταρόπλασμα των φυτικών κυττάρων περιέχει περισσότερους μικροσωληνίσκους που συμμετέχουν στο σχηματισμό των κυτταρικών τοιχωμάτων τους παρά μικρονημάτια. Τα ζώα κάνουν το αντίθετο.
- Τα κυτταρικά εγκλείσματα στο κυτταρόπλασμα των φυτών είναι κόκκοι αμύλου, ενώ στα ζώα είναι σταγόνες γλυκογόνου.
- Το φυτικό κύτταρο χαρακτηρίζεται από την παρουσία οργανιδίων που δεν βρίσκονται στα ζώα. Αυτά είναι πλαστίδια, κενοτόπια και κυτταρικό τοίχωμα.
Από άλλες απόψεις, και οι δύο δομές είναι πανομοιότυπες ως προς τη σύνθεση και τη δομή του κυτταροπλάσματος. Ο αριθμός ορισμένων στοιχειωδών συνδέσμων μπορεί να ποικίλλει, αλλά η παρουσία τους είναι υποχρεωτική. Επομένως, η τιμή του κυτταροπλάσματος στο κύτταρο ωςτα φυτά και τα ζώα είναι εξίσου υπέροχα.
Ο ρόλος του κυτταροπλάσματος στο κύτταρο
Η τιμή του κυτταροπλάσματος στο κύτταρο είναι μεγάλη, αν όχι ότι είναι καθοριστική. Άλλωστε, αυτή είναι η βάση στην οποία βρίσκονται όλες οι ζωτικές δομές, επομένως είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί ο ρόλος του. Μπορούμε να διατυπώσουμε πολλά κύρια σημεία που αποκαλύπτουν αυτό το νόημα.
- Είναι αυτό που ενώνει όλα τα συστατικά μέρη του κυττάρου σε ένα πολύπλοκο ενοποιημένο σύστημα που εκτελεί τις διαδικασίες της ζωής ομαλά και συλλογικά.
- Λόγω του νερού, το κυτταρόπλασμα στο κύτταρο δρα ως μέσο για πολυάριθμες σύνθετες βιοχημικές αλληλεπιδράσεις και φυσιολογικούς μετασχηματισμούς ουσιών (γλυκόλυση, θρέψη, ανταλλαγή αερίων).
- Αυτή είναι η κύρια "ικανότητα" για την ύπαρξη όλων των κυτταρικών οργανιδίων.
- Χρησιμοποιώντας μικρονημάτια και σωληνάρια, σχηματίζει τον κυτταροσκελετό, δεσμεύει τα οργανίδια και τους επιτρέπει να κινούνται.
- Στο κυτταρόπλασμα συγκεντρώνεται ένας αριθμός βιολογικών καταλυτών - ένζυμα, χωρίς τους οποίους δεν λαμβάνει χώρα βιοχημική αντίδραση.
Συνοψίζοντας, πρέπει να πω το εξής. Ο ρόλος του κυτταροπλάσματος στο κύτταρο είναι ουσιαστικά ο βασικός, αφού είναι η βάση όλων των διεργασιών, το περιβάλλον της ζωής και το υπόστρωμα για τις αντιδράσεις.
