Cytoplasma Funksjoner, deler og egenskaper



den cytoplasma er stoffet funnet inne i cellene, som inkluderer cytoplasmatisk matrise (eller cytosol) og de subcellulære rom. Cytosolen utgjør litt mer enn halvparten (ca. 55%) av det totale volumet av cellen og er området der syntesen og nedbrytningen av proteiner oppstår, og gir et tilstrekkelig middel til å utføre de nødvendige metabolske reaksjonene.

Alle komponentene i en prokaryotisk celle er i cytoplasma, mens i eukaryoter er det andre divisjoner, som kjernen. I eukaryote celler, blir det gjenværende cellevolum (45%) som opptas av de cytoplasmatiske organeller, slik som mitokondrier, glatt og grove endoplasmatiske retikulum, cellekjernen, peroxisomes, lysosomene og endosomene.

index

  • 1 Generelle egenskaper
  • 2 komponenter
    • 2.1 Citosol
    • 2.2 Membranous organelles
    • 2.3 Diskrete organeller
    • 2.4 Ikke-membranøse organeller
    • 2.5 Inklusjoner
  • 3 Egenskaper av cytoplasma
    • 3.1 Det er et kolloid
    • 3.2 Tiksotrope egenskaper
    • 3.3 Cytoplasma oppfører seg som en hydrogel
    • 3.4 Syklisk bevegelse
  • 4 faser av cytosol
  • 5 funksjoner
  • 6 Referanser

Generelle egenskaper

Cytoplasma er stoffet som fyller det indre av celler og er delt inn i to komponenter: den flytende fraksjon kjent som cytosol eller cytoplasmatisk matrise og organeller som er innebygd i den - i tilfelle av eukaryotisk stamme.

Cytosol er den geléaktige grunnmasse i cytoplasma og er sammensatt av et stort utvalg av oppløste stoffer, slik som ioner, intermediære metabolitter, karbohydrater, lipider, proteiner og ribonukleinsyrer (RNA). Det kan forekomme i to sammenkoblede faser: gelfasen og solfasen.

Det er en kolloidal grunnmasse som ligner på en vandig gel bestående av vann - hovedsakelig - og et nettverk av fibrøse proteiner som korresponderer til cytoskjelettet, herunder aktin, mikrotubuli og intermediære filamenter, og en serie av hjelpeproteiner som bidrar til å danne en rammeverk.

Dette nettverket dannet av proteinfilamenter diffunderer gjennom cytoplasmaen, noe som gir det egenskaper av viskoelastisitet og karakteristika av en kontraktil gel.

Cytoskelettet er ansvarlig for å gi støtte og stabilitet til den cellulære arkitekturen. I tillegg til å delta i transport av stoffer i cytoplasma og bidra til bevegelse av celler, som i fagocytose.

komponenter

Cytoplasma er sammensatt av en cytoplasmatisk matrise eller cytosol og av organeller som er innebygd i denne gelatinøse substansen. Deretter vil hver og en bli beskrevet i dybden:

cytosol

Cytosol er den fargeløse, noen ganger gråaktige, gelatinøse og gjennomskinnelige substansen som finnes på utsiden av organellene. Det regnes som den løselige delen av cytoplasma.

Den mest omfattende komponenten av denne matrisen er vann, som danner mellom 65 og 80% av dets totale sammensetning, unntatt i beinceller, emalje av tenner og frø.

Når det gjelder kjemisk sammensetning, svarer 20% til proteinmolekyler. Den har mer enn 46 elementer brukt av cellen. Av disse er bare 24 ansett som essensielle for livet.

Blant de mest fremtredende elementene kan nevnes karbon, hydrogen, nitrogen, oksygen, fosfor og svovel.

På samme måte er denne matrisen rik på ioner, og oppbevaring av disse gir en økning i det osmotiske trykket i cellen. Disse ionene bidrar til å opprettholde optimal syrebasebalanse i det mobile miljøet.

Mangfoldet av ioner som finnes i cytosol varierer i henhold til den studerte celletypen. For eksempel har muskel- og nerveceller høye konsentrasjoner av kalium og magnesium, mens kalsiumion er spesielt rikelig i blodceller..

Membranous organelles

I tilfelle av eukaryotiske celler er det en rekke subcellulære rom innebygd i den cytoplasmatiske matriksen. Disse kan deles inn i membranøse og diskrete organeller.

Endoplasmatisk retikulum og Golgi-apparatet tilhører den første gruppen, som begge er systemer av poseformede membraner som er sammenkoplet. Av denne grunn er det vanskelig å definere grensen for sin struktur. I tillegg presenterer disse romene romlig og temporal kontinuitet med plasmamembranen.

Endoplasmatisk retikulum er delt inn i glatt eller grovt, avhengig av tilstedeværelsen eller fraværet av ribosomer. Den glatte er ansvarlig for metabolismen av små molekyler, har mekanismer for avgiftning og syntese av lipider og steroider.

I motsetning til dette har det grove endoplasmatiske retikulum ribosomer forankret til membranen og er hovedsakelig ansvarlig for syntese av proteiner som vil bli utskilt av cellen.

Golgi-apparatet er et sett med disker i form av disker og deltar i syntese av membraner og proteiner. I tillegg har den enzymatisk maskineri som er nødvendig for å gjøre endringer i proteiner og lipider, inkludert glykosylering. Det deltar også i lagring og distribusjon av lysosomer og peroksisomer.

Diskrete organeller

Den andre gruppen består av intracellulære organeller som er diskrete og deres grenser blir tydelig observert ved tilstedeværelse av membraner.

De er isolert fra de andre organellene fra strukturell og fysisk synspunkt, selv om det kan forekomme vekselvirkning med andre rom, for eksempel kan mitokondriene samhandle med de membranøse organeller.

I denne gruppen er mitokondrier, organeller som har de nødvendige enzymer for å utføre essensielle metabolske veier, som sitronsyre-syklusen, elektrontransportkjeden, ATP-syntese og fettsyreb-oksydasjon.

Lysosomene er også diskrete organeller og er ansvarlige for lagring av hydrolytiske enzymer som hjelper reabsorbsjon av proteiner, ødelegger bakterier og nedbrytning av cytoplasmatiske organeller.

Mikrolegemene (peroksisomer) deltar i oksidative reaksjoner. Disse strukturene har enzymet katalase som bidrar til å konvertere hydrogenperoksid - en giftig metabolisme - til stoffer som er ufarlige for cellen: vann og oksygen. B-oksidasjon av fettsyrer forekommer i disse legemene.

For planter er det andre organeller kalt plastider. Disse utfører dusinvis av funksjoner i plantecellen, og de mest fremragende er kloroplastene, hvor fotosyntese forekommer.

Ikke-membranøse organeller

Cellen har også strukturer som ikke er begrenset av biologiske membraner. Disse inkluderer cytoskeletalkomponenter som inkluderer mikrotubuli, intermitterende filamenter og actinmikrofilamenter..

Aktinfilamentene er sammensatt av kuleformede molekyler og er fleksible kjeder, mens mellomfilamentene er mer motstandsdyktige og består av forskjellige proteiner. Disse proteinene er ansvarlige for å gi motstand mot traksjon og gir styrke til cellen.

Centriolene er en strukturell duo i sylinderform og er også ikke-membranøse organeller. De befinner seg i sentrosomer eller organiserte sentre av mikrotubuli. Disse strukturene gir opphav til ciliens basale kropper.

Til slutt er det ribosomer, strukturer dannet av proteiner og ribosomalt RNA som deltar i oversettelsesprosessen (proteinsyntese). De kan være fri i cytosolen eller være forankret i det grove endoplasmatiske retikulum.

Imidlertid anser flere forfattere ikke at ribosomer skal klassifiseres som organeller selv..

slutninger

Inklusjonene er komponentene i cytoplasma som ikke tilsvarer organeller, og i de fleste tilfeller er de ikke omgitt av lipidmembraner.

Denne kategorien inneholder et stort antall heterogene strukturer, slik som granuler av pigmenter, krystaller, fett, glykogen og noen avfallsstoffer..

Disse legemene kan omgis av enzymer som deltar i syntesen av makromolekyler fra substansen tilstede i inkluderingen. For eksempel kan noen ganger glykogen omgis av enzymer som glykogensyntase eller glykogenfosforylase.

Inklusjonene er vanlige i levercellene og i muskelceller. På samme måte har inklusjonene av håret og huden pigmentpigmenter som gir dem karakteristiske fargestoffer av disse strukturene.

Egenskaper av cytoplasma

Det er et kolloid

Kemisk er cytoplasma et kolloid, derfor har det egenskapene til en oppløsning og en suspensjon samtidig. Den er sammensatt av molekyler med lav molekylvekt, slik som salter og glukose, og også av molekyler med en større masse, så som proteiner.

Et kolloidalt system kan defineres som en blanding av partikler med en diameter mellom 1 / 1.000.000 til 1 / 10.000 dispergert i et flytende medium. Alle de cellulære protoplasma, som inkluderer både cytoplasma og nukleoplasma, er en kolloidal løsning, siden de dispergerte proteiner utviser alle egenskapene til disse systemene.

Proteiner er i stand til å danne stabile kolloidale systemer, siden de oppfører seg som ladede ioner i løsningen og samhandler i henhold til deres kostnader, og for det andre er de i stand til å tiltrekke vannmolekyler. Som enhver kolloid har den egenskapen å opprettholde denne suspensjonsstatusen, noe som gir stabilitet til celler.

Utseendet til cytoplasma er overskyet fordi molekylene som komponerer det er store og bryter ned lys, dette fenomenet kalles Tyndall-effekten.

På den annen side øker partiklernes brune bevegelse møtet med partikler, favoriserer de enzymatiske reaksjonene i den cellulære cytoplasma.

Tiksotrope egenskaper

Cytoplasma utviser tixotrope egenskaper, som gjør noen ikke-newtonske væsker og pseudoplaster. Thixotropi refererer til endringer i viskositet over tid: når væsken blir utsatt for en reduksjon, reduseres viskositeten av det samme.

Tiksotrope substanser har stabilitet i hvilestatus og, når de forstyrres, får fluiditet. I det daglige miljøet er vi i kontakt med denne typen materiale, som tomatsaus og yoghurt.

Cytoplasma oppfører seg som en hydrogel

En hydrogel er en naturlig eller syntetisk substans som kan være porøs eller ikke, og har evne til å absorbere høye mengder vann. Dens forlengelseskapasitet er avhengig av faktorer som osmolariteten til mediet, ionstyrken og temperaturen.

Cytoplasma har karakteristikken for en hydrogel, siden den kan absorbere betydelige mengder vann og volumet varierer som respons på utsiden. Disse egenskapene er bekreftet i cytoplasma av pattedyr.

Sykler bevegelser

Cytoplasmamatrisen er i stand til å utføre bevegelser som skaper en strøm eller cytoplasmisk flyt. Denne bevegelsen observeres vanligvis i den mest flytende fasen av cytosolen og er årsaken til forskyvning av cellulære rom, som f.eks. Pinosomer, fagosomer, lysosomer, mitokondrier, centrioler, blant andre..

Dette fenomenet har blitt observert i de fleste dyre- og planteceller. Amoeboidbevegelser av protozoer, leukocytter, epitelceller og andre strukturer avhenger av bevegelsen av cytose i cytoplasmaen.

Fasene av cytosol

Viskositeten av denne matrise varierer med konsentrasjonen av molekyler i cellen. Takket være sin kolloidale natur kan to faser eller tilstander skilles i cytoplasma: solfasen og gelfasen. Den første ligner en væske, mens den andre er lik en solid takket være den høyere konsentrasjonen av makromolekyler.

For eksempel, i fremstillingen av en gelatin kan vi skille begge delene. I solfasen kan partiklene bevege seg fritt i vannet, men når løsningen blir avkjølt, blir det hardt og blir en slags halvfast gel.

I gelstaten er molekylene i stand til å holde sammen ved forskjellige typer kjemiske bindinger, inkludert H-H, C-H eller C-N. I det øyeblikket varme påføres løsningen, kommer det tilbake til solfasen.

Under naturlige forhold er inversjonen av faser i denne matrisen avhengig av en rekke fysiologiske, mekaniske og biokjemiske faktorer i det cellulære miljøet.

funksjoner

Kytoplasma er en slags molekylær suppe hvor de enzymatiske reaksjonene som er essensielle for opprettholdelsen av cellulær funksjon, finner sted.

Det er et ideelt transportmiddel for respirasjonsprosesser og for biosyntesereaksjoner, da molekylene ikke solubiliseres i mediet og er flytende i cytoplasma, klar til bruk.

Videre, takket være sin kjemiske sammensetning kan cytoplasma fungere som en buffer eller en buffer. Den fungerer også som et tilstrekkelig medium for suspensjon av organeller, og beskytter dem - og det genetiske materialet som er begrenset til kjernen - fra plutselige bevegelser og mulige kollisjoner..

Cytoplasma bidrar til bevegelsen av næringsstoffer og celleforskyvning, takket være genereringen av en cytoplasmatisk strømning. Dette fenomenet er bevegelse av cytoplasma.  

Strømmer i cytoplasma er spesielt viktige i store planteceller og bidrar til å akselerere prosessen med materialfordeling.

referanser

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