Protoplasm historie, generelle egenskaper, komponenter, funksjoner



den protoplasm det er det levende materialet i cellen. Denne strukturen ble identifisert for første gang i 1839 som en skiller væske av veggen. Det ble ansett å være en gjennomsiktig, viskøs og utvidbar substans. Det ble tolket som en struktur uten tilsynelatende organisasjon og med mange organeller.

Det har blitt vurdert at protoplasma er hele delen av cellen som befinner seg inne i plasmamembranen. Imidlertid har noen forfattere tatt med i protoplasmaet cellemembranen, kjernen og cytoplasmaen.

For tiden er uttrykket protoplasma ikke mye brukt. I stedet har forskere foretrukket å henvise direkte til cellulære komponenter.

index

  • 1 historie
    • 1.1 Protoplasmisk teori
  • 2 Generelle egenskaper
  • 3 komponenter
    • 3.1 Plasma membran
    • 3,2 cytoplasma
    • 3.3 Citosol
    • 3.4 Cytoskeleton
    • 3,5 organeller
    • 3,6 nukleoplasma
  • 4 funksjoner
    • 4.1 Fysiologiske egenskaper
  • 5 referanser

historie

Betegnelsen protoplasma er tilskrevet den svenske anatomisten Jan Purkyne i 1839. Det ble brukt til å referere til opplæringsmateriell av animalske embryoer.

Men allerede i 1835 beskriver zoologen Felix Dujardin stoffet inne i rhizopodene. Den gir navnet sarcoda og indikerer at det har fysiske og kjemiske egenskaper.

Senere, i 1846 gjenopplivet den tyske botanisten Hugo von Mohl uttrykket protoplasma for å referere til substansen tilstede inne i planteceller.

I 1850 forener botanikeren Ferdinand Cohn betingelsene, noe som indikerer at det i både planter og dyr er protoplasma. Forskeren påpeker at i begge organismer er stoffet som fyller cellene likt.

I 1872 introduserte Beale begrepet bioplasma. I 1880 foreslo Hanstein ordet protoplast, et nytt begrep som refererer til hele cellen, unntatt cellevegg. Denne termen ble brukt av noen forfattere til å erstatte cellen.

I 1965 presenterte Lardy begrepet cytosol, som deretter ble brukt til å nevne væsken inne i cellen.

Protoplasmisk teori

Anatomist Max Schultze foreslått slutten av forrige århundre at det fundamentale grunnlaget for liv er protoplasma. Schultze foreslo at protoplasma er stoffet som regulerer vitale aktiviteter av vev i levende vesener.

Det anses at verkene til Schultze er utgangspunktet for protoplasmatisk teori. Denne teorien ble støttet av forslagene fra Thomas Huxley i 1868 og av andre forskere av tiden.

Protoplasmatiske teorier antyder at protoplasma var det fysiske grunnlaget for livet. På en slik måte at studien av dette stoffet ville tillate forståelse for levende vesener, inkludert arvsmekanismer.

Med den beste forståelsen av cellulær struktur og funksjon har protoplasmatisk teori mistet sin gyldighet.

Generelle egenskaper

Protoplasmaet består av forskjellige organiske og uorganiske forbindelser. Det mest omfattende stoffet er vann, som utgjør nesten 70% av totalvekten og fungerer som en transportør, løsningsmiddel, termoregulator, smøremiddel og strukturell element.

I tillegg består 26% av protoplasma av generelt organiske makromolekyler. Disse er store molekyler dannet ved polymerisering av mindre underenheter.

Blant disse er karbohydrater, makromolekyler sammensatt av karbon, hydrogen og oksygen, som lagrer energi til cellen. De brukes i de ulike metabolske og strukturelle funksjonene til protoplasma.

Det finnes også ulike typer lipider (nøytral fett, kolesterol og fosfolipider), som også tjener som en energikilde for cellen. I tillegg er de en bestanddel av membranene som regulerer de forskjellige protoplasmiske funksjonene.

Proteinene utgjør nesten 15% av protoplasmens sammensetning. Blant disse har vi strukturproteiner. Disse proteinene danner protoplasmatiske rammer, som bidrar til organisasjon og mobiltransport.

Andre proteiner tilstede i protoplasma er enzymer. De fungerer som katalysatorer (stoffer som endrer hastigheten på en kjemisk reaksjon) av alle metabolske prosesser.

På samme måte er forskjellige uorganiske ioner tilstede som bare svarer til 1% av deres sammensetning (kalium, magnesium, fosfor, svovel, natrium og klor). Disse bidrar til å opprettholde protoplasmens pH.

komponenter

Protoplasma er sammensatt av plasmamembranen, cytoplasma og nukleoplasma. Men i dag, takket være fremskrittene i elektronisk mikroskopi, er det kjent at den cellulære strukturen er enda mer komplisert.

Det er også et stort antall subcellulære rom, og strukturelt svært komplekse cellulære innhold. I tillegg til organeller, som er inkludert her som en del av cytoplasma.

Plasma membran

Plasmemembranen eller plasmalemma består av ca. 60% proteiner og 40% lipider. Dens strukturelle arrangement er forklart av væskemosaikkmodellen. I dette presenterer membranen et dobbeltlag av fosfolipider hvor proteiner er innebygd.

Det antas at alle cellemembraner har samme struktur. Plasmalemmaet er imidlertid den tykkeste membranen i cellen.

Plasmalemmaet observeres ikke med det optiske mikroskop. Det var ikke før slutten av 50-tallet av det tjue århundre at strukturen kunne bli detaljert.

cytoplasma

Kytoplasma er definert som alt materialet i cellen som befinner seg inne i plasmalemma, ikke inkludert kjernen. Alle organeller er inkludert i cytoplasma (cellulære strukturer med definert form og funksjon). Også stoffet der de forskjellige cellulære komponentene er nedsenket.

cytosol

Cytosol er cytoplasmens fluidfase. Det er en nesten flytende gel som mer enn 20% av cellens proteiner. De fleste av disse er enzymer.

cytoskjelettet

Cytoskeletet utgjør et proteinramme som danner det cellulære rammeverket. Den er dannet av mikrofilamenter og mikrotubuli. Mikrofilamenter består hovedsakelig av aktin, selv om det finnes andre proteiner.

Disse filamentene har forskjellig kjemisk sammensetning i forskjellige typer celler. Mikrotubuli er rørformede strukturer dannet i utgangspunktet av tubulin.

organeller

Organeller er cellulære strukturer som oppfyller en bestemt funksjon. Hver av dem er avgrenset av membraner. Noen organeller har bare en membran (vakuol, diktyosomer), mens andre er begrenset av to membraner (mitokondrier, kloroplaster).

Membranen i organeller har samme struktur som plasmalemma. De er tynnere og deres kjemiske sammensetning er forskjellig i henhold til funksjonen de oppfyller.

Innenfor organeller oppstår forskjellige kjemiske reaksjoner katalysert av bestemte enzymer. På den annen side er de i stand til å bevege seg i cytoplasmens vandige fase.

I organeller er det forskjellige reaksjoner av stor betydning for cellens funksjon. Sekresjonen av stoffer, fotosyntese og aerob åndedrett, forekommer blant annet i dem

nucleoplasma

Kjernen er den cellulære organellen som inneholder den genetiske informasjonen til cellen. I samme celledeling skjer prosesser.

Tre komponenter av kjernen er anerkjent: Nukleær konvolutt, nukleoplasma og nukleolus. Nukleærhylsen separerer kjernen fra cytoplasma og dannes av to membranenheter. 

Nukleoplasmaet er det indre stoffet som er internt begrenset av kjernefysisk konvolutt. Det er en vandig fase som inneholder et stort antall proteiner. De er hovedsakelig enzymer som regulerer metabolismen av nukleinsyrer.

Kromatin (DNA i sin dispergerte fase) er inneholdt i nukleoplasmaet. I tillegg presenteres nukleolus, som er en struktur dannet av proteiner og RNA.

funksjoner

Alle prosesser som forekommer i cellen, er assosiert med protoplasma, gjennom de forskjellige komponentene.

Plasmamembranen er en selektiv strukturell barriere som styrer forholdet mellom en celle og omgivelsene som omgir den. Lipider forhindrer passasje av hydrofile stoffer. Proteinene kontrollerer stoffene som kan krysse membranen, regulerer inngangen og utgangen av det samme til cellen.

Flere kjemiske reaksjoner forekommer i cytosolen, slik som glykolyse. Denne intervenerer direkte i modifikasjonene av den cellulære viskositeten, amoeboidbevegelsen og syklusene. På samme måte har det stor betydning i dannelsen av den mitotiske spindelen under celledeling.

I cytoskelettet er mikrofilamenter forbundet med cellulær sammentrekning og bevegelse. Mens mikrotubuli griper inn i celletransport og bidrar til å forme cellen. De deltar også i dannelsen av centrioler, cilia og flagella.

Intracellulær transport, samt transformasjon, montering og utskillelse av stoffer, er ansvaret for endoplasmatisk retikulum og diktyosomer..

Prosessene for transformasjon og opphopning av energi forekommer i fotosyntetiske organismer som har kloroplaster. Oppnåelsen av ATP gjennom cellulær respirasjon skjer i mitokondriene.

Fysiologiske egenskaper

Tre fysiologiske egenskaper knyttet til protoplasma er blitt beskrevet. Disse er metabolisme, reproduksjon og irritabilitet.

Alle metabolske prosesser av cellen forekommer i protoplasma. Noen prosesser er anabole og er relatert til syntese av protoplasma. Andre er katabolske, og griper inn i deres oppløsning. Metabolismen inkluderer prosesser som fordøyelse, respirasjon, absorpsjon og utskillelse.

Alle prosessene assosiert med reproduksjon ved celledeling, samt kodingen for syntese av proteiner som kreves i alle cellulære reaksjoner, forekommer i kjernen i cellen, inneholdt i protoplasmaet.

Irritabilitet er responsen til protoplasmaet til en ekstern stimulans. Dette kan utløse en fysiologisk respons som gjør at cellen kan tilpasse seg miljøet som omgir det.

referanser

  1. Liu D (2017) Cellen og protoplasma som beholder, gjenstand og substans: 1835-1861. Journal of the History of Biology 50: 889-925.
  2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez og M Miguel (1997) Plant- og dyr cytologi og histologi. Biologi av dyre- og planteceller og vev. Andre utgave. McGraw Hill-Interamericana of Spain. Madrid, Spania 960 s.
  3. Welch GR og J Clegg (2010) Fra protoplasmisk teori til cellesystembiologi: en 150-årig refleksjon. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
  4. Welch GR og J Clegg (2012) Cell versus protoplasma: revisionistisk historie. Cell Biol. Int. 36: 643-647.