A citoplazma funkciói, részei és jellemzői



az citoplazma a sejtek belsejében található anyag, amely magában foglalja a citoplazmatikus mátrixot (vagy citoszolt) és a szubcelluláris rekeszeket. A citoszol a sejt teljes térfogatának egy kicsit több mint felét (kb. 55% -át) képezi, és ez az a terület, ahol a fehérjék szintézise és lebomlása következik be, amely megfelelő eszközöket biztosít a szükséges metabolikus reakciók végrehajtásához..

A prokarióta sejtek összes komponense a citoplazmában van, míg az eukariótákban vannak más osztódások, mint például a mag. Az eukarióta sejtekben a fennmaradó sejtek térfogata (45%) a citoplazmatikus organellák, például a mitokondriumok, a sima és durva endoplazmatikus retikulum, a mag, a peroxiszómák, a lizoszómák és az endoszómák által elfoglaltak..

index

  • 1 Általános jellemzők
  • 2 Komponensek
    • 2.1 Citoszol
    • 2.2 Membrános organellák
    • 2.3 Diszkrét organellák
    • 2.4 Nem-membrán organellák
    • 2.5
  • 3 A citoplazma tulajdonságai
    • 3.1 Ez egy kolloid
    • 3.2 Tixotróp tulajdonságok
    • 3.3 A citoplazma úgy viselkedik, mint egy hidrogél
    • 3.4 Ciklikus mozgás
  • 4 A citoszol fázisai
  • 5 Funkciók
  • 6 Referenciák

Általános jellemzők

A citoplazma az a anyag, amely kitölti a sejtek belsejét, és két összetevőre oszlik: a citoszol vagy citoplazmatikus mátrix néven ismert folyékony frakció és a beágyazott organellák - az eukarióta vonal esetében..

A citoszol a citoplazma zselatikus mátrixa, és az oldott anyagok óriási választékából áll, mint például ionok, közbenső metabolitok, szénhidrátok, lipidek, fehérjék és ribonukleinsavak (RNS). Két egymásba kapcsolható fázisban fordulhat elő: a gélfázis és a napfázis.

Egy olyan kolloid mátrixból áll, amely hasonló a vizes gélhez, amely főleg - és a citoszkeletonnak megfelelő rostos fehérjékből álló hálózatot tartalmaz - beleértve az aktint, a mikrotubulusokat és a közbenső szálakat, valamint egy sor kiegészítő fehérjét, amelyek hozzájárulnak a kialakulásához. keret.

Ez a fehérje-szálak által létrehozott hálózat diffundál a citoplazmában, így viszkozitikus tulajdonságokkal és egy kontraktilis gél jellemzőivel rendelkezik..

A citoszkeleton felelős a cellás architektúra támogatásáért és stabilitásáért. Amellett, hogy részt vesz a citoplazmában lévő anyagok szállításában és hozzájárul a sejtek mozgásához, mint a fagocitózisban.

alkatrészek

A citoplazmat egy citoplazmatikus mátrixból vagy citoszolból és a zselatinba ágyazott organellákból áll. Ezután mindegyiket részletesen leírjuk:

citoszólt

A citoszol a színtelen, néha szürkés, zselatin és áttetsző anyag, amely az organellákon kívül található. A citoplazma oldható részének tekinthető.

A mátrix leggyakoribb összetevője a víz, amely a teljes összetételének 65-80% -át teszi ki, kivéve a csontsejteket, a fogak zománcát és a magokat..

Kémiai összetételét tekintve 20% a fehérje molekuláknak felel meg. Több mint 46 elemet használ a cellában. Ezek közül csak 24-et tartanak létfontosságúnak az élethez.

A legjelentősebb elemek közül említhető a szén, hidrogén, nitrogén, oxigén, foszfor és kén.

Ugyanígy ez a mátrix ionokban gazdag, és ezek megtartása növeli a sejt ozmotikus nyomását. Ezek az ionok segítenek fenntartani az optimális sav-bázis egyensúlyt a sejtkörnyezetben.

A citoszolban található ionok sokfélesége a vizsgált sejt típusától függően változik. Például az izom- és idegsejtek magas kálium- és magnéziumkoncentrációval rendelkeznek, míg a kalciumionok különösen bőségesek a vérsejtekben..

Membranó organellák

Az eukarióta sejtek esetében a citoplazmatikus mátrixba ágyazott szubcelluláris rekeszek sokasága létezik. Ezek membrános és diszkrét organellákra oszthatók.

Az endoplazmatikus retikulum és a Golgi készülék az első csoportba tartozik, amelyek mindkettő összekapcsolt zsák alakú membránok rendszerei. Emiatt nehéz meghatározni annak szerkezetét. Ezen kívül ezek a rekeszek térbeli és időbeli folytonosságot mutatnak a plazmamembránnal.

Az endoplazmatikus retikulum sima vagy durva, a riboszómák jelenlététől vagy hiányától függően oszlik meg. A kis molekulák metabolizmusáért a sima felelős, a lipidek és szteroidok méregtelenítésének és szintézisének mechanizmusai.

Ezzel szemben a durva endoplazmatikus retikulum membránjához rögzített riboszómákkal rendelkezik, és főként a sejtek által kiválasztódó fehérjék szintéziséért felelős..

A Golgi készülék lemezek formájában tárolódik, és részt vesz a membránok és fehérjék szintézisében. Ezenkívül a fehérjék és a lipidek, beleértve a glikozilációt is, megváltoztatásához szükséges enzimatikus gép. Részt vesz a lizoszómák és a peroxiszómák tárolásában és elosztásában is.

Diszkrét organellák

A második csoport intracelluláris organellumokból áll, amelyek diszkrétek, és ezek határértékeit egyértelműen a membránok jelenléte mutatja.

A strukturális és fizikai szempontból elkülönülnek a többi organellektől, bár kölcsönhatásba léphet más rekeszekkel, például a mitokondriumok kölcsönhatásba léphetnek a membrán organellákkal.

Ebben a csoportban a mitokondriumok, a organellák rendelkeznek a szükséges enzimekkel az esszenciális metabolikus útvonalak végrehajtásához, mint például a citromsav-ciklus, az elektronátviteli lánc, az ATP-szintézis és a zsírsav-b-oxidáció.

A lizoszómák szintén diszkrét organellák, és felelősek a fehérjék újbóli felszívódását elősegítő hidrolitikus enzimek tárolásáért, a baktériumok elpusztításáért és a citoplazmatikus organellák lebomlásáért..

A mikrobák (peroxiszomok) részt vesznek az oxidatív reakciókban. Ezek a struktúrák rendelkeznek a kataláz enzimmel, amely segíti a hidrogén-peroxid - toxikus anyagcserét - átalakulását a sejtre ártalmatlan anyagoknak: víz és oxigén. A zsírsavak B-oxidációja ezekben a testekben történik.

Növények esetében más organidok is szerepelnek pl. Ezek több tucat funkciót töltenek be a növényi cellában, és a legkiválóbbak a kloroplasztok, ahol fotoszintézis történik.

Nem membrán organellák

A sejtnek olyan szerkezete is van, amely nem korlátozódik a biológiai membránokkal. Ezek közé tartoznak a citoszkeletális komponensek, amelyek mikrotubulusokat, szakaszos szálakat és aktin mikroszálakat tartalmaznak..

Az aktinszálak gömbmolekulákból állnak, és rugalmas láncok, míg a köztes szálak ellenállóbbak és különböző fehérjékből állnak. Ezek a fehérjék felelősek a tapadás ellenállásának biztosításáért, és erősséget adnak a sejtnek.

A centriolok szerkezeti duó a henger formában, és nem membrános organellák is. Ezek a centroszómákban vagy a mikrotubulusok szervezett központjában találhatók. Ezek a struktúrák a kövek alaptestét képezik.

Végül vannak a riboszómák, a fehérjék és a riboszomális RNS által képzett struktúrák, amelyek részt vesznek a transzlációs folyamatban (fehérje szintézis). Ezek szabadok lehetnek a citoszolban, vagy rögzíthetők a durva endoplazmatikus retikulumhoz.

Számos szerző azonban nem véli úgy, hogy a riboszómákat maguknak kell besorolni..

zárványok

A zárványok a citoplazma alkotórészei, amelyek nem felelnek meg az organelláknak, és a legtöbb esetben nem veszik körül a lipidmembránok..

Ez a kategória számos heterogén szerkezetet tartalmaz, mint például a pigmentek, kristályok, zsírok, glikogén és néhány hulladékanyag granulátumai..

Ezeket a testeket olyan enzimek veszik körül, amelyek részt vesznek a makromolekulák szintézisében a hatóanyag jelenlétében. Például néha a glikogén enzimek, például a glikogén-szintáz vagy a glikogén-foszforiláz körülhatárolhatók.

A zárványok gyakoriak a máj és az izomsejtek sejtjeiben. Ugyanígy a haj és a bőr zárványai olyan pigment granulátumokkal rendelkeznek, amelyek ezeknek a szerkezeteknek a jellegzetes színét adják nekik..

A citoplazma tulajdonságai

Ez egy kolloid

Kémiailag a citoplazma kolloid, ezért az oldat és a szuszpenzió egyidejűleg jellemző. Kis molekulatömegű molekulákból, például sókból és glükózból, valamint nagyobb tömegű molekulákból, például fehérjékből áll.

Egy kolloid rendszer úgy definiálható, mint egy 1/1 000 000 és 1/10 000 közötti átmérőjű részecskék folyékony közegben diszpergálva. Valamennyi celluláris protoplazma, amely magában foglalja mind a citoplazmát, mind a nukleoplazmát, kolloid oldat, mivel a diszpergált fehérjék ezeknek a rendszereknek az összes jellemzőjét mutatják..

A fehérjék stabil kolloid rendszereket képezhetnek, mivel a feltöltött ionokként viselkednek az oldatban és kölcsönhatásba lépnek a töltésük szerint, és másodszor, képesek vízmolekulákat vonzani. Mint bármely más kolloidhoz, az a tulajdonsága, hogy fenntartja ezt a szuszpenziós állapotot, amely stabilitást biztosít a sejtek számára.

A citoplazma megjelenése zavaros, mert az összetevő molekulák nagyok és fénytörnek, ezt a jelenséget Tyndall hatásnak nevezik.

Másrészt a részecskék Brown-mozgása növeli a részecskék találkozását, előnyben részesítve az enzimes reakciókat a celluláris citoplazmában..

Tixotróp tulajdonságok

A citoplazma tixotróp tulajdonságokkal rendelkezik, mint néhány nem Newton folyadék és pszeudoplasztika. A tixotrópia a viszkozitás időbeli változásaira utal: amikor a folyadékot erőfeszítésnek vetjük alá, az ugyanolyan viszkozitás csökken..

A tixotróp anyagok stabilitása a nyugalmi állapotban van, és ha zavarják, akkor folyékonyságot érnek el. A mindennapi környezetben érintkezünk az ilyen típusú anyagokkal, mint például a paradicsomszósz és a joghurt.

A citoplazma úgy viselkedik, mint egy hidrogél

A hidrogél olyan természetes vagy szintetikus anyag, amely porózus vagy nem, és képes nagy mennyiségű vizet elnyelni. Hosszabbító képessége olyan tényezőktől függ, mint a közeg ozmolaritása, az ionerősség és a hőmérséklet.

A citoplazmának van egy hidrogél jellemzője, mivel jelentős mennyiségű vizet képes felszívni, és a térfogat a külsőre válaszolva változik. Ezeket a tulajdonságokat az emlősök citoplazmájában megerősítették.

Ciklusok mozgása

A citoplazmatikus mátrix képes mozgásokat létrehozni, amelyek áramot vagy citoplazmatikus áramlást hoznak létre. Ezt a mozgást általában a citoszol legfolyékonyabb fázisában figyelték meg, és többek között többek között a celluláris rekeszek, például pinoszómák, fagosomák, lizoszomák, mitokondriumok, centriolok elmozdulásának oka..

Ezt a jelenséget a legtöbb állati és növényi sejtben megfigyelték. A protozoonok, a leukociták, az epiteliális sejtek és más struktúrák amoeboid mozgása a citoplazmában bekövetkező cytosis mozgásától függ..

A citoszol fázisai

A mátrix viszkozitása a sejtekben lévő molekulák koncentrációjától függően változik. Kolloid természetének köszönhetően a citoplazmában két fázis vagy állapot különböztethető meg: a napfázis és a gélfázis. Az első a folyadékra hasonlít, míg a második a makromolekulák nagyobb koncentrációjának köszönhetően hasonló a szilárd anyaghoz.

Például egy zselatin előállításánál megkülönböztetjük mindkét állapotot. A napfázisban a részecskék szabadon mozoghatnak a vízben, de amikor az oldatot lehűtjük, megkeményedik és egyfajta félig szilárd gélvé válik.

A gélállapotban a molekulák különböző típusú kémiai kötésekkel, köztük H-H, C-H vagy C-N együtt tarthatók. Abban a pillanatban, amikor a hőt az oldathoz viszik, visszatér a napfázisba.

Természetes körülmények között a fázisok inverziója ebben a mátrixban számos fiziológiai, mechanikai és biokémiai tényezőtől függ a sejtkörnyezetben..

funkciók

A citoplazma egyfajta molekuláris leves, ahol a sejtfunkció fenntartásához nélkülözhetetlen enzimatikus reakciók következnek be.

Ideális eszköz a sejtek légzési folyamatai és a bioszintézis reakciók számára, mivel a molekulák nem oldódnak a közegben és lebegnek a citoplazmában, felhasználásra készek..

Emellett kémiai összetételének köszönhetően a citoplazma pufferként vagy pufferként működhet. Megfelelő táptalajként szolgál a organellák szuszpenziójához, megvédve őket - és a magra korlátozódó genetikai anyagot - hirtelen mozgásoktól és esetleges ütközésektől..

A citoplazma hozzájárul a tápanyagok és a sejtek elmozdulásához, köszönhetően a citoplazmatikus áramlásnak. Ez a jelenség a citoplazma mozgásából áll.  

A citoplazmában lévő áramok különösen fontosak a nagy növényi sejtekben, és segítenek felgyorsítani az anyageloszlást.

referenciák

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., és Walter, P. (2008). A sejt molekuláris biológiája. Garland tudomány.
  2. Campbell, N. A., és Reece, J. B. (2007). biológia. Ed. Panamericana Medical.
  3. Fels, J., Orlov, S. N. és Grygorczyk, R. (2009). Az emlős citoplazma hidrogél jellege hozzájárul az ozmenzáláshoz és az extracelluláris pH-érzékeléshez. Biofizikai folyóirat, 96(10), 4276-4285.
  4. Luby-Phelps, K., Taylor, D. L. és Lanni, F. (1986). A citoplazma szerkezetének vizsgálata. A Cell Biológia folyóirat, 102(6), 2015-2022.
  5. Ross, M. H. és Pawlina, W. (2007). Szövettan. Szöveg és Atlasz szín, Celluláris és Molekuláris Biológia, 5aed. Ed. Panamericana Medical.
  6. Tortora, G. J., Funke, B. R. és Case, C. L. (2007). Bevezetés a mikrobiológiába. Ed. Panamericana Medical.