Sytoplasman toiminnot, osat ja ominaisuudet



sytoplasma on solujen sisällä oleva aine, joka sisältää sytoplasmisen matriisin (tai sytosolin) ja subcellulaariset osastot. Sytosoli muodostaa hieman yli puolet (noin 55%) solun kokonaistilavuudesta ja on alue, jossa proteiinien synteesi ja hajoaminen tapahtuu, mikä tarjoaa riittävät välineet tarvittavien metabolisten reaktioiden suorittamiseksi..

Kaikki prokaryoottisen solun komponentit ovat sytoplasmassa, kun taas eukaryooteissa on muitakin jakaumia, kuten ydin. Eukaryoottisoluissa jäljellä oleva soluvolyymi (45%) on sytoplasmisten organellien, kuten mitokondrioiden, sileän ja karkean endoplasmisen retikulumin, ytimen, peroksisomien, lysosomien ja endosomien, käytössä..

indeksi

  • 1 Yleiset ominaisuudet
  • 2 Komponentit
    • 2.1 Citosoli
    • 2.2 Membraaniset organellit
    • 2.3 Erilliset organellit
    • 2.4 Ei-kalvoiset organellit
    • 2.5 Sulkeumat
  • 3 Sytoplasman ominaisuudet
    • 3.1 Se on kolloidi
    • 3.2 Tiksotrooppiset ominaisuudet
    • 3.3 Sytoplasma käyttäytyy hydrogeelinä
    • 3.4 Syklinen liike
  • 4 Sytosolin faasit
  • 5 Toiminnot
  • 6 Viitteet

Yleiset ominaisuudet

Sytoplasma on aine, joka täyttää solujen sisätilan ja on jaettu kahteen osaan: nestemäinen fraktio, joka tunnetaan sytosolina tai sytoplasmisena matriisina, ja siihen upotetut organellit - eukaryoottisen linjan tapauksessa.

Sytosoli on sytoplasman gelatiinimatriisi ja se koostuu valtavasta valikoimasta liuenneita aineita, kuten ioneja, välituotemolekyylejä, hiilihydraatteja, lipidejä, proteiineja ja ribonukleiinihappoja (RNA). Se voi tapahtua kahdessa eri kääntyvässä vaiheessa: geelivaiheessa ja aurinkovaiheessa.

Se koostuu kolloidisesta matriksista, joka on samanlainen kuin vesipitoinen geeli, joka koostuu pääasiassa vedestä ja solukalvoa vastaavista kuitumaisiin proteiineihin, mukaan lukien aktiiniin, mikrotubuluihin ja välituotekalvoihin, sekä joukosta lisäproteiineja, jotka auttavat muodostamaan puitteet.

Tämä proteiinifilamenttien muodostama verkko diffundoituu koko sytoplasmassa, jolloin se saa aikaan viskoelastisuuden ja supistuvan geelin ominaisuudet..

Sytoskeleton vastaa solujen arkkitehtuurin tukemisesta ja vakaudesta. Sen lisäksi, että se osallistuu aineiden siirtämiseen sytoplasmaan ja edistää solujen liikkumista, kuten fagosytoosissa.

komponentit

Sytoplasma koostuu sytoplasmisesta matriisista tai sytosolista ja organellit, jotka on upotettu tähän gelatiiniin. Seuraavaksi kukin kuvataan perusteellisesti:

sytosoliin

Sytosoli on väritön, joskus harmahtava, gelatiini- ja läpikuultava aine, joka löytyy organellien ulkopuolelta. Sitä pidetään sytoplasman liukoisena osana.

Tämän matriisin runsain osa on vettä, joka muodostaa 65 - 80% sen kokonaiskoostumuksesta, lukuun ottamatta luusoluja, hampaiden emalia ja siemeniä.

Kemiallisen koostumuksensa mukaan 20% vastaa proteiinimolekyylejä. Siinä on yli 46 elementtiä, joita solu käyttää. Näistä vain 24 pidetään elintärkeänä.

Merkittävimmistä elementeistä voidaan mainita hiili, vety, typpi, happi, fosfori ja rikki.

Samalla tavalla tämä matriisi on runsaasti ioneissa ja näiden retentio tuottaa solun osmoottisen paineen nousun. Nämä ionit auttavat ylläpitämään optimaalista happo-emäs-tasapainoa solukeskuksessa.

Sytosolissa olevien ionien monimuotoisuus vaihtelee tutkitun solutyypin mukaan. Esimerkiksi lihas- ja hermosoluilla on korkeat kalium- ja magnesiumpitoisuudet, kun taas kalsiumioni on erityisen runsaasti verisoluissa..

Membranoottiset organellit

Eukaryoottisten solujen tapauksessa sytoplasmiseen matriisiin on upotettu erilaisia ​​subcellulaarisia osastoja. Nämä voidaan jakaa membraanisiin ja erillisiin organelleihin.

Endoplasminen reticulum ja Golgi-laitteisto kuuluvat ensimmäiseen ryhmään, jotka molemmat ovat pussin muotoisia kalvoja, jotka ovat toisiinsa yhteydessä. Tästä syystä sen rakenteen rajaa on vaikea määritellä. Lisäksi näillä osastoilla on plasmamembraanin spatiaalinen ja ajallinen jatkuvuus.

Endoplasminen reticulum jaetaan tasaiseksi tai karkeaksi, riippuen ribosomien läsnäolosta tai puuttumisesta. Sileä on vastuussa pienten molekyylien aineenvaihdunnasta, sillä on myrkkyjä ja lipidien ja steroidien synteesiä.

Sitä vastoin karkea endoplasminen reticulum sisältää ribosomeja, jotka on ankkuroitu sen kalvoon ja joka on pääasiassa vastuussa proteiinien synteesistä, jotka solu erittyy.

Golgi-laite on levyjen joukko levyjen muodossa ja osallistuu kalvojen ja proteiinien synteesiin. Lisäksi sillä on entsymaattisia koneita, jotka ovat tarpeen proteiinien ja lipidien, myös glykosylaation, muuttamiseksi. Se osallistuu myös lysosomien ja peroksisomien varastointiin ja jakeluun.

Erilliset organellit

Toinen ryhmä koostuu solunsisäisistä organelleista, jotka ovat erillisiä ja niiden rajoja havaitaan selvästi kalvojen läsnä ollessa.

Ne eristetään rakenteellisesta ja fyysisestä näkökulmasta muista organelleista, vaikkakin voi olla vuorovaikutusta muiden osastojen kanssa, esimerkiksi mitokondriot voivat olla vuorovaikutuksessa kalvojen organellien kanssa..

Tässä ryhmässä ovat mitokondriot, organellit, joilla on tarvittavat entsyymit välttämättömien aineenvaihduntien suorittamiseksi, kuten sitruunahapposykli, elektronin kuljetusketju, ATP-synteesi ja rasvahappo-b-hapetus.

Lysosomit ovat myös erillisiä organelleja ja ne ovat vastuussa sellaisten hydrolyyttisten entsyymien varastoinnista, jotka auttavat proteiinien imeytymistä, tuhoavat bakteereja ja sytoplasmisten organellien hajoamista.

Mikrobit (peroksisomit) osallistuvat hapettuviin reaktioihin. Näissä rakenteissa on entsyymi katalaasi, joka auttaa muuttamaan vetyperoksidia - myrkyllistä aineenvaihduntaa - aineiksi, jotka ovat vaarattomia solulle: vesi ja happi. Näissä elimissä esiintyy rasvahappojen B-hapettumista.

Kasvien osalta on muitakin organelleja, joita kutsutaan muoviksi. Nämä suorittavat kymmeniä toimintoja kasvisolussa ja merkittävimmät ovat kloroplastit, joissa tapahtuu fotosynteesi.

Ei-kalvoiset organellit

Solussa on myös rakenteita, joita biologiset kalvot eivät rajoita. Näitä ovat sytoskeletaaliset komponentit, jotka sisältävät mikrotubuluksia, jaksottaisia ​​filamentteja ja aktinimikrofilamentteja..

Aktiinifilamentit koostuvat globulaarisista molekyyleistä ja ovat joustavia ketjuja, kun taas välifilamentit ovat vastustuskykyisempiä ja koostuvat erilaisista proteiineista. Nämä proteiinit ovat vastuussa vetovoiman kestävyydestä ja antavat solulle lujuuden.

Sentrifolit ovat sylinterimuodossa olevia rakenteellisia duuleja, jotka ovat myös ei-membraanisia organelleja. Ne sijaitsevat centrosomeissa tai organisoiduissa mikrotubulusten keskuksissa. Nämä rakenteet synnyttävät silmukoiden peruskappaleita.

Lopuksi on olemassa ribosomeja, proteiinien muodostamia rakenteita ja ribosomaalista RNA: ta, jotka osallistuvat translaatioprosessiin (proteiinisynteesi). Ne voivat olla vapaita sytosolissa tai olla ankkuroituna karkeaan endoplasmiseen retikulumiin.

Useat tekijät eivät kuitenkaan katso, että ribosomit olisi luokiteltava itse organelleiksi..

sulkeumia

Sulkeumat ovat sytoplasman komponentteja, jotka eivät vastaa organelleja, ja useimmissa tapauksissa niitä ei ympäröi lipidikalvot.

Tähän luokkaan kuuluu suuri määrä heterogeenisiä rakenteita, kuten pigmenttien, kiteiden, rasvojen, glykogeenin ja joidenkin jätemateriaalien rakeita..

Näitä elimiä voi ympäröitä entsyymejä, jotka osallistuvat makromolekyylien synteesiin sisällyttämisessä olevasta aineesta. Esimerkiksi joskus glykogeeniä voi ympäröitä entsyymit, kuten glykogeenisyntaasi tai glykogeenifosforylaasi.

Inkluusiot ovat yleisiä maksa- ja lihassoluissa. Samoin hiusten ja ihon sulkeumissa on pigmenttien rakeita, jotka antavat niille luonteenomaisen värin näille rakenteille..

Sytoplasman ominaisuudet

Se on kolloidi

Kemiallisesti sytoplasma on kolloidi, joten sillä on samanaikaisesti liuoksen ja suspension ominaisuudet. Se koostuu molekyyleistä, joilla on alhainen molekyylipaino, kuten suolat ja glukoosi, sekä molekyyleistä, joilla on suurempi massa, kuten proteiinit.

Kolloidinen järjestelmä voidaan määritellä sellaisten hiukkasten seokseksi, joiden halkaisija on 1/1 000 000 - 1/10 000, dispergoituna nestemäiseen väliaineeseen. Kaikki solun protoplasma, joka sisältää sekä sytoplasman että nukleoplasman, on kolloidinen liuos, koska dispergoiduilla proteiineilla on kaikki näiden järjestelmien ominaisuudet..

Proteiinit kykenevät muodostamaan stabiileja kolloidisia järjestelmiä, koska ne käyttäytyvät varautuneina ioneina liuoksessa ja vuorovaikutuksessa niiden varausten mukaan ja toiseksi ne kykenevät houkuttelemaan vesimolekyylejä. Kuten mikä tahansa kolloidi, sen ominaisuus on säilyttää tämä suspensiotila, joka antaa stabiilisuuden soluille.

Sytoplasman ulkonäkö on samea, koska sen muodostavat molekyylit ovat suuria ja heijastavat valoa, tätä ilmiötä kutsutaan Tyndall-vaikutukseksi.

Toisaalta hiukkasten ruskea liikkuminen lisää hiukkasten kohtaamista, mikä edesauttaa entsymaattisia reaktioita solun sytoplasmassa..

Tiksotrooppiset ominaisuudet

Sytoplasmalla on tiotrooppisia ominaisuuksia, kuten jotkut ei-newtonilaiset nesteet ja pseudoplastiset aineet. Tiksotropia viittaa viskositeetin muutoksiin ajan kuluessa: kun neste joutuu ponnisteluun, samankaltainen viskositeetti pienenee.

Tiksotrooppisilla aineilla on stabiilisuutta lepotilassa ja, jos ne ovat häiriöitä, ne saavat aikaan sujuvuutta. Jokapäiväisessä ympäristössä olemme yhteydessä tällaiseen materiaaliin, kuten tomaattikastikkeeseen ja jogurttiin.

Sytoplasma käyttäytyy kuin hydrogeeli

Hydrogeeli on luonnollinen tai synteettinen aine, joka voi olla huokoinen tai ei, ja jolla on kyky absorboida suuria määriä vettä. Sen jatkokapasiteetti riippuu tekijöistä, kuten väliaineen osmolaarisuudesta, ionivahvuudesta ja lämpötilasta.

Sytoplasmalla on hydrogeelin ominaisuus, koska se voi absorboida merkittäviä määriä vettä ja tilavuus vaihtelee vasteena ulkopuolelle. Nämä ominaisuudet on vahvistettu nisäkkäiden sytoplasmassa.

Syklii liikkeitä

Sytoplasminen matriisi pystyy tekemään liikkeitä, jotka muodostavat virran tai sytoplasmisen virtauksen. Tätä liikettä havaitaan tavallisesti sytosolin nestemäisimmässä faasissa ja se on syy muun muassa solujen osastojen, kuten pinosoomien, fagosomien, lysosomien, mitokondrioiden, sentriolien, siirtymiseen..

Tätä ilmiötä on havaittu useimmissa eläin- ja kasvisoluissa. Alkueläinten, leukosyyttien, epiteelisolujen ja muiden rakenteiden amoeboidiliikkeet riippuvat sytosiksen liikkeestä sytoplasmassa.

Sytosolin faasit

Tämän matriisin viskositeetti vaihtelee riippuen solujen molekyylien pitoisuudesta. Kolloidisen luonteensa vuoksi sytoplasmassa voidaan erottaa kaksi vaihetta tai tilaa: aurinkovaihe ja geelifaasi. Ensimmäinen muistuttaa nestettä, kun taas toinen on samanlainen kuin kiinteä makromolekyylien korkeamman pitoisuuden ansiosta.

Esimerkiksi gelatiinin valmistuksessa voimme erottaa molemmat tilat. Aurinkovaiheessa hiukkaset voivat liikkua vapaasti vedessä, mutta kun liuos jäähdytetään, se kovettuu ja muuttuu eräänlaiseksi puolikiinteäksi geeliksi.

Geeli-tilassa molekyylit pystyvät pitämään yhdessä erilaisia ​​kemiallisia sidoksia, mukaan lukien H-H, C-H tai C-N. Tällä hetkellä, kun lämpöä käytetään liuokseen, se palaa aurinkovaiheeseen.

Luonnollisissa olosuhteissa vaiheiden inversio tässä matriisissa riippuu erilaisista fysiologisista, mekaanisista ja biokemiallisista tekijöistä soluympäristössä..

tehtävät

Sytoplasma on eräänlainen molekulaarinen keitto, jossa solujen toiminnan ylläpitämiseksi välttämättömät entsymaattiset reaktiot tapahtuvat.

Se on ihanteellinen kuljetusväline solujen hengitysprosesseissa ja biosynteesireaktioissa, koska molekyylit eivät liukene väliaineeseen ja ovat kelluvia sytoplasmassa, valmiina käytettäväksi.

Lisäksi kemiallisen koostumuksensa ansiosta sytoplasma voi toimia puskurina tai puskurina. Se toimii myös sopivana väliaineena suspensiolle, joka suojaa heitä - ja ydinaseen rajoittuvaa geneettistä materiaalia - äkillisistä liikkeistä ja mahdollisista törmäyksistä..

Sytoplasma myötävaikuttaa ravinteiden ja solujen siirtymiseen sytoplasmisen virtauksen muodostumisen ansiosta. Tämä ilmiö koostuu sytoplasman liikkumisesta.  

Sytoplasman virrat ovat erityisen tärkeitä suurissa kasvisoluissa ja nopeuttavat materiaalin jakautumista.

viittaukset

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., ja Walter, P. (2008). Solun molekyylibiologia. Garland Science.
  2. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). biologia. Ed. Panamericana Medical.
  3. Fels, J., Orlov, S. N. & Grygorczyk, R. (2009). Nisäkkäiden sytoplasman hydrogeeli-luonne edistää osmosensointia ja solunulkoista pH-tunnistusta. Biofysikaalinen lehti, 96(10), 4276-4285.
  4. Luby-Phelps, K., Taylor, D.L., & Lanni, F. (1986). Sytoplasman rakenteen koetteleminen. The Cell Biology, 102(6), 2015-2022.
  5. Ross, M. H., ja Pawlina, W. (2007). Histologia. Teksti ja Atlas-väri solu- ja molekyylibiologialla, 5aed. Ed. Panamericana Medical.
  6. Tortora, G. J., Funke, B. R. & Case, C. L. (2007). Johdatus mikrobiologiaan. Ed. Panamericana Medical.