Cytoplasma -functies, onderdelen en kenmerken

Hij cytoplasma Het is de stof die in de cellen wordt gevonden, die de cytoplasmatische matrix of cytosol en subcellulaire compartimenten omvat. De cytosol vormt iets meer dan de helft (ongeveer 55%) van het totale volume van de cel en is het gebied waar de synthese en de afbraak van de eiwitten optreden, wat een voldoende middel biedt voor de noodzakelijke metabole reacties die moeten worden uitgevoerd.

Alle componenten van een prokaryotische cel zijn in het cytoplasma, terwijl er in eukaryoten andere afdelingen zijn, zoals de kern. In eukaryotische cellen wordt het resterende celvolume (45%) bezet door cytoplasmatische organellen, zoals mitochondriën, gladde en ruwe endoplasmatisch reticulum, kern, peroxisomen, lysosomen en endosomeren.

[TOC]

Algemene karakteristieken

Het cytoplasma is de stof die de binnenkant van de cellen vult en is verdeeld in twee componenten: de vloeistoffractie bekend als cytosol of cytoplasmatische matrix en de organellen die erin zijn ingebed - in het geval van de eukaryotische afkomst.

Cytosol is de gelatineuze matrix van het cytoplasma en bestaat uit een enorme verscheidenheid aan opgeloste stoffen, zoals ionen, tussenliggende metabolieten, koolhydraten, lipiden, eiwitten en ribonucleïnezuren (RNA). Het kan worden gepresenteerd in twee intercomplyfasen: de gelfase en de sol -fase.

Het bestaat uit een colloïdale matrix vergelijkbaar met een waterige gel bestaande uit water - voornamelijk - en een vezelachtig eiwitnetwerk dat overeenkomt met het cytoskelet, inclusief actine, microtubuli en tussenliggende filamenten, naast een reeks accessoire -eiwitten die bijdragen aan het vormen van een framework.

Dit netwerk gevormd door eiwitfilamenten wordt verspreid over het cytoplasma, waardoor het visco -elasticiteit en kenmerken van een contractiele gel hebben.

Cytoskeleton is verantwoordelijk voor het bieden van ondersteuning en stabiliteit aan celarchitectuur. Naast deelname aan het transport van stoffen in het cytoplasma en bijdragen aan de beweging van cellen, zoals bij fagocytose. In de volgende animatie ziet u het cytoplasma van een dierlijke cel (cytoplasma):

Functie

Cytoplasma is een soort moleculaire soep waarbij enzymatische reacties die onmisbaar zijn voor het handhaven van de celfunctie plaatsvinden.

Het is een ideaal vervoermiddel voor cellulaire ademhalingsprocessen en voor biosynthese -reacties, omdat moleculen niet in het midden worden opgelost en in het cytoplasma drijven, klaar om te worden gebruikt.

Dankzij de chemische samenstelling kan het cytoplasma bovendien fungeren als een buffer of een schokdemper. Het dient ook als een passend middel voor de ophanging van organellen, en beschermt hen - en het genetische materiaal dat is beperkt in de kern - van plotselinge bewegingen en mogelijke botsingen.

Het cytoplasma draagt ​​bij aan de beweging van voedingsstoffen en celverplaatsing, dankzij het genereren van een cytoplasmatische stroom. Dit fenomeen bestaat uit de beweging van cytoplasma.  

Cytoplasma -stromen zijn vooral belangrijk in grote plantencellen en helpen het materiaalverdelingsproces te versnellen.

Componenten

Cytoplasma, de binnenruimte van de cel

Het cytoplasma bestaat uit een cytoplasmatische matrix of cytosol en de organellen die in deze gelatineuze stof zijn ingebed. Elk zal hieronder diep worden beschreven:

Cytosol

Cytosol is de kleurloze substantie, soms grijsachtig, gelatineus en doorschijnend die zich buiten de organellen bevindt. Het oplosbare gedeelte van het cytoplasma wordt overwogen.

Kan u bedienen: GLUT4: Kenmerken, structuur, functies

De meest voorkomende component van deze matrix is ​​water, die zich vormt tussen 65 en 80% van de totale samenstelling, behalve in botcellen, in de liefde van tanden en zaden.

Wat betreft de chemische samenstelling, 20% komt overeen met eiwitmoleculen. Het heeft meer dan 46 elementen die door de cel worden gebruikt. Hiervan worden slechts 24 als essentieel beschouwd voor het leven.

Een van de meest prominente elementen kunnen koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, fosfor en zwavel worden genoemd.

Evenzo is deze matrix rijk aan ionen en het behoud hiervan veroorzaakt een toename van de osmotische druk van de cel. Deze ionen helpen optimale zuur-base balans in de cellulaire omgeving te handhaven.

De diversiteit van ionen die in het cytosol worden gevonden, varieert volgens het bestudeerde celtype. Spier- en zenuwcellen hebben bijvoorbeeld hoge concentraties kalium en magnesium, terwijl calciumion bijzonder overvloedig is in bloedcellen.

Membraneuze organellen

In het geval van eukaryotische cellen is er een verscheidenheid aan subcellulaire compartimenten ingebed in de cytoplasmatische matrix. Deze kunnen worden onderverdeeld in membraneuze en discrete organellen.

Tot de eerste groep behoren het endoplasmatische reticulum en het Golgi -apparaat, beide zijn zakvormige membranensystemen die met elkaar zijn verbonden. Om deze reden is het moeilijk om de limiet van zijn structuur te definiëren. Bovendien hebben deze compartimenten ruimtelijke en tijdelijke continuïteit met het plasmamembraan.

Het endoplasmatische reticulum is verdeeld in glad of ruw, afhankelijk van de aanwezigheid of niet van ribosomen. De gladde is verantwoordelijk voor het metabolisme van kleine moleculen, het heeft mechanismen van ontgifting en synthese van lipiden en steroïden.

Het ruwe endoplasmatische reticulum heeft daarentegen ribosomen verankerd aan zijn membraan en is voornamelijk verantwoordelijk voor eiwitsynthese die door de cel zal worden uitgescheiden.

Het Golgi -apparaat is een set disco -zakken en neemt deel aan membranen en eiwitsynthese. Bovendien heeft het de enzymatische machines die nodig zijn om modificaties aan te brengen in eiwitten en lipiden, inclusief glycosylering. Neem ook deel aan de opslag en verdeling van lysosomen en peroxisomen.

Discrete organellen

De tweede groep bestaat uit intracellulaire organellen die discreet zijn en hun grenzen worden duidelijk waargenomen door de aanwezigheid van membranen.

Ze zijn geïsoleerd van de andere organellen vanuit het structurele en fysieke oogpunt, hoewel er interacties kunnen zijn met andere compartimenten, bijvoorbeeld, kunnen mitochondriën interageren met membraneuze organellen.

In deze groep zijn mitochondria, organellen die de enzymen hebben die nodig zijn om onmisbare metabole routes uit te voeren, zoals de citroenzuurcyclus, de elektronentransportketen, ATP-synthese en B-oxidatie van vetzuren.

Lysosomen zijn ook discrete organellen en zijn verantwoordelijk voor het opslaan van hydrolytische enzymen die eiwitreabsorptie helpen, bacteriën vernietigen en afbraak van cytoplasmatische organellen.

De Microkana (Peroxisomas) deelnemen zijn oxidatieve reacties. Deze structuren hebben het catlase -enzym dat helpt bij het omzetten van waterstofperoxide - een toxisch metabolisme - in onschadelijke stoffen voor de cel: water en zuurstof. In deze lichamen treedt de B-oxidatie van vetzuren op.

Kan u van dienst zijn: wat is plasmogamie?

In het geval van planten zijn er andere organellen genaamd plastic. Deze voeren tientallen functies in de plantencel uit en de meest uitstekende zijn chloroplasten, waar fotosynthese optreedt.

Niet -membraneuze organelles

De cel heeft ook structuren die niet worden afgebakend door biologische membranen. Onder hen omvatten de componenten van het cytoskelet met microtubuli, intermendes en actinemicrofilamenten.

Actinefilamenten zijn samengesteld uit bolvormige moleculen en zijn flexibele ketens, terwijl tussenliggende filamenten resistenter zijn en uit verschillende eiwitten zijn samengesteld. Deze eiwitten zijn verantwoordelijk voor het bieden van tractieresistentie en geven de stevigheid van de cellen.

Centriolos zijn een structureel duo in de vorm van een cilinder en zijn ook niet -membraneuze organellen. Ze bevinden zich in de georganiseerde corteomen of centrum van microtubuli. Deze structuren geven aanleiding tot de basale lichamen van de cilia.

Ten slotte zijn er ribosomen, structuren gevormd door eiwitten en ribosomale RNA's die deelnemen aan het translatieproces (eiwitsynthese). Ze kunnen vrij zijn in het cytosol of verankerd zijn aan het ruwe endoplasmatische reticulum.

Verschillende auteurs beschouwen echter niet dat ribosomen zelf als organellen moeten worden geclassificeerd.

Insluitsels

De insluitsels zijn de componenten van het cytoplasma die niet overeenkomen met organellen en in de meeste gevallen zijn ze niet omgeven door lipidemembranen.

Deze categorie omvat een groot aantal heterogene structuren, zoals pigmenten, kristallen, vet, glycogeen en sommige afvalstoffen.

Deze lichamen kunnen worden omringd door enzymen die deelnemen aan de synthese van macromoleculen uit de in opkomst aanwezige stof. Soms kan glycogeen bijvoorbeeld worden omgeven door enzymen zoals synthesa of glycogeenglycogeenfosforylase.

Insluitsels komen veel voor in levercellen en spiercellen. Op dezelfde manier hebben de insluitsels van haar en huid pigmenten die hen de karakteristieke kleuring van deze structuren geven.

Cytoplasm -eigenschappen

Het is een colloïde

Chemisch gezien is cytoplasma een colloïde, dus het heeft kenmerken van een oplossing en een suspensie tegelijkertijd. Het bestaat uit moleculen met laag molecuulgewicht zoals zouten en glucose en ook door moleculen van een grotere massa zoals eiwitten.

Een colloïdaal systeem kan worden gedefinieerd als een mengsel van deeltjes met een diameter tussen 1/1.000.000 tot 1/10.000 verspreid in een vloeibaar medium. Het gehele celprotoplasma, dat zowel cytoplasma als nucleoplasma omvat, is een colloïdale oplossing, omdat verspreide eiwitten alle kenmerken van deze systemen vertonen.

Eiwitten kunnen stabiele colloïdale systemen vormen, omdat ze zich gedragen als ionen die in de oplossing zijn geladen en op elkaar inwerken volgens hun belastingen en ten tweede kunnen ze watermoleculen aantrekken. Zoals elke colloïde heeft het de eigenschap van het handhaven van deze status van ophanging, wat stabiliteit geeft aan cellen.

Het uiterlijk van het cytoplasma is troebel omdat de moleculen die het samenstellen groot zijn en het licht breken, dit fenomeen wordt Tyndall -effect genoemd.

Aan de andere kant verhoogt de Brownse beweging van de deeltjes de ontmoeting van deeltjes, wat de enzymatische reacties in het celcytoplasma bevordert.

Tyxotrope eigenschappen

Het cytoplasma vertoont thiotropische eigenschappen, evenals enkele niet -Newtoniaanse en pseudoplastische vloeistoffen. Tixotropie verwijst naar viscositeitsveranderingen in de loop van de tijd: wanneer de vloeistof wordt onderworpen aan een inspanning, neemt de viscositeit de viscositeit af.

Kan u van dienst zijn: enterocyten

Tixotrope stoffen hebben stabiliteit in de rusttoestand en, verstoord worden, wint vloeibaarheid. In de dagelijkse omgeving hebben we contact met dit soort materialen, zoals tomatensaus en yoghurt.

Cytoplasma gedraagt ​​zich als een hydrogel

Een hydrogel is een natuurlijke of synthetische stof die poreus kan zijn of niet en heeft het vermogen om grote hoeveelheden water te absorberen. De uitbreidingscapaciteit is afhankelijk van factoren zoals de osmolariteit van de omgeving, de ionische kracht en de temperatuur.

Het cytoplasma heeft een kenmerk van een hydrogel, omdat het belangrijke hoeveelheden water kan absorberen en het volume varieert in reactie in het buitenland. Deze eigenschappen zijn bevestigd in cytoplasma van zoogdieren.

Fietsbewegingen

De cytoplasmatische matrix kan bewegingen maken die een cytoplasmatische stroom of stroom creëren. Deze beweging wordt in het algemeen waargenomen in de meest vloeibare fase van het cytosol en is de oorzaak van de verplaatsing van cellulaire compartimenten zoals pinosomen, faag.

Dit fenomeen is waargenomen in de meeste dieren- en plantencellen. De gepresenteerde Ameboid -bewegingen.

Cytosolfasen

De viscositeit van deze matrix varieert afhankelijk van de concentratie van moleculen in de cel. Dankzij de colloïdale aard kunt u in het cytoplasma twee fasen of toestanden onderscheiden: de zonfase en de gelfase. De eerste herinnert aan een vloeistof, terwijl de tweede vergelijkbaar is met een vaste stof dankzij de grotere concentratie van macromoleculen.

Bij het bereiden van een gelatine kunnen we bijvoorbeeld beide staten onderscheiden. In de zonfase kunnen de deeltjes vrij in het water worden bewogen, maar wanneer de oplossing wordt gekoeld, wordt het hard en wordt het een soort semi -solide gel.

In de gelstatus kunnen de moleculen bij elkaar houden door verschillende soorten chemische links, waaronder H-H, C-H of C-N. Op het moment waarop warmte op de oplossing wordt toegepast, keert het terug naar de zonnefase.

Onder natuurlijke omstandigheden hangt fasen in deze matrix af van een verscheidenheid aan fysiologische, mechanische en biochemische factoren in de cellulaire omgeving.

Referenties

1. Alberts, B., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, K., & Walter, p. (2008). Biologie van de celmoleculair. Slingerwetenschap.
2. Campbell, n. NAAR., & Reece, j. B. (2007). biologie. ED. Pan -American Medical.
3. Fels, J., Orlov, s. N., & Grygorczyk, r. (2009). De hydrogel -aard van cytoplasma van zoogdieren draagt ​​bij aan osmosensing en extracellulaire pH -detectie. Biofysisch tijdschrift, 96(10), 4276-4285.
4. Luby-phelps, k., Taylor, D. L., & Lanni, f. (1986). Het onderzoeken van de structuur van cytoplasma. The Journal of Cell Biology, 102(6), 2015-2022.
5. Ross, m. H., & Pawlina, W. (2007). Histologie. Tekst- en atlaskleur met cel- en moleculaire biologie, 5Aed. ED. Pan -American Medical.
6. Tortora, g. J., Funke, B. R., & Case, c. L. (2007). Inleiding tot microbiologie. ED. Pan -American Medical.