Žinoma, kad daugumą gyvų būtybių 70 procentų ar daugiau sudaro laisvas arba surištas vanduo. Iš kur jo tiek daug, kur ji lokalizuota? Pasirodo, kiekvienoje jos sudėties ląstelėje yra iki 80% vandens, o tik likusi dalis patenka į sausųjų medžiagų masę.
Ir pagrindinė „vandens“struktūra yra tik ląstelės citoplazma. Tai sudėtinga, nevienalytė, dinamiška vidinė aplinka, su kurios struktūriniais ypatumais ir funkcijomis susipažinsime toliau.
Protoplastas
Šis terminas vartojamas apibūdinti visą vidinį bet kurios mažiausios eukariotinės struktūros turinį, atskirtą nuo kitų „kolegų“plazmine membrana. Tai reiškia, kad tai apima citoplazmą – vidinę ląstelės aplinką, joje esančias organeles, branduolį su branduoliais ir genetinę medžiagą.
Kokios organelės yra citoplazmoje? Tai yra:
- ribosomos;
- mitochondrijos;
- EPS;
- Golgi aparatas;
- lizosomos;
- ląstelių įtraukimas;
- vakuolės (augaluose ir grybuose);
- ląstelinis centras;
- plastidės (augaluose);
- blakstienos ir žvyneliai;
- mikrofilamentai;
- mikrovamzdeliai.
Branduolys, atskirtas kariolema, su branduoliais ir DNR molekulėmis, taip pat turi ląstelės citoplazmą. Centre tai gyvūnuose, arčiau sienos - augaluose.
Taigi, citoplazmos struktūros ypatumai labai priklausys nuo ląstelės tipo, nuo paties organizmo, jo priklausymo gyvų būtybių karalystei. Apskritai jis užima visą laisvą erdvę viduje ir atlieka daugybę svarbių funkcijų.
Matrica arba hialoplazma
Ląstelės citoplazmos struktūrą visų pirma sudaro jos padalijimas į dalis:
- hialoplazma – nuolatinė skystoji dalis;
- organelės;
- įtraukimai yra struktūros kintamieji.
Matrica, arba hialoplazma, yra pagrindinis vidinis komponentas, kuris gali būti dviejų būsenų – pelenų ir gelio.
Citozolis yra ląstelės citoplazma, turinti skystesnį agregatinį pobūdį. Citogelis yra tas pats, bet tankesnės būsenos, turtingas didelių organinių medžiagų molekulių. Bendra cheminė hialoplazmos sudėtis ir fizinės savybės išreiškiamos taip:
- bespalvė, klampi koloidinė medžiaga, gana tiršta ir gleivėta;
- Tačiauaiškiai skiriasi struktūrine organizacijadėl mobilumo gali lengvai jį pakeisti;
- iš vidaus pavaizduotas citoskeletas arba mikrotrabekulinė gardelė, kurią sudaro b altymų gijos (mikrotubulės ir mikrofilamentai);
- šios gardelės dalyse yra visos visos ląstelės struktūrinės dalys, o dėl mikrotubulių, Golgi aparato ir ER tarp jų per hialoplazmą atsiranda pranešimas.
Taigi, hialoplazma yra svarbi dalis, atliekanti daugybę citoplazmos funkcijų ląstelėje.
Citoplazmos sudėtis
Jei kalbėtume apie cheminę sudėtį, vandens dalis citoplazmoje sudaro apie 70%. Tai vidutinė vertė, nes kai kuriuose augaluose yra ląstelių, kuriose vandens yra iki 90–95 proc. Sausoji medžiaga, pavaizduota:
- b altymai;
- angliavandeniai;
- fosfolipidai;
- cholesterolis ir kiti azoto turintys organiniai junginiai;
- elektrolitai (mineralinės druskos);
- inkliuzai glikogeno lašelių (gyvūnų ląstelėse) ir kitų medžiagų pavidalu.
Bendra cheminė terpės reakcija yra šarminė arba silpnai šarminė. Jei atsižvelgsime į tai, kaip yra ląstelės citoplazma, reikėtų atkreipti dėmesį į tokią savybę. Dalis surenkama krašte, plazmalemos srityje, ir vadinama ektoplazma. Kita dalis yra orientuota arčiau kariolemos, vadinama endoplazma.
Ląstelės citoplazmos struktūrą lemia specialios struktūros – mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai, todėl juos nagrinėsime plačiau.
Mikrovamzdeliai
Tuščiaviduriaimažos pailgos iki kelių mikrometrų dydžio dalelės. Skersmuo – nuo 6 iki 25 nm. Dėl per menkų rodiklių iki galo ir talpiai ištirti šių struktūrų kol kas neįmanoma, tačiau manoma, kad jų sienelės susideda iš b altyminės medžiagos tubulino. Šis junginys turi grandinės spirališkai susuktą molekulę.
Kai kurios citoplazmos funkcijos ląstelėje atliekamos būtent dėl mikrotubulių buvimo. Taigi, pavyzdžiui, jie dalyvauja kuriant grybų ir augalų, kai kurių bakterijų, ląstelių sieneles. Gyvūnų ląstelėse jų daug mažiau. Be to, šios struktūros vykdo organelių judėjimą citoplazmoje.
Patys mikrovamzdeliai yra nestabilūs, gali greitai suirti ir vėl formuotis, karts nuo karto atnaujinami.
Mikrofilamentai
Pakankamai svarbūs citoplazmos elementai. Tai ilgos aktino (globulinio b altymo) gijos, kurios, susipynusios viena su kita, sudaro bendrą tinklą – citoskeletą. Kitas pavadinimas yra mikrotrabekulinė gardelė. Tai tam tikri citoplazmos struktūriniai bruožai. Iš tiesų, būtent tokio citoskeleto dėka visos organelės laikosi kartu, jos gali saugiai bendrauti tarpusavyje, per jas praeina medžiagos ir molekulės, vyksta medžiagų apykaita.
Tačiau žinoma, kad citoplazma yra vidinė ląstelės aplinka, kuri dažnai gali keisti savo fizinius duomenis: tapti skystesnė ar klampesnė, keisti struktūrą (perėjimas nuo zolio į gelį ir atvirkščiai). Šiuo atžvilgiu mikrofilamentai yra dinamiška, labili dalis, galintigreitai atstatyti, keisti, suirti ir vėl formuotis.
Plazminės membranos
Ląstelei svarbu turėti gerai išsivysčiusių ir normaliai veikiančių membraninių struktūrų, kurios taip pat yra tam tikros citoplazmos struktūrinės savybės. Juk būtent per plazminės membranos barjerus pernešamos molekulės, maisto medžiagos ir medžiagų apykaitos produktai, dujos kvėpavimo procesams ir pan. Štai kodėl dauguma organelių turi tokias struktūras.
Jie, kaip tinklas, yra citoplazmoje ir atskiria vidinį savo šeimininkų turinį vienas nuo kito, nuo aplinkos. Apsaugokite ir apsaugokite nuo nepageidaujamų medžiagų ir kenksmingų bakterijų.
Daugelio jų struktūra yra panaši – skystos mozaikos modelis, kuriame kiekviena plazmalema laikoma biologiniu lipidų sluoksniu, prasiskverbiamu skirtingų b altymų molekulių.
Kadangi citoplazmos funkcijos ląstelėje pirmiausia yra pernešimas tarp visų jos dalių, membranų buvimas daugumoje organelių yra viena iš struktūrinių hialoplazmos dalių. Komplekse jie visi kartu atlieka bendras užduotis, kad užtikrintų ląstelės gyvenimą.
Ribosoma
Nedidelės (iki 20 nm) suapvalintos struktūros, susidedančios iš dviejų pusių – subvienetų. Šios pusės tam tikrą laiką gali egzistuoti ir kartu, ir atskirtos. Sudėties pagrindas: rRNR (ribosomų ribonukleino rūgštis) ir b altymai. Pagrindinė ribosomų lokalizacija ląstelėje:
- branduolys ir branduoliai kurpačių subvienetų susidarymas DNR molekulėje;
- citoplazma – ribosomos čia galiausiai susidaro į vieną struktūrą, sujungiančią puses;
- branduolio ir endoplazminio tinklo membranos – ribosomos ant jų sintetina b altymus ir iš karto siunčia juos į organelių vidų;
- augalų ląstelių mitochondrijos ir chloroplastai organizmo viduje sintetina savo ribosomas ir naudoja pagamintus b altymus, tai yra, šiuo atžvilgiu jie egzistuoja autonomiškai.
Šių struktūrų funkcijos yra b altymų makromolekulių, kurios skiriamos gyvybinei ląstelės veiklai, sintezė ir surinkimas.
Endoplazminis tinklas ir Golgi aparatas
Daugybė kanalėlių, kanalėlių ir pūslelių, sudarančių laidžiąją sistemą ląstelės viduje ir išsidėsčiusių visoje citoplazmoje, tinklas vadinamas endoplazminiu tinkleliu arba tinkleliu. Jo funkcija atitinka struktūrą – užtikrinti organelių tarpusavio ryšį ir pernešti maistinių medžiagų molekules į organelius.
Golgi kompleksas, arba aparatas, atlieka reikalingų medžiagų (angliavandenių, riebalų, b altymų) kaupimo funkciją specialių ertmių sistemoje. Jas nuo citoplazmos riboja membranos. Be to, šis organoidas yra riebalų ir angliavandenių sintezės vieta.
Peroksisomos ir lizosomos
Lizosomos yra mažos, suapvalintos struktūros, primenančios skysčio užpildytas pūsleles. Jų yra labai daug ir jie pasiskirstę citoplazmoje, kur laisvai juda ląstelėje. Pagrindinė jų užduotis yra pašalinti pašalines daleles,tai yra, "priešų" pašalinimas negyvų ląstelių struktūrų, bakterijų ir kitų molekulių pavidalu.
Skystas yra prisotintas fermentų, todėl lizosomos dalyvauja skaidant makromolekules iki monomerų vienetų.
Peroksisomos yra mažos ovalios arba apvalios organelės su viena membrana. Pripildytas skysto turinio, įskaitant daugybę skirtingų fermentų. Jie yra vieni pagrindinių deguonies vartotojų. Jie atlieka savo funkcijas priklausomai nuo ląstelės, kurioje jie yra, tipo. Mielino sintezė yra įmanoma dėl nervų skaidulų apvalkalo, taip pat jie gali atlikti toksinių medžiagų ir įvairių molekulių oksidaciją ir neutralizavimą.
Mitochondrijos
Šios struktūros ne veltui vadinamos ląstelės galios (energijos) stotimis. Juk būtent juose susidaro pagrindiniai energijos nešėjai – adenozino trifosforo rūgšties, arba ATP, molekulės. Išvaizda jie primena pupeles. Membrana, skirianti mitochondrijas nuo citoplazmos, yra dviguba. Vidinė struktūra yra labai sulankstyta, kad padidėtų ATP sintezės paviršiaus plotas. Raukšlės vadinamos cristae, jose yra daug įvairių fermentų, kurie katalizuoja sintezės procesus.
Dauguma mitochondrijų turi gyvūnų ir žmonių raumenų ląsteles, nes joms reikalingas didelis kiekis ir sunaudojama daug energijos.
Ciklo reiškinys
Citoplazmos judėjimas ląstelėje vadinamas cikloze. Jį sudaro keli tipai:
- svyruojantis;
- sukamasis arba apskritas;
- dryžuotas.
Bet koks judėjimas yra būtinas norint užtikrinti daugybę svarbių citoplazmos funkcijų: visišką organelių judėjimą hialoplazmoje, vienodą maistinių medžiagų, dujų, energijos mainus ir metabolitų pašalinimą.
Ciklozė vyksta ir augalų, ir gyvūnų ląstelėse, be jokių išimčių. Jei jis sustoja, kūnas miršta. Todėl šis procesas yra ir būtybių gyvybinės veiklos rodiklis.
Taigi galime daryti išvadą, kad gyvūninės ląstelės, augalų ląstelės, bet kurios eukariotinės ląstelės citoplazma yra labai dinamiška, gyva struktūra.
Skirtumas tarp gyvūnų ir augalų ląstelių citoplazmos
Tiesą sakant, yra nedaug skirtumų. Pastato bendrasis planas, atliekamos funkcijos visiškai panašios. Tačiau vis dar yra tam tikrų neatitikimų. Pavyzdžiui:
- Augalų ląstelių citoplazmoje yra daugiau mikrotubulių, kurie dalyvauja formuojant jų ląstelių sieneles, nei mikrofilamentų. Gyvūnai elgiasi priešingai.
- Ląstelių inkliuzai augalų citoplazmoje yra krakmolo grūdeliai, o gyvūnų – glikogeno lašai.
- Augalų ląstelėje yra organelių, kurių nėra gyvūnuose. Tai plastidės, vakuolės ir ląstelės sienelė.
Kitais atžvilgiais abiejų struktūrų sudėtis ir citoplazmos struktūra yra identiškos. Tam tikrų elementinių nuorodų skaičius gali skirtis, tačiau jų buvimas yra privalomas. Todėl ląstelėje esančios citoplazmos vertė kaipaugalai ir gyvūnai yra vienodai puikūs.
Citoplazmos vaidmuo ląstelėje
Citoplazmos vertė ląstelėje yra didelė, jei nesakyčiau, kad ji yra lemiama. Galų gale, tai yra pagrindas, kuriame yra visos gyvybiškai svarbios struktūros, todėl sunku pervertinti jo vaidmenį. Galime suformuluoti keletą pagrindinių dalykų, kurie atskleidžia šią prasmę.
- Jis sujungia visas ląstelės sudedamąsias dalis į vieną sudėtingą vieningą sistemą, kuri sklandžiai ir kolektyviai vykdo gyvybės procesus.
- Dėl vandens citoplazma ląstelėje veikia kaip terpė daugeliui sudėtingų biocheminių sąveikų ir fiziologinių medžiagų transformacijų (glikolizės, mitybos, dujų mainų).
- Tai yra pagrindinė visų ląstelių organelių egzistavimo „talpa“.
- Naudodamas mikrofilamentus ir kanalėlius, jis sudaro citoskeletą, surišdamas organelius ir leisdamas joms judėti.
- Būtent citoplazmoje koncentruojasi nemažai biologinių katalizatorių – fermentų, be kurių nevyksta jokia biocheminė reakcija.
Apibendrindamas turiu pasakyti štai ką. Citoplazmos vaidmuo ląstelėje yra praktiškai pagrindinis, nes ji yra visų procesų pagrindas, gyvybės aplinka ir reakcijų substratas.
