Известно е, че повечето живи същества са съставени от вода в свободна или свързана форма с 70 процента или повече. Откъде идва толкова, къде е локализиран? Оказва се, че всяка клетка в състава си има до 80% вода, а само останалата част пада върху масата на сухото вещество.
И основната "водна" структура е просто цитоплазмата на клетката. Това е сложна, разнородна, динамична вътрешна среда, с чиито структурни особености и функции ще се запознаем по-нататък.
Протопласт
Този термин се използва за обозначаване на цялото вътрешно съдържание на всяка еукариотна най-малка структура, разделена с плазмена мембрана от другите си "колеги". Тоест това включва цитоплазмата - вътрешната среда на клетката, органелите, разположени в нея, ядрото с нуклеоли и генетичен материал.
Какви органели се намират вътре в цитоплазмата? Това е:
- рибозоми;
- митохондрии;
- EPS;
- Апарат на Голджи;
- лизозоми;
- клетъчни включвания;
- вакуоли (в растения и гъби);
- клетъчен център;
- пластиди (в растения);
- реснички и флагела;
- микрофиламенти;
- микротубули.
Ядрото, разделено от кариолема, с нуклеоли и ДНК молекули, също съдържа цитоплазмата на клетката. В центъра е в животни, по-близо до стената - в растения.
По този начин структурните особености на цитоплазмата до голяма степен ще зависят от вида на клетката, от самия организъм, от принадлежността му към царството на живите същества. Като цяло той заема цялото свободно пространство вътре и изпълнява редица важни функции.
Матрикс, или хиалоплазма
Структурата на цитоплазмата на клетката се състои основно от нейното разделяне на части:
- хиалоплазма - постоянна течна част;
- органели;
- включенията са структурни променливи.
Матрицата, или хиалоплазмата, е основният вътрешен компонент, който може да бъде в две състояния - пепел и гел.
Cytosol е клетъчна цитоплазма, която има по-течен агрегатен характер. Цитогелът е същият, но в по-плътно състояние, богат на големи молекули органични вещества. Общият химичен състав и физичните свойства на хиалоплазмата се изразяват по следния начин:
- безцветно, вискозна колоидна субстанция, доста гъста и лигава;
- обаче има ясна диференциация по отношение на структурната организацияпоради мобилност, може лесно да го промени;
- отвътре е представен от цитоскелет или микротрабекуларна решетка, която е образувана от протеинови нишки (микротубули и микрофиламенти);
- на части от тази решетка са разположени всички структурни части на клетката като цяло и поради микротубулите, апарата на Голджи и ER, се получава съобщение между тях през хиалоплазмата.
По този начин хиалоплазмата е важна част, която осигурява много функции на цитоплазмата в клетката.
Състав на цитоплазмата
Ако говорим за химичния състав, тогава делът на водата в цитоплазмата възлиза на около 70%. Това е средна стойност, тъй като някои растения имат клетки, в които има до 90-95% вода. Сухото вещество, представено от:
- протеини;
- въглехидрати;
- фосфолипиди;
- холестерол и други азот-съдържащи органични съединения;
- електролити (минерални соли);
- включения под формата на гликогенови капчици (в животински клетки) и други вещества.
Общата химична реакция на средата е алкална или слабо алкална. Ако разгледаме как е разположена цитоплазмата на клетката, тогава трябва да се отбележи такава особеност. Частта се събира на ръба, в областта на плазмалемата и се нарича ектоплазма. Другата част е ориентирана по-близо до кариолемата, нарича се ендоплазма.
Структурата на клетъчната цитоплазма се определя от специални структури - микротубули и микрофиламенти, така че ще ги разгледаме по-подробно.
Микротубули
Кухмалки продълговати частици с размер до няколко микрометра. Диаметър - от 6 до 25 nm. Поради твърде оскъдните показатели, пълно и обемно изследване на тези структури все още не е възможно, но се предполага, че стените им се състоят от протеиновото вещество тубулин. Това съединение има верига, спирално усукана молекула.
Някои функции на цитоплазмата в клетката се изпълняват именно поради наличието на микротубули. Така, например, те участват в изграждането на клетъчните стени на гъбичките и растенията, някои бактерии. В животинските клетки те са много по-малко. Също така, тези структури осъществяват движението на органелите в цитоплазмата.
Самите микротубули са нестабилни, способни бързо да се разпадат и образуват отново, като се обновяват от време на време.
Микрофиламенти
Достатъчно важни елементи на цитоплазмата. Те са дълги нишки от актин (глобуларен протеин), които, преплитайки се помежду си, образуват обща мрежа - цитоскелета. Друго име е микротрабекуларна решетка. Това е един вид структурни особености на цитоплазмата. Всъщност благодарение на такъв цитоскелет всички органели се държат заедно, те могат безопасно да комуникират помежду си, веществата и молекулите преминават през тях и се осъществява метаболизмът.
Въпреки това, известно е, че цитоплазмата е вътрешната среда на клетката, която често е в състояние да променя физическите си данни: става по-течна или вискозна, променя структурата си (преход от зол към гел и обратно). В това отношение микрофиламентите са динамична, лабилна част, способна набързо възстановявайте, променяйте, разпадайте се и се оформяйте отново.
Плазмени мембрани
Наличието на добре развити и нормално функциониращи множество мембранни структури е важно за клетката, което също представлява един вид структурни особености на цитоплазмата. В края на краищата именно през бариерите на плазмената мембрана се транспортират молекули, хранителни вещества и метаболитни продукти, газове за дихателните процеси и т.н. Ето защо повечето органели имат тези структури.
Те, като мрежа, са разположени в цитоплазмата и разделят вътрешното съдържание на своите гостоприемници един от друг, от околната среда. Предпазвайте и предпазвайте от нежелани вещества и вредни бактерии.
Структурата на повечето от тях е подобна - флуидно-мозаичен модел, който разглежда всяка плазмалема като биослой от липиди, проникнат от различни протеинови молекули.
Тъй като функциите на цитоплазмата в клетката са предимно транспортно съобщение между всички нейни части, наличието на мембрани в повечето органели е една от структурните части на хиалоплазмата. В комплекс, всички заедно, те изпълняват общи задачи, за да осигурят живота на клетката.
Ribosome
Малки (до 20 nm) заоблени структури, състоящи се от две половини - субединици. Тези половини могат да съществуват както заедно, така и разделени известно време. Основата на състава: рРНК (рибозомна рибонуклеинова киселина) и протеин. Основната локализация на рибозомите в клетката:
- ядро и нуклеоли къдеобразуването на самите субединици върху молекулата на ДНК;
- цитоплазма - рибозомите тук най-накрая се формират в една структура, обединяваща половинките;
- мембрани на ядрото и ендоплазмения ретикулум - рибозомите синтезират протеин върху тях и незабавно го изпращат вътре в органелите;
- митохондриите и хлоропластите на растителните клетки синтезират собствените си рибозоми вътре в тялото и използват произведените протеини, тоест в това отношение съществуват автономно.
Функциите на тези структури са синтез и сглобяване на протеинови макромолекули, които се изразходват за жизнената активност на клетката.
Ендоплазмен ретикулум и апарат на Голджи
Множество мрежа от тубули, тубули и везикули, образуващи проводяща система вътре в клетката и разположени в цялата цитоплазма, се нарича ендоплазмен ретикулум или ретикулум. Функцията му съответства на структурата - осигурява взаимовръзката на органелите помежду си и транспортира хранителни молекули до органелите.
Комплексът на Голджи, или апаратът, изпълнява функцията за натрупване на необходимите вещества (въглехидрати, мазнини, протеини) в система от специални кухини. Те са ограничени от цитоплазмата от мембрани. Също така, този органоид е мястото на синтеза на мазнини и въглехидрати.
Пероксизоми и лизозоми
Лизозомите са малки, заоблени структури, наподобяващи пълни с течност везикули. Те са много многобройни и разпределени в цитоплазмата, където се движат свободно в клетката. Основната им задача е разтварянето на чужди частици,тоест елиминирането на "врагове" под формата на мъртви части от клетъчни структури, бактерии и други молекули.
Течното съдържание е наситено с ензими, така че лизозомите участват в разграждането на макромолекулите до техните мономерни единици.
Пероксизомите са малки овални или кръгли органели с една мембрана. Пълен с течно съдържание, включващо голям брой различни ензими. Те са едни от основните консуматори на кислород. Те изпълняват функциите си в зависимост от вида на клетката, в която се намират. Синтезът на миелин е възможен за обвивката на нервните влакна, а също така те могат да извършват окисляване и неутрализиране на токсични вещества и различни молекули.
Митохондрии
Тези структури не напразно се наричат енергийни (енергийни) станции на клетката. В крайна сметка именно в тях се образуват основните енергийни носители - молекулите на аденозинтрифосфорната киселина или АТФ. На външен вид те приличат на боб. Мембраната, която разделя митохондриите от цитоплазмата, е двойна. Вътрешната структура е силно нагъната, за да се увеличи повърхностната площ за синтез на АТФ. Гънките се наричат кристи, те съдържат голям брой различни ензими, които катализират процесите на синтез.
Повечето от всички митохондриите имат мускулни клетки при животните и хората, тъй като те изискват високо съдържание и консумация на енергия.
Феномен на циклоза
Движението на цитоплазмата в клетката се нарича циклоза. Състои се от няколко вида:
- осцилаторно;
- въртящ се или кръгъл;
- набраздени.
Всяко движение е необходимо, за да се осигурят редица важни функции на цитоплазмата: пълното движение на органелите вътре в хиалоплазмата, равномерният обмен на хранителни вещества, газове, енергия и отстраняване на метаболити.
Циклозата се среща както в растителните, така и в животинските клетки, без изключения. Ако спре, тогава тялото умира. Следователно този процес е и индикатор за жизнената дейност на съществата.
По този начин можем да заключим, че цитоплазмата на животинска клетка, растителна клетка, всяка еукариотна клетка е много динамична, жива структура.
Разликата между цитоплазмата на животинските и растителните клетки
Всъщност има малко разлики. Общият план на сградата, изпълняваните функции са напълно сходни. Въпреки това все още има някои несъответствия. Така например:
- Цитоплазмата на растителните клетки съдържа повече микротубули, които участват в образуването на техните клетъчни стени, отколкото микрофиламентите. Животните правят обратното.
- Клетъчните включвания в цитоплазмата на растенията са нишестени зърна, докато при животните те са капки гликоген.
- Растителната клетка се характеризира с наличието на органели, които не се срещат при животните. Това са пластиди, вакуола и клетъчна стена.
В други отношения и двете структури са идентични по състав и структура на цитоплазмата. Броят на някои елементарни връзки може да варира, но тяхното присъствие е задължително. Следователно стойността на цитоплазмата в клетката каторастенията и животните са еднакво страхотни.
Ролята на цитоплазмата в клетката
Стойността на цитоплазмата в клетката е голяма, ако не кажа, че е решаваща. В крайна сметка това е основата, в която са разположени всички жизненоважни структури, така че е трудно да се надценява ролята му. Можем да формулираме няколко основни точки, които разкриват това значение.
- Той обединява всички съставни части на клетката в една сложна единна система, която осъществява плавно и колективно процесите на живот.
- Благодарение на водата, цитоплазмата в клетката действа като среда за множество сложни биохимични взаимодействия и физиологични трансформации на вещества (гликолиза, хранене, газообмен).
- Това е основният "капацитет" за съществуването на всички клетъчни органели.
- Използвайки микрофиламенти и тубули, той формира цитоскелета, свързвайки органелите и им позволява да се движат.
- В цитоплазмата са концентрирани редица биологични катализатори - ензими, без които не протича никаква биохимична реакция.
Обобщавайки, трябва да кажа следното. Ролята на цитоплазмата в клетката на практика е ключова, тъй като тя е в основата на всички процеси, жизнената среда и субстратът за реакции.
