Cytoplasm Funktioner, Dele og Egenskaber



den cytoplasma er stoffet fundet inde i cellerne, som indbefatter den cytoplasmatiske matrix (eller cytosol) og de subcellulære rum. Cytosolen er lidt mere end halvdelen (ca. 55%) af det totale volumen af ​​cellen og er det område, hvor syntese og nedbrydning af proteiner sker, tilvejebringer et egnet middel til gennemførelse metaboliske reaktioner, der kræves.

Alle komponenter i en prokaryotisk celle er i cytoplasma, mens der i eukaryoter er andre divisioner, såsom kernen. I eukaryote celler, er det resterende cellevolumen (45%) besat af de cytoplasmiske organeller, såsom mitochondrier, glat og ru endoplasmatiske reticulum, nucleus, peroxisomer, lysosomer og endosomer.

indeks

  • 1 Generelle egenskaber
  • 2 komponenter
    • 2.1 Citosol
    • 2.2 Membranøse organeller
    • 2.3 Diskrete organeller
    • 2.4 Ikke-membranøse organeller
    • 2.5 Indeslutninger
  • 3 egenskaber af cytoplasma
    • 3.1 Det er et kolloid
    • 3.2 Thixotrope egenskaber
    • 3.3 Cytoplasma opfører sig som en hydrogel
    • 3.4 Cyklisk bevægelse
  • 4 faser af cytosol
  • 5 funktioner
  • 6 referencer

Generelle egenskaber

Cytoplasmaet er det stof, der fylder indersiden af ​​celler og er opdelt i to komponenter: den flydende fraktion kendt som cytosol eller organeller og den cytoplasmatiske matrix, der er indlejret i det - i tilfælde af eukaryote afstamning.

Cytosolen er det gelatinøse matrix i cytoplasmaet og er sammensat af et stort udvalg af opløste stoffer, såsom ioner, mellemliggende metabolitter, kulhydrater, lipider, proteiner og ribonukleinsyrer (RNA). Det kan forekomme i to omkonverterbare faser: gelfasen og solfasen.

Det er et kolloidt matrix svarende til en vandig gel består af vand - hovedsageligt - og et netværk af fibrøse proteiner svarende til cytoskelettet, herunder actin, mikrotubuli og intermediære filamenter, og en serie af accessoriske proteiner, som bidrager til dannelse af en rammer.

Dette netværk dannet af proteinfilamenter diffunderer gennem cytoplasmaet, hvilket giver det egenskaber af viskoelasticitet og egenskaber ved en kontraktil gel.

Cytoskelet er ansvarlig for at yde støtte og stabilitet til den cellulære arkitektur. Ud over at deltage i transport af stoffer i cytoplasma og bidrage til bevægelse af celler, som i fagocytose.

komponenter

Cytoplasma er sammensat af en cytoplasmatisk matrix eller cytosol og af organellerne, som er indlejret i dette gelatinøse stof. Dernæst vil hver enkelt blive beskrevet i dybden:

cytosolen

Cytosol er det farveløse, undertiden gråagtige gelatinøse og gennemskinnelige stof, som findes på ydersiden af ​​organellerne. Det betragtes som den opløselige del af cytoplasmaet.

Den mest rigelige bestanddel af denne matrix er vand, der danner mellem 65 og 80% af dets samlede sammensætning, undtagen i knogleceller, emalje af tænder og frø.

Med hensyn til dets kemiske sammensætning svarer 20% til proteinmolekyler. Det har mere end 46 elementer, der anvendes af cellen. Af disse er kun 24 betragtes som afgørende for livet.

Blandt de mest fremtrædende elementer kan nævnes kulstof, hydrogen, nitrogen, oxygen, fosfor og svovl.

På samme måde er denne matrix rig på ioner, og tilbageholdelsen af ​​disse producerer en stigning i cellens osmotiske tryk. Disse ioner hjælper med at opretholde en optimal syre-base balance i det cellulære miljø.

Mangfoldigheden af ​​ioner, der findes i cytosolen varierer afhængigt af den undersøgte celletype. For eksempel har muskel- og nerveceller høje koncentrationer af kalium og magnesium, mens calciumion er særlig rigeligt i blodlegemer..

Membranous organelles

I tilfælde af eukaryote celler er der en række subcellulære rum indlejret i den cytoplasmatiske matrix. Disse kan opdeles i membranøse og diskrete organeller.

Det endoplasmatiske retikulum og Golgi-apparatet tilhører den første gruppe, der begge er systemer af poseformede membraner, der er sammenkoblet. Af denne grund er det svært at definere grænsen for dens struktur. Derudover præsenterer disse rum rumlig og tidsmæssig kontinuitet med plasmamembranen.

Det endoplasmatiske retikulum er opdelt i glat eller groft, afhængigt af tilstedeværelsen eller fraværet af ribosomer. Den glatte er ansvarlig for metabolisme af små molekyler, har mekanismer til afgiftning og syntese af lipider og steroider.

I modsætning hertil har det grove endoplasmiske retikulum ribosomer forankret til dets membran og er hovedsageligt ansvarlig for syntesen af ​​proteiner, der udskilles af cellen.

Golgi-apparatet er et sæt diske i form af diske og deltager i syntese af membraner og proteiner. Derudover har den det enzymatiske maskiner, der er nødvendigt for at foretage ændringer i proteiner og lipider, herunder glycosylering. Det deltager også i opbevaring og distribution af lysosomer og peroxisomer.

Diskrete organeller

Den anden gruppe består af intracellulære organeller, der er diskrete, og deres grænser observeres tydeligt ved tilstedeværelsen af ​​membraner.

De er isoleret fra de andre organeller fra strukturelle og fysiske synspunkter, selv om der kan være interaktioner med andre rum, for eksempel kan mitokondrierne interagere med membranorganellerne.

I denne gruppe er mitokondrier, organeller med den nødvendige at foretage væsentlige metaboliske veje såsom citronsyre cyklus enzymer, elektron transportkæden, ATP-syntese og b-oxidation af fedtsyrer.

Lysosomer er også diskrete organeller og er ansvarlige for opbevaring af hydrolytiske enzymer, der hjælper reabsorption af proteiner, ødelægger bakterier og nedbrydning af cytoplasmatiske organeller.

Mikrolegemerne (peroxisomer) deltager i oxidative reaktioner. Disse strukturer besidder enzymkatalasen, der hjælper med at omdanne hydrogenperoxid - en toksisk metabolisme - til stoffer, der er harmløse for cellen: vand og ilt. B-oxidation af fedtsyrer forekommer i disse kroppe.

I tilfælde af planter er der andre organeller kaldet plastider. Disse udfører dusinvis af funktioner i plantecellen, og de mest fremragende er chloroplasterne, hvor fotosyntese forekommer.

Ikke-membranøse organeller

Cellen har også strukturer, der ikke er bundet af biologiske membraner. Disse indbefatter cytoskeletalkomponenterne, der indbefatter mikrotubuli, intermitterende filamenter og actinmikrofilamenter..

Actinfilamenterne er sammensat af globulære molekyler og er fleksible kæder, mens de mellemliggende filamenter er mere resistente og består af forskellige proteiner. Disse proteiner er ansvarlige for at give resistens over for trækkraft og giver styrke til cellen.

Centriolerne er en strukturel duo i cylinderform og er også ikke-membranøse organeller. De er placeret i centrosomer eller organiserede centre af mikrotubuli. Disse strukturer giver anledning til ciliens basale kroppe.

Endelig er der ribosomer, strukturer dannet af proteiner og ribosomalt RNA, der deltager i oversættelsesprocessen (proteinsyntese). De kan være fri i cytosolen eller være forankret i det uslebne endoplasmatiske retikulum.

Imidlertid mener flere forfattere ikke, at ribosomer skal klassificeres som organeller selv..

indeslutninger

Inklusionerne er cytoplasmets komponenter, der ikke svarer til organeller, og i de fleste tilfælde er de ikke omgivet af lipidmembraner.

Denne kategori omfatter et stort antal heterogene strukturer, såsom granuler af pigmenter, krystaller, fedtstoffer, glykogen og nogle affaldsstoffer..

Disse organer kan være omgivet af enzymer, der deltager i syntesen af ​​makromolekyler fra substansen, der er til stede i inklusionen. For eksempel kan glycogen undertiden være omgivet af enzymer såsom glycogensyntase eller glycogenphosphorylase.

Inklusionerne er almindelige i cellerne i leveren og i muskelcellerne. På samme måde har inklusionerne af håret og huden pigmentpigmenter, der giver dem den karakteristiske farve af disse strukturer.

Egenskaber for cytoplasma

Det er et kolloid

Kemisk er cytoplasma et kolloid, derfor har det karakteristika af en opløsning og en suspension samtidig. Den er sammensat af molekyler med lav molekylvægt, såsom salte og glucose, og også af molekyler af en større masse, såsom proteiner.

Et kolloidalt system kan defineres som en blanding af partikler med en diameter på mellem 1 / 1.000.000 til 1/10.000 dispergeret i et flydende medium. Al den cellulære protoplasma, som omfatter både cytoplasma og nukleoplasma, er en kolloidal opløsning, da de dispergerede proteiner udviser alle disse systemers egenskaber.

Proteiner kan danne stabile kolloidale systemer, da de opfører sig som ladede ioner i opløsningen og interagerer efter deres ladninger, og for det andet kan de tiltrække vandmolekyler. Som enhver kolloid har den egenskaben at opretholde denne suspensionstilstand, som giver stabilitet til celler.

Udseendet af cytoplasma er uklar, fordi molekylerne der komponerer det er store og bryder med lys, dette fænomen kaldes Tyndall-effekten.

På den anden side øger partiklernes brune bevægelse mødet af partikler, der favoriserer de enzymatiske reaktioner i den cellulære cytoplasma.

Thixotrope egenskaber

Cytoplasma udviser thixotrope egenskaber, ligesom nogle ikke-newtonske væsker og pseudoplaster. Thixotropi henviser til ændringer i viskositeten over tid: når væsken udsættes for et forsøg, falder viskositeten af ​​det samme.

Thixotrope stoffer har stabilitet i hvilestatus, og når de forstyrres, opnås fluiditet. I det daglige miljø er vi i kontakt med denne type materiale, såsom tomatsauce og yoghurt.

Cytoplasma opfører sig som en hydrogel

En hydrogel er et naturligt eller syntetisk stof, der kan være porøst eller ej, og har evnen til at absorbere store mængder vand. Dens forlængelseskapacitet afhænger af faktorer som mediumets osmolaritet, ionstyrken og temperaturen.

Cytoplasma har karakteristika for en hydrogel, da den kan absorbere betydelige mængder vand og volumen varierer som reaktion på ydersiden. Disse egenskaber er blevet bekræftet i cytoplasmaet af pattedyr.

Cykler bevægelser

Den cytoplasmatiske matrix er i stand til at lave bevægelser, som skaber en strøm eller cytoplasmatisk strømning. Denne bevægelse observeres sædvanligvis i cytosols mest flydende fase og er årsagen til forskydningen af ​​cellulære rum, såsom pinosomer, fagosomer, lysosomer, mitokondrier, centrioler, blandt andre..

Dette fænomen er blevet observeret i de fleste dyre- og planteceller. Amoeboid bevægelser af protozoer, leukocytter, epithelceller og andre strukturer afhænger af cytos bevægelse i cytoplasma.

Faser af cytosol

Viskositeten af ​​denne matrix varierer afhængigt af koncentrationen af ​​molekyler i cellen. Takket være sin kolloidale karakter kan der skelnes mellem to faser eller stater i cytoplasma: solfasen og gelfasen. Den første ligner en væske, mens den anden ligner et fast stof takket være den højere koncentration af makromolekyler.

For eksempel kan vi i fremstillingen af ​​en gelatine skelne begge tilstande. I solfasen kan partiklerne bevæge sig frit i vandet, men når opløsningen afkøles hærder den og bliver en slags halvfast gel.

I gelstaten er molekylerne i stand til at holde sammen ved forskellige typer af kemiske bindinger, herunder H-H, C-H eller C-N. I det øjeblik, hvor der påføres varme på opløsningen, vender den tilbage til solfasen.

Under naturlige forhold afhænger inversionen af ​​faser i denne matrix af en række fysiologiske, mekaniske og biokemiske faktorer i den cellulære miljø.

funktioner

Cytoplasma er en slags molekylsuppe, hvor de enzymatiske reaktioner, der er væsentlige for vedligeholdelsen af ​​cellulær funktion, finder sted.

Det er et ideelt transportmiddel til respirationsprocesser for celler og for biosyntesereaktioner, da molekylerne ikke solubiliseres i mediet og flyder i cytoplasma, klar til brug.

Desuden kan cytoplasma, takket være dets kemiske sammensætning, virke som en buffer eller en buffer. Det tjener også som et passende medium til suspension af organeller, der beskytter dem - og det genetiske materiale, der er begrænset til kernen - fra pludselige bevægelser og mulige kollisioner..

Cytoplasma bidrager til bevægelsen af ​​næringsstoffer og celleforskydning takket være dannelsen af ​​en cytoplasmatisk strømning. Dette fænomen består af cytoplasmens bevægelse.  

Strømme i cytoplasma er særligt vigtige i store planteceller og hjælper med at accelerere processen med materialedistribution.

referencer

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Molecular Biology of the Cell. Garland Science.
  2. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). biologi. Ed. Panamericana Medical.
  3. Fels, J., Orlov, S. N., & Grygorczyk, R. (2009). Hydrogel-typen af ​​mammalian cytoplasma bidrager til osmosensing og ekstracellulær pH-sensing. Biophysical journal, 96(10), 4276-4285.
  4. Luby-Phelps, K., Taylor, D. L., & Lanni, F. (1986). Prøve strukturen af ​​cytoplasma. Journal of Cell Biology, 102(6), 2015-2022.
  5. Ross, M.H., & Pawlina, W. (2007). Histologi. Tekst- og atlasfarve med cellulær og molekylærbiologi, 5aed. Ed. Panamericana Medical.
  6. Tortora, G.J., Funke, B.R., og Case, C.L. (2007). Introduktion til mikrobiologi. Ed. Panamericana Medical.