Kakšna je citoplazma? Struktura, sestava in lastnosti citoplazme

Kakšna je citoplazma? Kakšna je njegova struktura in sestava? Katere funkcije opravlja? V tem članku bomo podrobno odgovorili na vsa ta vprašanja. Poleg tega upoštevamo strukturne značilnosti citoplazme in njegove lastnosti ter govorimo tudi o delitvi koloidna raztopina, strukturo celičnih membran in najpomembnejših celičnih organelov.

Strukturne enote vseh tkiv in organov celice. Dve vrsti njihove strukturne organizacije

Znano je, da celice tvorijo tkiva vseh rastlin in živali. Te strukturne enote vseh živih bitij se lahko razlikujejo po obliki, velikosti in celo notranji strukturi. Toda hkrati imajo podobna načela v življenjskih procesih, vključno z metabolizmom, rastjo in razvojem, razdražljivostjo in spremenljivostjo. Najenostavnejše oblike življenja so sestavljene iz ene celice in se množijo z delitvijo.
Znanstveniki so opredelili dve vrsti organizacije celične strukture:

• prokariotski;
• evkariotski.

Imajo veliko razlik v njihovi strukturi. V Ljubljani prokariotska celica Strukturno oblikovano jedro ni. En sam kromosom se nahaja neposredno v citoplazmi, kar pomeni, da ni ločen od drugih elementov. Ta struktura je značilna za bakterije. Njihova citoplazma je v strukturi struktur slaba, vendar v njej obstajajo majhni ribosomi. Eukariot je veliko bolj zapleten kot prokariotska celica. Njena DNK, povezana s proteinom, se nahaja v kromosomih, ki se nahajajo v ločenem celičnem organoidu - jedru. Od poroznih membran je ločen od drugih celičnih organelov in sestoji iz elementov, kot so: kromatin, jedrni sok in nukleolus. Kljub temu obstaja nekaj skupnega z dvema vrstama celične organizacije. Oba prokariota in evkarionti imata membrano. In njihova notranja vsebina predstavlja posebna koloidna raztopina, v kateri so različni organoidi in začasne vključitve.

Eukariotska celica: citoplazma. Njegova sestava in funkcije

Torej, prehaja v bistvo naših raziskav. Kakšna je citoplazma? Poglejmo si natančneje to celično izobraževanje. Citoplazma je arhivska komponenta celice, ki se nahaja med jedrom in plazemsko membrano. Semikvidna, penasta je s tubulami, mikrotubularnimi mikrofilamenti in filamenti. Tudi citoplazmo lahko razumemo kot koloidno raztopino, za katero je značilno gibanje koloidnih delcev in drugih sestavin. V tem polnem tekočem mediju, ki je sestavljen iz vode, različnih organskih in anorganskih spojin, obstajajo celične strukture - organoidi in začasni vključki. Najpomembnejše funkcije citoplazme so naslednje. Izvede zasnovo vseh celičnih komponent v enem samem sistemu. Zaradi prisotnosti tubulov in mikrotubularov citoplazma deluje kot celični skelet in zagotavlja okolje za fiziološke in biokemijske procese. Poleg tega zagotavlja možnost za delovanje vseh celičnih organelov in zagotavlja gibanje. Te funkcije citoplazemskih celic so izredno pomembne, saj omogočajo, da strukturna enota vseh živih bitij opravi svojo normalno vitalno aktivnost. Sedaj veste, kaj je citoplazma. In tudi zavedajo, kakšen položaj v celici je potreben in kaj "dela" opravlja. Nadalje bomo podrobneje preučili sestavo in strukturo koloidne raztopine.

Ali obstajajo razlike v citoplazmi rastlinskih in živalskih celic?

Upoštevani so membranski organoidi v koloidni raztopini Golgi aparat, endoplazemski retikulum, mitohondrije, lizosome, plastide in zunanjo citoplazemsko membrano. V celicah živali in rastlin se sestava semilnega medija razlikuje. Citoplazma v Ljubljani rastlinska celica ima posebne organele - plastide. So specifična beljakovinska telesa, ki se razlikujejo po različnih barvah v funkciji, obliki in barvnih pigmentih. Plastidi se nahajajo v citoplazmi in se lahko premikajo skupaj z njim. Rastejo, množijo in proizvajajo organske spojine, ki vsebujejo encime. Citoplazma v rastlinski celici ima tri vrste plastidov. Rumeni ali oranžni se imenujejo kromoplasti, zeleni pa so kloroplasti, brezbarvni pa se imenujejo levkoplasti. Obstaja še ena značilnost - kompleks Golgi predstavlja diktoozom, raztresen po celotni citoplazmi. V živalskih celicah v nasprotju z rastlinskimi celicami obstajata dve plasti citoplazme. Zunanja se imenuje ektoplazma, notranja pa se imenuje endoplazma. Prvi sloj je v bližini celične membrane, drugi sloj pa je med njim in porozno jedrsko membrano. Ektoplazma ima v svoji sestavi veliko število mikrofilamentov - filamentov iz globularnih proteinskih aktin molekul. Endoplazma vsebuje različne organoide, granule in je značilna nižja viskoznost.

Hialoplazma v evkariotski celici

Osnova citoplazme evkariontov je tako imenovana hialoplazma. Je sluzna, brezbarvna heterogena raztopina, pri kateri se metabolni procesi nenehno pojavljajo. Hialoplazma (z drugimi besedami, matrika) je koloidni sistem s kompleksno strukturo. Njegova sestava vključuje topno RNA in beljakovine, lipide in polisaharide. Tudi v hialoplazmi vsebuje veliko število nukleotidov, aminokislin, pa tudi ionov anorganskih spojin, kot je Na^- ali Ca²⁺.Matrika nima homogene strukture. Predstavljen je v dveh oblikah, ki se imenujejo gel (trdna) in sol (tekočina). Med njimi so medsebojni prehodi. V tekoči fazi je sistem najtanjših proteinskih filamentov, ki se imenujejo mikrotubuleti. Povezujejo vse strukture znotraj celice. In v krajih njihovega križanja obstajajo skupine ribosomov. Mikrotrakerji skupaj z mikrotubularnimi in mikrofilamenti tvorijo citoplazemski skelet. Določa in organizira lokacijo vseh celičnih organelov.

Organske in anorganske snovi v raztopini koloidnih celic

Poglejmo, kakšna je kemična sestava citoplazme? Snovi v celici se lahko razvrstijo v dve skupini - organsko in anorgansko. Prvi predstavljajo proteini, ogljikovi hidrati, maščobe in nukleinske kisline. Ogljikove hidrate v citoplazmi predstavljajo mono-, di- in polisaharidi. Z monosaharidov, brezbarvni kristali, navadno sladkega okusa vsebuje fruktozo, glukozo, riboza in podobno. D. velike molekule polisaharidi so sestavljeni iz monosaharida. V celici so predstavljeni s škrobom, glikogenom in celulozo. Lipidi, to je maščobne molekule, tvorijo ostanki glicerina in maščobnih kislin. Struktura citoplazme: anorganske snovi so predvsem voda, ki praviloma znaša 90% mase. V citoplazmi opravlja pomembne funkcije. Voda je univerzalno topilo, daje elastičnost, neposredno vpliva na gibanje snovi znotraj in med celicami. Glede makro, ki tvorijo osnovo biopolimerov, več kot 98% celotnega sestavka z citoplazemskega kisika, vodika, ogljika in dušika zaseda. Poleg njih je celica vsebuje natrij, kalcij, žveplo, magnezij, klor in drugi. V mineralne soli so prisotne kot anione in katione, kjer je razmerje določi njihovo kislost.

Lastnosti koloidne raztopine v celici

Nadalje preučimo, katere so glavne lastnosti citoplazme. Prvič, to je konstanten ciklosis. To je intracelularno gibanje citoplazme. Prvič je zapisal in opisal v 18. stoletju italijanski znanstvenik Corti. Ciklosis poteka v celotni protoplazmi, tudi v pramenih, ki vežejo citoplazem v jedro. Če se gibanje zaradi nekega razloga umakne, evkariotska celica umre. Citoplazma je nujno v stalnem ciklosisu, ki jo zazna gibanje organelov. Hitrost matrice je odvisna od različnih dejavnikov, vključno s svetlobo in temperaturo. Na primer, v povrhnjici čebule je stopnja ciklosisa približno 6 m / s. Gibanje citoplazme v rastlinskem organizmu ima velik vpliv na njegovo rast in razvoj, kar olajša prevoz snovi med celicami. Druga pomembna lastnost je viskoznost koloidne raztopine. Veliko se spreminja glede na vrsto organizma. V nekaterih živih bitjih je viskoznost citoplazme lahko precej nepomembna viskoznost vode, drugi, nasprotno, dosegajo viskoznost glicerina. Menijo, da je odvisno od presnove. Bolj intenzivnejša izmenjava postane nižja viskoznost koloidne raztopine. Druga pomembna lastnost je polprevodnost. Citoplazma v svoji sestavi ima mejne membrane. Zahvaljujoč njihovi posebni strukturi imajo sposobnost, da selektivno prehajajo molekule določenih snovi in ​​ne dovolijo, da bi drugi prehajali. Selektivna propustljivost citoplazme ima pomembno vlogo v procesu vitalne aktivnosti. To ni stalno skozi vse življenje, spremembe s starostjo in povečevanje rastlinskih organizmov z večjo svetlobno intenziteto in temperaturo. Težko je preceniti pomen citoplazme. Sodeluje pri energetskem presnovanju, transportu hranil, izločanju eksotoksinov. Poleg tega se matrika šteje za osmotsko pregrado in sodeluje pri urejanju razvoja, rasti in celične delitve. Vključitev citoplazme ima pomembno vlogo pri replikaciji DNK.

Značilnosti reprodukcije celic

Vse rastlinske in živalske celice se množijo z delitvijo. Znani so trije tipi: posredni, neposredni in zmanjšani. Prva se imenuje amitoza. Posredno množenje se pojavi na naslednji način. Na začetku je jedro "ligirano", nato pa citoplazma razdeli. Kot rezultat se oblikujejo dve celici, ki postopoma rastejo do velikosti materine. Ta vrsta delitve na živalih je izredno redka. Praviloma imajo indirektno delitev, to je mitoza. Je veliko bolj zapleteno kot amitoza in je značilno dejstvo, da se v jedru poveča sinteza in podvojita količina DNA. Mitosis ima štiri faze, imenovane prophase, metafazo, anafazo in telafazo.

• Za prvo fazo je značilno tvorjenje tulca kromatinskih filamentov na mestu jedra, nato pa kromosomov v obliki "špara". V tem obdobju je razdalja centriola na polovici in nastanek aromatičnega vretena delitve.
• Druga stopnja mitoze se razlikuje po tem, da se kromosomi, ki dosežejo maksimalno spiralo, na urejen način začnejo poravnati na ekvatorju celice.
• V tretji fazi se kromosom deli na dve kromatidi. V tem primeru se vretenaste niti sklanjajo in potegnejo hčerinske kromosome na nasprotne polovice.
• V četrti fazi mitoze poteka disparacija kromosoma, pa tudi nastanek jedrske ovojnice okoli njih. Hkrati je citoplazma razdeljena. Hčerinske celice imajo diploiden niz kromosomov.

Zmanjšanje delitev je značilno le za spolne celice. S to vrsto razmnoževanja celic poteka nastanek kromosomov iz parnih formacij. Izjema je neenakomeren kromosom. Kot rezultat delitve redukcije v dveh hčerinskih celicah se dobi polovični kromosomski komplet. Neprimeren je v samo eni hčerinski celici. Polne celice, ki imajo polovico kromosomov, zrele in sposobne oploditve, imenujemo ženske in moške gamete.

Koncept citoplazemske membrane

Vse celice živali, rastlin in celo najpreprostejših bakterij imajo poseben površinski aparat, ki omejuje in ščiti matriko iz zunanjega okolja. Citoplazemska membrana (plazmalemma, celična membrana, plazemska membrana) je selektivno prepustna plast molekul (proteinov, fosfolipidov), ki pokriva citoplazem. Vključuje tri podsisteme:

• plazemska membrana;
• supramembranski kompleks;
• podmembranski nosilec in krčenje hialoplazme.

Struktura membrane citoplazme je naslednja: vsebuje dva sloja lipidnih molekul (dvoslojna), vsaka taka molekula ima rep in glavo. Repi so obrnjeni drug proti drugemu. So hidrofobne. Glave so hidrofilne in navzven in navzven soočajo s celicami. Molekule beljakovin so vključene v dvosloj. In je asimetrična, v monolayerjih pa se nahajajo različni lipidi. Na primer, v evkariontski celici se molekule holesterola nahajajo v notranji polovici membrane, ki meji na citoplazmo. Glikolipidi se nahajajo izključno v zunanji plasti, njihovi ogljikovi hidrata pa so vedno usmerjeni navzven. Citoplazemska membrana opravlja najpomembnejše funkcije, vključno z omejevanjem notranje vsebine celice iz zunanjega okolja, kar omogoča, da določene snovi (glukoza, aminokisline) prodrejo v celico. Plasmalemma nosi prenos snovi znotraj celice, pa tudi njihovo sproščanje, to je izolacijo. Skozi pore prodrejo v vodo, ionov in majhnih molekul snovi ter velike trdne delce prevažajo v celico s pomočjo fagocitoze. Na površini membrane tvori mikrovilli, invaginacije in izbokline, kar omogoča ne le učinkovito absorbiranje in izpust snovi, ampak tudi povezovanje z drugimi celicami. Membrana zagotavlja možnost, da pritrdi "enoto vseh živih" na različne površine in olajša gibanje.

Organoidi v citoplazmi. Endoplazemski retikulum in ribosomi

Poleg hialoplazme citoplazma vsebuje tudi veliko mikroskopskih organoidov, ki se razlikujejo po strukturi. Njihova prisotnost v rastlinskih in živalskih celicah kaže, da vsi opravljajo najpomembnejše funkcije in so bistveni. V določeni meri so te morfološke strukture primerljive z organi človeškega telesa ali živali, zaradi česar so lahko imenovali organoide. V citoplazmi se razlikujejo organeli, vidni v svetlobnem mikroskopu, trombocitni kompleks, mitohondriji in centrosom. Z uporabo elektronskega mikroskopa v matrici odkrivamo mikrotubule, lizosome, ribosome in plazemsko mrežo. Citoplazem celice prodrejo različni kanali, ki jih imenujemo "endoplazemska mreža". Njihove membranske stene so v stiku z vsemi drugimi organelami in tvorijo enoten sistem, ki izvaja energetski metabolizem, kot tudi gibanje snovi znotraj celice. V stenah teh kanalov so ribosomi, ki izgledajo kot majhne granule. Lahko so nameščeni posamezno ali v skupinah. Ribosomi so sestavljeni iz skoraj enakih količin ribonukleinske kisline in beljakovin. V njihovo sestavo je tudi magnezij. Ribosomi ne morejo biti le v kanalih EPS, ampak tudi prosto ležijo v citoplazmi in se pojavljajo tudi v jedru, kjer se tvorijo. Skupek kanalov, ki imajo ribosome, imenujemo granularni endoplazemski retikulum. Na njih, razen ribosomov, so encimi, ki spodbujajo sintezo ogljikovih hidratov in maščob. V notranjih votlinah kanalov so produkti vitalne aktivnosti celice. Včasih pri ekspanziji EPS nastanejo vakuole - votline, napolnjene s celičnim sokom in omejene z membrano. Ti organeli podpirajo turgorski tlak. Lizozomi so majhne oblike ovalne oblike. Raztreseni so skozi celotno citoplazmo. Lizozomi se tvorijo v kompleksu EPS ali Golgi, kjer so napolnjeni s hidrolitskimi encimi. Lizozomi so namenjeni prebavi delcev, ujetih v celico zaradi fagocitoze.

Citoplazma: struktura in funkcija njenih organoidov. Kompleks Golgi, mitohondrije in centrosome

Kompleks Golgi je v rastlinskih celicah zastopan z ločenimi telesi, okrašenimi z membranami, pri živalih pa s tubulami, mehurčki in cisterne. Ta organoid je namenjen kemični spremembi, zbijanju in naknadnemu sproščanju celičnih produktov izločanja v citoplazmo. Sintetizira tudi polisaharide in tvorbo glikoproteinov. Mitohondrija - to telo je paličasto, filamentno ali zrnato. Omejeni so na dve membrani, ki sta sestavljeni iz dvojnih slojev fosfolipidov in beljakovin. Od notranjih membran teh organelov odstopajo cristae, na stenah katerih so encimi. S svojo pomočjo se sintetizira adenozin trifosfat (ATP). Mitohondrije včasih imenujemo "celične elektrarne", saj dobavljajo znaten delež adenozin trifosfata. Celica jo uporablja kot vir kemične energije. Poleg tega mitohondrije opravljajo druge funkcije, vključno s signalizacijo, celično nekrozo, diferenciacijo celic. Centrosome (celični center) je sestavljen iz dveh centriola, ki sta med seboj pod kotom. Ta organoid je prisoten pri vseh živalih in rastlinah (razen protozoa in nižjih gliv) in je odgovoren za določanje polov pri mitozi. V delilni celici se centrosom najprej razdeli. V tem primeru se oblikuje achromatin vreteno, ki določa referenčne točke za kromosome, ki se razlikujejo od polov. Poleg omenjenih organoidov so v celici lahko najdeni tudi posebni organeli, na primer cilia in flagella. Tudi v določenih življenjskih obdobjih se lahko vanj vključijo vključki, to so začasni elementi. Na primer, takšna hranila kot: kapljice maščob, beljakovin, škrob, glikogen itd.

Limfociti so najpomembnejše celice imunskega sistema

Limfociti so pomembne celice, ki spadajo v skupino krvnih levkocitov ljudi in živali ter sodelujejo pri imunoloških reakcijah. Razčlenjeni so po velikosti in strukturnih značilnostih v tri podskupine:

• Majhen - s premerom manj kot 8 μm;
• povprečno - s premerom od 8 do 11 mikronov;
• Velik - premer več kot 11 mikronov.

Majhni limfociti prevladujejo v krvi živali. Imajo veliko zaokroženo jedro, ki prevladuje nad citoplazemskim volumnom. Citoplazma limfocitov te podskupine izgleda kot jedrni rob ali srp, ki meji na obe strani jedra. Matrika pogosto vsebuje majhno količino azurofilnih granul. Mitohondrije, elementi kompleksa plošče in cevke EPS niso številni in se nahajajo v bližini jedrske depresije. Srednji in veliki limfociti so urejeni nekoliko drugače. Njihova jedra so zrna, vsebujejo manjšo količino kondenziranega kromatina. V njih je zlahka razlikovati nukleol. Citoplazma limfocitov druge in tretje skupine ima širši rob. Znani so dve vrsti limfocitov, tako imenovani B- in T-limfociti. Prvi so nastali pri živalih v tkivu mieloidnega kostnega mozga. Te celice imajo sposobnost, da tvorijo imunoglobuline. S svojo pomočjo B-limfociti komunicirajo z antigeni, prepoznavajo slednje. T-limfociti nastanejo iz celic kostnega mozga v timusu (v njegovem kortikalnem delu lobulov). V njihovi citoplazemski membrani so površinski histokompatibilnosti antigeni, kot tudi številni receptorji, preko katerih je prepoznavanje tujih delcev. Male limfocite večinoma predstavljajo T-limfociti (več kot 70%), med katerimi je veliko število dolgoživih celic. Velika večina B-limfocitov ne živi dolgo - od enega tedna do meseca.

Upamo, da se je naš članek izkazal za koristnega in zdaj veste, kaj so citoplazem, hialoplazem in plazmolemijo. In tudi zavedajo, katere funkcije, struktura in pomen za življenje organizma teh celičnih formacij.