The cytoplazma Jedná se o látku nacházející se uvnitř buněk, která zahrnuje cytoplazmatickou matrici nebo cytosol a subcelulární oddíly. Cytosol tvoří něco málo přes polovinu (přibližně 55%) celkového objemu buňky a je to oblast, kde dochází k syntéze a degradaci proteinů, a poskytuje tak vhodné médium pro uskutečnění nezbytných metabolických reakcí..
Všechny složky prokaryotické buňky jsou v cytoplazmě, zatímco u eukaryot existují další divize, například jádro. V eukaryotických buňkách je zbývající objem buněk (45%) obsazen cytoplazmatickými organelami, jako jsou mitochondrie, hladké a drsné endoplazmatické retikulum, jádro, peroxisomy, lysozomy a endosomy..
Rejstřík článků
Cytoplazma je látka, která vyplňuje vnitřek buněk a je rozdělena na dvě složky: kapalnou frakci známou jako cytosol nebo cytoplazmatická matrice a organely, které jsou v ní zakomponovány - v případě eukaryotické linie.
Cytosol je želatinová matrice cytoplazmy a je tvořen obrovským množstvím rozpuštěných látek, jako jsou ionty, intermediární metabolity, sacharidy, lipidy, proteiny a ribonukleové kyseliny (RNA). Může být prezentován ve dvou vzájemně zaměnitelných fázích: gelová fáze a solná fáze.
Skládá se z koloidní matrice podobné vodnému gelu složenému převážně z vody a ze sítě vláknitých proteinů odpovídajících cytoskeletu, včetně aktinu, mikrotubulů a intermediárních vláken, kromě řady doplňkových proteinů, které přispívají k vytvoření kostry.
Tato síť tvořená proteinovými vlákny difunduje skrz cytoplazmu a dává jí viskoelastické vlastnosti a vlastnosti kontraktilního gelu..
Cytoskelet je zodpovědný za poskytování podpory a stability buněčné architektuře. Kromě účasti na transportu látek v cytoplazmě a přispívání k pohybu buněk, jako je fagocytóza. V následující animaci můžete vidět cytoplazmu zvířecí buňky (cytoplazma):
Cytoplazma je druh molekulární polévky, kde probíhají enzymatické reakce, které jsou nezbytné pro udržení funkce buněk..
Je to ideální transportní médium pro buněčné dýchací procesy a pro biosyntetické reakce, protože molekuly se v médiu nerozpustí a plovoucí v cytoplazmě jsou připraveny k použití..
Navíc díky svému chemickému složení může cytoplazma fungovat jako pufr nebo pufr. Slouží také jako vhodný prostředek k zavěšení organel, které je chrání - a genetický materiál uzavřený v jádru - před náhlými pohyby a možnými kolizemi..
Cytoplazma přispívá k pohybu živin a vytěsňování buněk díky generování cytoplazmatického toku. Tento jev spočívá v pohybu cytoplazmy.
Proudy v cytoplazmě jsou zvláště důležité ve velkých rostlinných buňkách a pomáhají urychlit proces distribuce materiálu..
Cytoplazma se skládá z cytoplazmatické matrice nebo cytosolu a z organel, které jsou zality v této želatinové látce. Každý z nich bude podrobněji popsán níže:
Cytosol je bezbarvá, někdy šedivá, želatinová a průsvitná látka, která se nachází na vnější straně organel. Považuje se za rozpustnou část cytoplazmy.
Nejhojnější složkou této matrice je voda, která tvoří 65 až 80% jejího celkového složení, s výjimkou kostních buněk, zubní skloviny a semen..
Pokud jde o jeho chemické složení, 20% odpovídá molekulám bílkovin. Má více než 46 prvků používaných buňkou. Z nich je pouze 24 považováno za nezbytné pro život.
Mezi nejvýznamnější prvky patří uhlík, vodík, dusík, kyslík, fosfor a síra.
Stejným způsobem je tato matice bohatá na ionty a jejich zadržování vede ke zvýšení osmotického tlaku buňky. Tyto ionty pomáhají udržovat optimální acidobazickou rovnováhu v buněčném prostředí..
Rozmanitost iontů nalezených v cytosolu se liší podle studovaného buněčného typu. Například svalové a nervové buňky mají vysokou koncentraci draslíku a hořčíku, zatímco ionty vápníku jsou v krevních buňkách obzvláště bohaté..
V případě eukaryotických buněk je v cytoplazmatické matrici celá řada subcelulárních oddílů. Ty lze rozdělit na membránové a diskrétní organely.
Do první skupiny patří endoplazmatické retikulum a Golgiho aparát, oba jsou systémy pytlovitých membrán, které jsou vzájemně propojeny. Z tohoto důvodu je obtížné definovat hranici jeho struktury. Kromě toho tyto kompartmenty představují prostorovou a časovou kontinuitu s plazmatickou membránou..
Endoplazmatické retikulum se dělí na hladké nebo drsné v závislosti na přítomnosti nebo nepřítomnosti ribozomů. Smooth je zodpovědný za metabolismus malých molekul, má mechanismy detoxikace a syntézy lipidů a steroidů.
Naproti tomu hrubé endoplazmatické retikulum má ribozomy ukotvené na své membráně a je zodpovědné hlavně za syntézu proteinů, které budou buňkou vylučovány..
Golgiho aparát je sada diskovitých vaků a podílí se na syntéze membrán a proteinů. Kromě toho má enzymatický aparát nezbytný k provádění modifikací proteinů a lipidů, včetně glykosylace. Podílí se také na skladování a distribuci lysosomů a peroxisomů.
Druhá skupina se skládá z intracelulárních organel, které jsou diskrétní a jejich limity jsou jasně pozorovány přítomností membrán.
Jsou izolovány od ostatních organel ze strukturálního a fyzického hlediska, i když mohou existovat interakce s jinými kompartmenty, například mitochondrie mohou interagovat s membránovými organelami.
V této skupině jsou mitochondrie, organely, které mají enzymy nezbytné k provádění základních metabolických drah, jako je cyklus kyseliny citronové, elektronový transportní řetězec, syntéza ATP a b-oxidace mastných kyselin..
Lysosomy jsou také samostatné organely a jsou odpovědné za skladování hydrolytických enzymů, které pomáhají reabsorpci bílkovin, ničí bakterie a degradaci cytoplazmatických organel..
Mikrobody (peroxisomy) se účastní oxidačních reakcí. Tyto struktury obsahují enzym katalázu, který pomáhá přeměňovat peroxid vodíku - toxický metabolismus - na látky, které jsou pro buňku neškodné: vodu a kyslík. V těchto orgánech dochází k b-oxidaci mastných kyselin.
V případě rostlin existují další organely zvané plastos. Ty plní v rostlinné buňce desítky funkcí a nejvýznamnější jsou chloroplasty, kde dochází k fotosyntéze.
Buňka má také struktury, které nejsou ohraničeny biologickými membránami. Patří mezi ně komponenty cytoskeletu, které zahrnují mikrotubuly, intermediární vlákna a aktinová mikrofilamenta..
Aktinová vlákna jsou tvořena globulárními molekulami a jsou pružnými řetězci, zatímco střední vlákna jsou odolnější a jsou tvořena různými proteiny. Tyto proteiny jsou odpovědné za zajištění pevnosti v tahu a dodávají buňce pevnost.
Centrioly jsou válcovité strukturální duo a jsou také nemembranózní organely. Jsou umístěny v centrosomech nebo organizovaných centrech mikrotubulů. Tyto struktury vytvářejí bazální těla řasinek.
Nakonec existují ribozomy, struktury složené z proteinů a ribozomální RNA, které se účastní procesu translace (syntéza proteinů). Mohou být volné v cytosolu nebo ukotveny v drsném endoplazmatickém retikulu.
Několik autorů se však nedomnívá, že by ribozomy měly být klasifikovány jako samotné organely..
Inkluze jsou složky cytoplazmy, které neodpovídají organelám a ve většině případů nejsou obklopeny lipidovými membránami.
Tato kategorie zahrnuje velké množství heterogenních struktur, jako jsou pigmentové granule, krystaly, tuky, glykogen a některé odpadní látky..
Tato těla se mohou obklopit enzymy, které se účastní syntézy makromolekul z látky přítomné v inkluzi. Například glykogen může být někdy obklopen enzymy, jako je glykogensyntéza nebo glykogenfosforyláza..
Zahrnutí je běžné v jaterních buňkách a svalových buňkách. Stejně tak inkluze vlasů a kůže mají pigmentové granule, které jim dodávají charakteristické zbarvení těchto struktur..
Chemicky je cytoplazma koloidní, proto má vlastnosti roztoku a suspenze současně. Skládá se z molekul s nízkou molekulovou hmotností, jako jsou soli a glukóza, a také z molekul o větší hmotnosti, jako jsou proteiny.
Koloidní systém lze definovat jako směs částic o průměru mezi 1/1 000 000 až 1/10 000 dispergovaných v kapalném médiu. Celá buněčná protoplazma, která zahrnuje jak cytoplazmu, tak nukleoplazmu, je koloidní roztok, protože dispergované proteiny vykazují všechny vlastnosti těchto systémů..
Proteiny jsou schopné tvořit stabilní koloidní systémy, protože se chovají jako nabité ionty v roztoku a interagují podle svých nábojů a za druhé jsou schopné přilákat molekuly vody. Stejně jako všechny koloidy má vlastnost udržovat tento stav suspenze, který dodává buňkám stabilitu..
Vzhled cytoplazmy je zakalený, protože molekuly, které ji tvoří, jsou velké a lámou světlo, tento jev se nazývá Tyndallův efekt..
Na druhou stranu Brownův pohyb částic zvyšuje setkání částic a podporuje enzymatické reakce v buněčné cytoplazmě..
Cytoplazma vykazuje tixotropní vlastnosti, stejně jako některé nenewtonské tekutiny a pseudoplasty. Tixotropie označuje změny viskozity v čase: když je kapalina vystavena stresu, její viskozita klesá.
Tixotropní látky vykazují stabilitu v klidovém stavu a při narušení získávají tekutost. V každodenním prostředí jsme v kontaktu s tímto typem materiálu, jako je rajčatová omáčka a jogurt..
Hydrogel je přírodní nebo syntetická látka, která může nebo nemusí být porézní a má schopnost absorbovat velké množství vody. Jeho rozšiřovací kapacita závisí na faktorech, jako je osmolarita média, iontová síla a teplota..
Cytoplazma má charakteristiku hydrogelu, protože může absorbovat značné množství vody a objem se mění v závislosti na exteriéru. Tyto vlastnosti byly potvrzeny v cytoplazmě savců.
Cytoplazmatická matice je schopna provádět pohyby, které vytvářejí cytoplazmatický proud nebo tok. Tento pohyb je obecně pozorován v kapalnější fázi cytosolu a je příčinou vytěsnění buněčných kompartmentů, jako jsou pinosomy, fagozomy, lysosomy, mitochondrie, centrioly a další..
Tento jev byl pozorován u většiny živočišných a rostlinných buněk. Améboidní pohyby prvoků, leukocytů, epiteliálních buněk a dalších struktur závisí na pohybu cyklózy v cytoplazmě.
Viskozita této matrice se mění v závislosti na koncentraci molekul v buňce. Díky své koloidní povaze lze v cytoplazmě rozlišit dvě fáze nebo stavy: solnou fázi a gelovou fázi. První se podobá kapalině, zatímco druhý je díky vyšší koncentraci makromolekul podobný pevné látce..
Například při přípravě želatiny můžeme rozlišit oba stavy. Ve fázi solu se částice mohou volně pohybovat ve vodě, ale po ochlazení roztok ztvrdne a stane se z něj druh polotuhého gelu.
Ve gelovém stavu jsou molekuly schopné držet pohromadě různými typy chemických vazeb, včetně H-H, C-H nebo C-N. Jakmile se na roztok aplikuje teplo, vrátí se do sluneční fáze.
Za přirozených podmínek závisí fázová inverze v této matrici na různých fyziologických, mechanických a biochemických faktorech v buněčném prostředí..
Zatím žádné komentáře