Het is bekend dat de meeste levende wezens voor 70 procent of meer uit water in vrije of gebonden vorm bestaan. Waar komt het zoveel vandaan, waar is het gelokaliseerd? Het blijkt dat elke cel in zijn samenstelling tot 80% water bevat, en alleen de rest v alt op de massa droge stof.
En de belangrijkste 'water'-structuur is gewoon het cytoplasma van de cel. Dit is een complexe, heterogene, dynamische interne omgeving, waarvan we de structurele kenmerken en functies nader zullen leren kennen.
Protoplast
Deze term wordt gebruikt om de volledige interne inhoud van elke eukaryote kleinste structuur aan te duiden, gescheiden door een plasmamembraan van zijn andere "collega's". Dat wil zeggen, dit omvat het cytoplasma - de interne omgeving van de cel, de organellen die zich daarin bevinden, de kern met nucleoli en genetisch materiaal.
Welke organellen bevinden zich in het cytoplasma? Dit is:
- ribosomen;
- mitochondriën;
- EPS;
- Golgi-apparaat;
- lysosomen;
- celinsluitsels;
- vacuolen (in planten en schimmels);
- celcentrum;
- plastiden (in planten);
- cilia en flagella;
- microfilamenten;
- microtubuli.
De kern, gescheiden door een karyolemma, met nucleoli en DNA-moleculen, bevat ook het cytoplasma van de cel. In het midden is het bij dieren, dichter bij de muur - in planten.
De structurele kenmerken van het cytoplasma zullen dus grotendeels afhangen van het type cel, van het organisme zelf, dat het tot het koninkrijk van levende wezens behoort. Over het algemeen neemt het alle vrije ruimte binnenin in beslag en vervult het een aantal belangrijke functies.
Matrix, of hyaloplasma
De structuur van het cytoplasma van een cel bestaat voornamelijk uit de verdeling in delen:
- hyaloplasm - permanent vloeibaar deel;
- organellen;
- inclusies zijn structuurvariabelen.
Matrix, of hyaloplasma, is de belangrijkste interne component, die in twee toestanden kan zijn: as en gel.
Cytosol is een celcytoplasma dat een meer vloeibaar aggregaatkarakter heeft. De cytogel is hetzelfde, maar in een dichtere staat, rijk aan grote moleculen organische stoffen. De algemene chemische samenstelling en fysische eigenschappen van het hyaloplasma worden als volgt uitgedrukt:
- kleurloze, stroperige colloïdale substantie, vrij dik en slijmerig;
- heeft echter een duidelijke differentiatie qua structurele organisatievanwege mobiliteit, kan het gemakkelijk veranderen;
- van binnenuit wordt weergegeven door een cytoskelet of microtrabeculair rooster, dat wordt gevormd door eiwitfilamenten (microtubuli en microfilamenten);
- op delen van dit rooster bevinden zich alle structurele delen van de cel als geheel, en door microtubuli, het Golgi-apparaat en het ER vindt er een boodschap tussen hen plaats via het hyaloplasma.
Hyaloplasma is dus een belangrijk onderdeel dat veel functies van het cytoplasma in de cel biedt.
Samenstelling van het cytoplasma
Als we het hebben over de chemische samenstelling, dan is het aandeel van water in het cytoplasma ongeveer 70%. Dit is een gemiddelde waarde, omdat sommige planten cellen hebben waarin tot 90-95% water zit. Droge stof vertegenwoordigd door:
- eiwitten;
- koolhydraten;
- fosfolipiden;
- cholesterol en andere stikstofhoudende organische verbindingen;
- elektrolyten (minerale zouten);
- insluitsels in de vorm van glycogeendruppeltjes (in dierlijke cellen) en andere stoffen.
De algemene chemische reactie van het medium is alkalisch of licht alkalisch. Als we bedenken hoe het cytoplasma van de cel zich bevindt, moet een dergelijk kenmerk worden opgemerkt. Het deel wordt verzameld aan de rand, in het gebied van het plasmalemma, en wordt ectoplasma genoemd. Het andere deel is dichter bij het karyolemma georiënteerd en wordt het endoplasma genoemd.
De structuur van het celcytoplasma wordt bepaald door speciale structuren - microtubuli en microfilamenten, dus we zullen ze in meer detail bekijken.
Microtubuli
Holkleine langwerpige deeltjes tot enkele micrometers groot. Diameter - van 6 tot 25 nm. Vanwege te magere indicatoren is een volledige en uitgebreide studie van deze structuren nog niet mogelijk, maar aangenomen wordt dat hun wanden uit de eiwitsubstantie tubuline bestaan. Deze verbinding heeft een spiraalvormig gedraaid molecuul.
Sommige functies van het cytoplasma in de cel worden precies uitgevoerd door de aanwezigheid van microtubuli. Zo zijn ze bijvoorbeeld betrokken bij de opbouw van de celwanden van schimmels en planten, sommige bacteriën. In dierlijke cellen zijn ze veel minder. Het zijn ook deze structuren die de beweging van organellen in het cytoplasma uitvoeren.
Microtubuli zelf zijn onstabiel, in staat om snel te desintegreren en opnieuw te vormen, en worden van tijd tot tijd vernieuwd.
Microfilamenten
Voldoende belangrijke elementen van het cytoplasma. Het zijn lange filamenten van actine (globulair eiwit), die met elkaar verweven zijn en een gemeenschappelijk netwerk vormen - het cytoskelet. Een andere naam is microtrabeculair rooster. Dit is een soort structurele kenmerken van het cytoplasma. Het is inderdaad dankzij zo'n cytoskelet dat alle organellen bij elkaar worden gehouden, ze veilig met elkaar kunnen communiceren, stoffen en moleculen er doorheen gaan en dat het metabolisme wordt uitgevoerd.
Het is echter bekend dat het cytoplasma de interne omgeving van de cel is, die vaak in staat is om zijn fysieke gegevens te veranderen: vloeibaarder of stroperiger worden, zijn structuur veranderen (overgang van sol naar gel en vice versa). In dit opzicht zijn microfilamenten een dynamisch, labiel onderdeel dat in staat is om:snel opnieuw opbouwen, veranderen, desintegreren en opnieuw vormen.
Plasmamembranen
De aanwezigheid van goed ontwikkelde en normaal functionerende talrijke membraanstructuren is belangrijk voor de cel, die ook een soort structurele kenmerken van het cytoplasma vormt. Via de plasmamembraanbarrières worden immers moleculen, nutriënten en stofwisselingsproducten, gassen voor ademhalingsprocessen, enzovoort getransporteerd. Daarom hebben de meeste organellen deze structuren.
Ze bevinden zich, net als een netwerk, in het cytoplasma en begrenzen de interne inhoud van hun gastheren van elkaar, van de omgeving. Bescherm en bescherm tegen ongewenste stoffen en schadelijke bacteriën.
De structuur van de meeste is vergelijkbaar - een vloeibaar-mozaïekmodel, dat elk plasmalemma beschouwt als een biolaag van lipiden, gepenetreerd door verschillende eiwitmoleculen.
Aangezien de functies van het cytoplasma in de cel in de eerste plaats een transportbericht tussen al zijn delen zijn, is de aanwezigheid van membranen in de meeste organellen een van de structurele delen van het hyaloplasma. In een complex voeren ze allemaal gemeenschappelijke taken uit om de levensduur van de cel te verzekeren.
Ribosoom
Kleine (tot 20 nm) afgeronde structuren, bestaande uit twee helften - subeenheden. Deze helften kunnen een tijdlang zowel samen als gescheiden bestaan. De basis van de samenstelling: rRNA (ribosomaal ribonucleïnezuur) en eiwit. De belangrijkste lokalisatie van ribosomen in de cel:
- nucleus en nucleoli waarde vorming van de subeenheden zelf op het DNA-molecuul;
- cytoplasma - ribosomen hier worden uiteindelijk gevormd tot een enkele structuur, die de helften verenigt;
- membranen van de kern en endoplasmatisch reticulum - ribosomen synthetiseren eiwitten erop en sturen het onmiddellijk naar de organellen;
- mitochondriën en chloroplasten van plantencellen synthetiseren hun eigen ribosomen in het lichaam en gebruiken de geproduceerde eiwitten, dat wil zeggen, in dit opzicht bestaan ze autonoom.
De functies van deze structuren zijn de synthese en assemblage van eiwitmacromoleculen, die worden besteed aan de vitale activiteit van de cel.
Endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat
Talloze netwerken van buisjes, buisjes en blaasjes, die een geleidend systeem vormen in de cel en zich overal in het cytoplasma bevinden, wordt het endoplasmatisch reticulum of reticulum genoemd. Zijn functie komt overeen met de structuur - zorgen voor de onderlinge verbinding van organellen met elkaar en het transporteren van voedingsmoleculen naar organellen.
Het Golgi-complex, of apparaat, vervult de functie van het accumuleren van de noodzakelijke stoffen (koolhydraten, vetten, eiwitten) in een systeem van speciale holtes. Ze worden door membranen van het cytoplasma begrensd. Het is ook deze organoïde die de plaats is van de synthese van vetten en koolhydraten.
Peroxisomen en lysosomen
Lysosomen zijn kleine, ronde structuren die lijken op met vloeistof gevulde blaasjes. Ze zijn zeer talrijk en verspreid in het cytoplasma, waar ze vrij in de cel kunnen bewegen. Hun belangrijkste taak is het oplossen van vreemde deeltjes,dat wil zeggen, de eliminatie van "vijanden" in de vorm van dode delen van cellulaire structuren, bacteriën en andere moleculen.
De vloeistofinhoud is verzadigd met enzymen, dus lysosomen nemen deel aan de afbraak van macromoleculen tot hun monomeereenheden.
Peroxisomen zijn kleine ovale of ronde organellen met een enkel membraan. Gevuld met vloeibare inhoud, waaronder een groot aantal verschillende enzymen. Ze zijn een van de belangrijkste verbruikers van zuurstof. Ze vervullen hun functies afhankelijk van het type cel waarin ze zich bevinden. Myelinesynthese is mogelijk voor de omhulling van zenuwvezels, en ze kunnen ook de oxidatie en neutralisatie van giftige stoffen en verschillende moleculen uitvoeren.
Mitochondriën
Deze structuren worden niet tevergeefs de kracht(energie)stations van de cel genoemd. Het is tenslotte in hen dat de vorming van de belangrijkste energiedragers plaatsvindt - de moleculen van adenosinetrifosforzuur of ATP. Qua uiterlijk lijken ze op bonen. Het membraan dat de mitochondriën van het cytoplasma scheidt, is dubbel. De interne structuur is sterk gevouwen om het oppervlak voor ATP-synthese te vergroten. De plooien worden cristae genoemd, ze bevatten een groot aantal verschillende enzymen om de syntheseprocessen te katalyseren.
De meeste mitochondriën hebben spiercellen bij dieren en mensen, omdat ze een hoog geh alte en een hoog energieverbruik vereisen.
Cyclose-fenomeen
De beweging van het cytoplasma in de cel wordt cyclose genoemd. Het bestaat uit verschillende typen:
- oscillerend;
- roterend of rond;
- gestreept.
Elke beweging is nodig om een aantal belangrijke functies van het cytoplasma te verzekeren: de volledige beweging van organellen in het hyaloplasma, de uniforme uitwisseling van voedingsstoffen, gassen, energie en de verwijdering van metabolieten.
Cyclose komt voor in zowel plantaardige als dierlijke cellen, zonder uitzondering. Als het stopt, sterft het lichaam. Daarom is dit proces ook een indicator van de vitale activiteit van wezens.
We kunnen dus concluderen dat het cytoplasma van een dierlijke cel, plantencel, elke eukaryote cel een zeer dynamische, levende structuur is.
Het verschil tussen het cytoplasma van dierlijke en plantaardige cellen
Eigenlijk zijn er weinig verschillen. Het algemene plan van het gebouw, de uitgevoerde functies zijn volledig vergelijkbaar. Er zijn echter nog enkele discrepanties. Dus bijvoorbeeld:
- Het cytoplasma van plantencellen bevat meer microtubuli die deelnemen aan de vorming van hun celwanden dan microfilamenten. Dieren doen het tegenovergestelde.
- Cell-insluitingen in het cytoplasma van planten zijn zetmeelkorrels, terwijl ze bij dieren glycogeendruppels zijn.
- De plantencel wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van organellen die niet bij dieren worden gevonden. Dit zijn plastiden, vacuole en celwand.
In andere opzichten zijn beide structuren identiek in samenstelling en structuur van het cytoplasma. Het aantal bepaalde elementaire links kan variëren, maar hun aanwezigheid is verplicht. Daarom is de waarde van het cytoplasma in de cel alsplanten en dieren zijn even geweldig.
De rol van het cytoplasma in de cel
De waarde van het cytoplasma in de cel is groot, om niet te zeggen bepalend. Dit is tenslotte de basis waarin alle vitale structuren zich bevinden, dus het is moeilijk om de rol ervan te overschatten. We kunnen verschillende hoofdpunten formuleren die deze betekenis onthullen.
- Het is het dat alle samenstellende delen van de cel verenigt tot één complex verenigd systeem dat de levensprocessen soepel en collectief uitvoert.
- Door water fungeert het cytoplasma in de cel als medium voor tal van complexe biochemische interacties en fysiologische transformaties van stoffen (glycolyse, voeding, gasuitwisseling).
- Dit is de belangrijkste "capaciteit" voor het bestaan van alle celorganellen.
- Met behulp van microfilamenten en tubuli vormt het het cytoskelet, bindt organellen en laat ze bewegen.
- In het cytoplasma zijn een aantal biologische katalysatoren geconcentreerd - enzymen, zonder welke geen biochemische reactie plaatsvindt.
Samenvattend moet ik het volgende zeggen. De rol van het cytoplasma in de cel is praktisch de sleutel, aangezien het de basis is van alle processen, de levensomgeving en het substraat voor reacties.
