Biyolojide sitoplazma nedir? Tanım. Sitoplazmanın yapısı ve işlevi. Sitoplazmanın anahtar organelleri. Derste kazanılan bilginin genelleştirilmesi
Sitoplazma - çekirdeğin dışındaki bir hücrenin, bir plazma zarı içine alınmış içeriği. Şeffaf bir renge ve jel kıvamına sahiptir. Sitoplazma esas olarak sudan oluşur ve ayrıca enzimler, tuzlar ve çeşitli organik moleküller içerir.
Sitoplazmik fonksiyon
Sitoplazma, organelleri ve hücresel molekülleri desteklemek ve askıya almak için işlev görür. Sitoplazmada birçok hücresel işlem de gerçekleşir.
Bu işlemlerden bazıları, glikoliz olarak bilinen ilk aşama olan protein sentezini ve. Ek olarak, sitoplazma, hormon gibi maddelerin hücre etrafında hareket etmesine yardımcı olur ve ayrıca hücresel atıkları çözer.
Sitoplazma bileşenleri
Organeller
Organeller, hücre içinde belirli işlevleri yerine getiren küçük hücresel yapılardır. Organel örnekleri şunları içerir: ve.
Ayrıca sitoplazma içinde, hücrenin şeklini korumasına ve organellere destek sağlamasına yardımcı olan bir lif ağı bulunur.
Sitoplazmik kapanımlar
Sitoplazmik kapanımlar, sitoplazmada geçici olarak askıya alınan parçacıklardır. Kapanımlar, makromoleküllerden ve granüllerden oluşur.
Sitoplazmada bulunan üç tür inklüzyon, salgı ve besin inklüzyonlarının yanı sıra pigment granülleridir. Salgı kapanımlarının örnekleri, proteinler, enzimler ve asitlerdir. Glikojen (glikoz moleküllerinin depolanması) ve lipitler, besin kapanımlarının örnekleridir. Deri hücrelerinde bulunan melanin, pigment granüllerinin dahil edilmesine bir örnektir.
Sitoplazmik bölümler
Sitoplazma iki ana bölüme ayrılabilir: endoplazma ve ektoplazma. Endoplazma, sitoplazmanın organelleri içeren merkezi bölgesidir. Ektoplazma, hücre sitoplazmasının daha jel benzeri periferik bir parçasıdır.
Hücre zarı
Hücre veya plazma zarı, sitoplazmanın hücreden atılmasını engelleyen bir yapıdır. Bu zar, hücre içeriğini hücre dışı sıvıdan ayıran bir lipit çift tabakası oluşturan fosfolipitlerden oluşur. Lipid çift tabakası yarı geçirgendir, yani hücreye girmek veya çıkmak için zar boyunca yalnızca birkaç molekül yayılabilir. Hücre dışı sıvı, proteinler, lipitler ve diğer moleküller kullanılarak hücrenin sitoplazmasına eklenebilir. Bu süreçte moleküller ve hücre dışı sıvı, zar bir kesecik oluşturduğunda içselleştirilir.
Vezikül sıvıyı, molekülleri ve böbrekleri hücre zarından ayırarak bir endozom oluşturur. Endozom, içeriğini ilgili hedeflerine ulaştırmak için hücre içinde hareket eder. Maddeler sitoplazmadan çıkarılır. Bu süreçte, Golgi cisimlerinden tomurcuklanan veziküller hücre zarı ile birleşerek içeriklerini hücreden uzaklaştırır. Plazma zarı ayrıca hücre iskeleti ve bağlanma için stabil bir platform görevi görerek hücre için yapısal destek sağlar.
Canlıların çoğunluğunun yüzde 70 veya daha fazla oranda serbest veya bağlı sudan oluştuğu bilinmektedir. Bu kadar çok nereden geliyor, nerede yerelleştiriliyor? Bileşimindeki her hücrenin% 80'e kadar suya sahip olduğu ve sadece geri kalanın kuru madde ağırlığına düştüğü ortaya çıktı.
Ve ana "su" yapısı sadece hücrenin sitoplazmasıdır. Bu, yapısal özellikleri ve işlevleri ile daha sonra öğreneceğimiz karmaşık, heterojen, dinamik bir iç ortamdır.
Protoplast
Bu terim, plazma membranı tarafından diğer "meslektaşlarından" ayrılmış en küçük ökaryotik yapının tüm iç içeriğini belirtmek için gelenekseldir. Yani bu, sitoplazmayı içerir - hücrenin iç ortamı, içinde bulunan organeller, nükleollü çekirdek ve genetik materyal.
Sitoplazmanın içinde hangi organeller bulunur? O:
- ribozomlar;
- mitokondri;
- golgi aygıtı;
- lizozomlar;
- vakuoller (bitkilerde ve mantarlarda);
- çağrı Merkezi;
- plastidler (bitkilerde);
- kirpikler ve kamçı;
- mikrofilamentler;
- mikrotübüller.
Karyolemma ile ayrılan çekirdek, nükleolleri içerir ve ayrıca hücrenin sitoplazmasını içerir. Merkezde hayvanlarda, duvara daha yakın - bitkilerde.
Bu nedenle, sitoplazmanın yapısal özellikleri büyük ölçüde hücrenin türüne, organizmanın kendisine ve canlıların krallığına ait olmasına bağlı olacaktır. Genel olarak, içindeki tüm boş alanı kaplar ve bir dizi önemli işlevi yerine getirir.
Matris veya hiyaloplazma
Bir hücrenin sitoplazmasının yapısı, öncelikle bölümlere ayrılmasından oluşur:
- hyaloplazma - kalıcı sıvı kısım;
- organeller;
- kapanımlar yapı değişkenleridir.
Matris veya hyaloplazma, iki durumda olabilen ana iç bileşendir - kül ve jel.
Sitosol, daha sıvı agregat karakterine sahip bir hücre sitoplazmasıdır. Cytogel aynıdır, ancak daha yoğun bir durumda, büyük organik madde molekülleri bakımından zengindir. Hyaloplazmanın genel kimyasal bileşimi ve fiziksel özellikleri şu şekilde ifade edilir:
- renksiz, viskoz koloidal madde, oldukça kalın ve yapışkan;
- yapısal organizasyon açısından net bir farklılaşmaya sahiptir, ancak hareketlilik nedeniyle onu kolayca değiştirebilir;
- içeriden protein filamentleri (mikrotübüller ve mikrofilamentler) tarafından oluşturulan hücre iskeleti veya mikrotrabeküler kafes ile temsil edilir;
- hücrenin tüm yapısal parçaları bir bütün olarak bu kafesin parçaları üzerinde bulunur ve mikrotübüller, Golgi aparatı ve EPS nedeniyle aralarında hyaloplazma yoluyla iletişim gerçekleşir.
Böylece hyaloplazma, hücre içindeki sitoplazmanın birçok fonksiyonunu sağlayan önemli bir parçadır.
Sitoplazma bileşimi
Kimyasal bileşim hakkında konuşursak, sitoplazmadaki suyun payı yaklaşık% 70'tir. Bu ortalama bir değerdir, çünkü bazı bitkiler% 90-95'e kadar su içeren hücrelere sahiptir. Kuru madde şu şekilde temsil edilir:
Ortamın genel kimyasal reaksiyonu alkali veya hafif alkalindir. Hücrenin sitoplazmasının nasıl bulunduğunu düşünürsek, bu özelliğe dikkat edilmelidir. Plazmalemma bölgesinde, kenarda bir parça toplanır ve ektoplazma olarak adlandırılır. Diğer kısım karyolemmaya daha yakındır ve buna endoplazma denir.
Hücrenin sitoplazmasının yapısı özel yapılar - mikrotübüller ve mikrofilamentler tarafından belirlenir, bu yüzden onları daha ayrıntılı olarak ele alacağız.
Mikrotübüller
Birkaç mikrometreye kadar küçük uzun parçacıkların içi boş. Çap - 6 ila 25 nm arası. Göstergelerin çok yetersiz olması nedeniyle, bu yapıların tam ve kapsamlı bir çalışması henüz mümkün olmamakla birlikte, duvarlarının protein maddesi olan tubulin'den oluştuğu varsayılmaktadır. Bu bileşik, spiral olarak bükülmüş bir moleküle sahiptir.
Hücredeki sitoplazmanın bazı işlevleri, tam olarak mikrotübüllerin varlığı nedeniyle gerçekleştirilir. Yani, örneğin, bazı bakteriler olan mantarların ve bitkilerin hizalanmasında rol oynarlar. Hayvan hücrelerinde çok daha azdır. Ayrıca, organellerin sitoplazmadaki hareketini gerçekleştiren bu yapılardır.
Mikrotübüller kendi başlarına kararsızdır, hızlı bir şekilde parçalanabilir ve tekrar oluşabilirler, zaman zaman kendilerini yenileyebilirler.
Mikrofilamentler
Sitoplazmanın oldukça önemli unsurları. Bunlar, birbirleriyle iç içe geçmiş, ortak bir ağ oluşturan hücre iskeleti oluşturan uzun aktin filamentleridir (küresel protein). Diğer bir isim mikrotrabeküler kafestir. Bu, sitoplazmanın bir tür yapısal özelliğidir. Nitekim öyle bir hücre iskeleti sayesinde bütün organeller bir arada tutulur, birbirleriyle güvenli bir şekilde iletişim kurabilirler, maddeler ve moleküller içlerinden geçer ve metabolizma gerçekleşir.
Bununla birlikte, sitoplazmanın, genellikle fiziksel verilerini değiştirebilen bir hücrenin iç ortamı olduğu bilinmektedir: daha sıvı veya viskoz hale gelmek, yapısını değiştirmek (sol'dan jele geçiş ve bunun tersi). Bu bağlamda, mikrofilamentler, hızlı bir şekilde yeniden inşa edebilen, değiştirebilen, çürüyen ve tekrar oluşabilen dinamik, kararsız bir parçadır.
Plazma zarları
İyi gelişmiş ve normal işleyen çok sayıda zar yapısının varlığı, hücre için büyük önem taşır ve bu da sitoplazmanın bir tür yapısal özelliğini oluşturur. Gerçekte, moleküllerin, besin maddelerinin ve metabolik ürünlerin, solunum süreçleri için gazların ve benzerlerinin taşınması plazma zarı bariyerleri vasıtasıyla gerçekleşir. Bu yüzden çoğu organel bu yapılara sahiptir.
Bir ağ gibi sitoplazmada bulunurlar ve ana bilgisayarlarının iç içeriğini çevreden birbirlerinden ayırırlar. Tehdit oluşturan istenmeyen maddeler ve bakterilere karşı koruyun.
Çoğunun yapısı benzerdir - her bir plazmalemmayı farklı protein molekülleri ile nüfuz etmiş lipitlerin bir biyo tabakası olarak gören sıvı mozaik bir model.
Hücredeki sitoplazmanın işlevleri, öncelikle tüm parçaları arasındaki taşıma iletişimi olduğundan, çoğu organelde zarların varlığı, hiyaloplazmanın yapısal parçalarından biridir. Kapsamlı bir şekilde, hep birlikte, hücrenin yaşamsal faaliyetini sağlamak için ortak görevleri yerine getirirler.
Ribozomlar
İki yarıdan oluşan küçük (20 nm'ye kadar) yuvarlak yapılar - alt birimler. Bu yarılar birlikte var olabilir veya bir süre ayrı olabilir. Kompozisyonun temeli: ve protein. Hücredeki ribozomların ana lokalizasyon yerleri:
Bu yapıların görevleri, hücrenin yaşamsal aktivitesi için tüketilen protein makromoleküllerinin sentezi ve bir araya getirilmesidir.
ve Golgi aygıtı
Hücre içinde iletken bir sistem oluşturan ve sitoplazmanın hacmi boyunca yer alan sayısız tübül, tübül ve vezikül ağına endoplazmik retikulum veya retikulum denir. İşlevi, yapıya karşılık gelir - organellerin birbirleriyle bağlantısını sağlamak ve besin moleküllerini organellere taşımak.
Golgi kompleksi veya aparatı, özel boşluklar sisteminde gerekli maddeleri (karbonhidratlar, yağlar, proteinler) biriktirme işlevini yerine getirir. Sitoplazmadan membranlarla sınırlıdırlar. Ayrıca, yağların ve karbonhidratların sentezinin yapıldığı yer bu organoiddir.
Peroksizomlar ve lizozomlar
Lizozomlar, sıvıyla dolu kabarcıklara benzeyen küçük, yuvarlak yapılardır. Çok sayıdadırlar ve hücre içinde serbestçe hareket ettikleri sitoplazmada dağılmışlardır. Başlıca görevleri yabancı parçacıkları çözmek, yani hücresel yapıların, bakterilerin ve diğer moleküllerin ölü bölümleri şeklindeki "düşmanları" ortadan kaldırmaktır.
Sıvı içeriği enzimlerle doyurulur, bu nedenle lizozomlar, makromoleküllerin monomerik birimlerine bölünmesinde yer alır.
Peroksizomlar, tek bir zarı olan küçük oval veya yuvarlak organellerdir. Çok sayıda farklı enzim içeren sıvı içeriklerle dolu. Oksijenin ana tüketicilerinden biridir. Bulundukları hücrenin türüne bağlı olarak işlevlerini yerine getirirler. Sinir liflerinin kılıfı için miyelin sentezlemek mümkündür ve ayrıca toksik maddeleri ve çeşitli molekülleri oksitleyip nötralize edebilir.
Mitokondri
Bu yapılar, hücrenin güç (enerji) istasyonları olarak adlandırılan boşuna değildir. Sonuçta, içlerinde ana enerji taşıyıcılarının oluşumu meydana gelir - adenosin trifosforik asit veya ATP molekülleri. Görünüşte fasulyeye benziyorlar. Mitokondriyi sitoplazmadan sınırlayan zar çifttir. İç yapı, ATP sentez yüzeyini artırmak için oldukça katlanır. Kıvrımlara crista denir, sentez işlemlerini katalize etmek için çok sayıda farklı enzim içerirler.
Mitokondrilerin çoğu, hayvanların ve insanların organizmalarında kas hücrelerine sahiptir, çünkü bunlar artan bir içerik ve enerji harcamasına ihtiyaç duyarlar.
Siklosis fenomeni
Sitoplazmanın hücre içindeki hareketine siklosis denir. Birkaç türden oluşur:
- titreşim;
- döner veya dairesel;
- çizgili.
Sitoplazmanın bir dizi önemli işlevini sağlamak için herhangi bir hareket gereklidir: organellerin hyaloplazma içinde tam teşekküllü hareketi, düzenli besin değişimi, gazlar, enerji, metabolitlerin atılımı.
Siklosis, istisnasız hem bitki hem de hayvan hücrelerinde meydana gelir. Durursa, vücut ölür. Dolayısıyla bu süreç, canlıların yaşamsal faaliyetlerinin de bir göstergesidir.
Böylece, herhangi bir ökaryotik hayvanın sitoplazmasının çok dinamik, canlı bir yapı olduğu sonucuna varabiliriz.
Hayvan ve bitki hücrelerinin sitoplazması arasındaki fark
Aslında çok az fark var. Binanın genel planı, gerçekleştirilen işlevler tamamen benzerdir. Ancak yine de bazı tutarsızlıklar var. Örneğin:
Diğer açılardan, her iki yapı da sitoplazmanın bileşimi ve yapısı bakımından aynıdır. Belirli temel bağlantıların sayısı değişebilir, ancak bunların varlığı gereklidir. Bu nedenle, hem bitkilerin hem de hayvanların hücresindeki sitoplazmanın değeri eşit derecede büyüktür.
Sitoplazmanın hücre içindeki rolü
Belirleyici olmasa da hücredeki sitoplazmanın değeri büyüktür. Sonuçta, bu, tüm hayati yapıların bulunduğu temeldir, bu nedenle rolünü abartmak zordur. Bu anlamı ortaya çıkaran birkaç ana nokta formüle edilebilir.
- Hayati aktivite süreçlerini uyumlu ve kümülatif bir şekilde gerçekleştiren, hücrenin tüm bileşen parçalarını tek bir karmaşık birleşik sistemde birleştiren kişidir.
- Bileşime dahil edilen su sayesinde, hücredeki sitoplazma, çok sayıda karmaşık biyokimyasal etkileşimler ve maddelerin fizyolojik dönüşümleri (glikoliz, beslenme, gaz değişimi) için bir ortam görevi görür.
- Bu, tüm hücre organellerinin varlığının ana "kabı" dır.
- Mikrofilamentler ve tübüller sayesinde hücre iskeleti oluşturur, organelleri bağlar ve hareket etmelerini sağlar.
- Sitoplazmada, biyokimyasal reaksiyon olmadan bir dizi enzimin konsantre olduğu yer alır.
Özetle, aşağıdakilerin söylenmesi gerekir. Sitoplazmanın hücredeki rolü, tüm süreçlerin, yaşam ortamının ve reaksiyonların substratının temeli olduğu için pratik olarak anahtardır.
2. Sitoplazmanın yapısı, kimyasal bileşimi, önemi. Membranların yapısı ve işlevi.
Sitoplazma (protoplazma) Hücrenin canlı içeriği XII.Yüzyılda zaten biliniyordu. Protoplazma terimi ilk olarak Çek bilim adamı Purkinje (1839) tarafından önerildi.
Sitoplazmanın üç katmanı vardır: plazmalemma, hyaloplazma, tonoplast.
Plazmalemma - zarın bitişiğindeki sitoplazmanın dış tabakası olan temel zar. Kalınlığı yaklaşık 80A'dır (A - angstroms, 10-10 m). Fosfolipidler, proteinler, lipoproteinler, karbonhidratlar, inorganik iyonlar, sudan oluşur. Lamel (katmanlı) ve misel (damlacık) yapılara sahip olabilir. Çoğu zaman 3 katmandan oluşur: bimoleküler bir fosfolipid katmanı (35A),% 40'ı oluştururlar, yüzey her iki tarafta aralıklı bir yapısal protein katmanıyla (20 ve 25A) kaplanır. Lamellar ve misel yapıların birleşim yerindeki bazı yerlerde veya iki misel arasında, yapısal proteinlerin dış ve iç katmanları birbirine kapanarak, içinden çözünmüş haldeki maddelerin geçtiği hidrofilik protein gözenekleri (7-10A) oluşturabilir.
Enzimatik aktiviteye sahip olmayan protein molekülleri - spesifik seçici iyonik iletim kanalları (potasyum, sodyum, vb.) - membran matriksinde gömülüdür. Son olarak, zar proteinler içerebilir - yüksek moleküler maddelerin hücreye girişini sağlayan enzimler. Tüm bu oluşumlar - biyokimyasal gözenekler - zarların ana özelliğini - yarı geçirgenliği sağlar.
Plazmalemmanın yüzeyini birçok kez artıran çok sayıda kıvrımı, çöküntüsü, çıkıntısı vardır.
Bir zar olarak plazmalemma önemli ve karmaşık işlevleri yerine getirir: 1. Maddelerin hücre tarafından alımını ve atılımını düzenler; 2. Enerjiyi dönüştürür, depolar ve tüketir; 3. Kimyasal bir dönüştürücü sunar, maddelerin dönüşümünü hızlandırır; 4. Dış dünyadan gelen hafif, mekanik ve kimyasal sinyalleri alır ve dönüştürür.
Böylece, plazmalemma hücrenin geçirgenliğini, maddelerin emilim, dönüşüm, salgılama ve boşaltım süreçlerini kontrol eder.
Tonoplast - hücre suyunu sitoplazmadan sınırlayan iç zar
Hyaloplazma. Hücresel organizasyonun temelini temsil eder, canlı olarak özünün bir ifadesidir. Fizikokimyasal bir bakış açısından, yüksek moleküllü bileşiklerin sulu bir ortamda dağıldığı karmaşık, heterojen bir koloidal sistemdir. Ortalama olarak, sitoplazma% 70-80 su,% 12 protein,% 1.5-2 nükleik asit, yaklaşık% 5 yağ,% 4-6 karbonhidrat ve% 0.5-2 inorganik maddeler içerir. İki durumda olabilir: sol ve jel. Sol - sıvı hal, viskoziteye sahip, jel - katı hal, esnekliğe, uzayabilirliğe sahiptir. Sıcaklık, hidrojen iyonlarının konsantrasyonu, elektrolit ilavesi, mekanik hareket etkisi altında tersine çevrilebilir "sol-jel geçişi" geçişleri yapabilmektedir.
Sitoplazma sabit hareket, normal koşullar altında çok yavaş ve neredeyse farkedilemez. Sıcaklık, ışık veya kimyasal uyaranlarda bir artış sitoplazmanın hareketini hızlandırır ve ışık mikroskobunda görünür hale getirir. Viskoz sitoplazma akımı ile taşınan kloroplastlar bu hareketi görmeye yardımcı olur. Sitoplazmanın hareketi iki türdendir: dairesel (rotasyonel) ve çizgili (dolaşım). Hücre boşluğu büyük bir boşluk tarafından işgal edilmişse, sitoplazma sadece duvarlar boyunca hareket eder. Bu dairesel bir harekettir. Vallisneria, elodea yaprağının hücrelerinde görülebilir. Hücrede birkaç boşluk varsa, hücreyi geçen sitoplazmanın kordonları, çekirdeğin bulunduğu merkezde birleşir. Bu kordonlarda, sitoplazmanın çizgili bir hareketi meydana gelir. Sitoplazmanın çizgili hareketi, ısırgan otu kıllarının hücrelerinde, balkabağının genç sürgünlerinin kıl hücrelerinde görülebilir.
Hyaloplazmanın özellikleri aynı zamanda bir protein yapısının supramoleküler yapılarıyla da ilişkilidir. Bunlar mikrotübüller ve mikrofilamentlerdir.
Mikrotübüller - elektron yoğun protein duvarına sahip küçük içi boş oluşumlar. Maddelerin sitoplazma yoluyla taşınmasına, kromozomların hareketine ve mitotik milin ipliklerinin oluşumuna katılın.
Mikrofilamentler lifler veya üç boyutlu bir ağ oluşturan, kasılabilen proteinler içeren ve bunlara bağlı hyaloplazma ve organellerin hareketini kolaylaştıran spiral olarak yerleştirilmiş protein alt birimlerinden oluşur.
Hiyaloplazma suda çözünmezlik, viskozite, esneklik, değişiklikleri tersine çevirme yeteneği, doğal zarların gözeneklerinden tıkanma, geniş arayüzler ile karakterize makromoleküllerin ve supramoleküler yapıların karmaşık bir heterojen koloidal sistemi olarak, güçlü ışık kırılması, çok düşük difüzyon hızına sahiptir.
Hyaloplazmik organeller ... Daha önce belirtildiği gibi, hyaloplazma, çok sayıda organel olan çok sayıda supramoleküler oluşum içerir.
Biyomembran fonksiyonları
1) bariyer - çevre ile düzenlenmiş, seçici, pasif ve aktif bir metabolizma sağlar. Örneğin, peroksizom zarı, sitoplazmayı hücre için tehlikeli olan peroksitlerden korur. Seçici geçirgenlik, zarın çeşitli atomlara veya moleküllere geçirgenliğinin boyutlarına, elektrik yüklerine ve kimyasal özelliklerine bağlı olduğu anlamına gelir. Seçici geçirgenlik, hücre ve hücre bölmelerinin ortamdan ayrılmasını ve bunlara gerekli maddeleri sağlamasını sağlar.
2) taşıma - membrandan, maddeler hücrenin içine ve dışına taşınır. Zarlar arasında taşıma şunları sağlar: besinlerin verilmesi, son metabolik ürünlerin uzaklaştırılması, çeşitli maddelerin salgılanması, iyonik gradyanların oluşturulması, hücresel enzimlerin çalışması için gerekli olan uygun pH ve iyonik konsantrasyonun hücre içinde korunması. Partiküller herhangi bir nedenle fosfolipid çift tabakasını geçemezler. (örneğin, hidrofilik özelliklerinden dolayı, zarın içinde hidrofobik olması ve hidrofilik maddelerin geçmesine izin vermemesi veya büyük boyutundan dolayı), ancak hücre için gerekli olması nedeniyle, zara özel taşıyıcı proteinler (taşıyıcılar) ve kanal proteinleri yoluyla nüfuz edebilirler veya Endositoz Pasif taşıma ile maddeler, enerji tüketimi olmadan, difüzyon yoluyla lipid çift tabakasından geçer. Bu mekanizmanın bir varyantı, belirli bir molekülün bir maddenin zardan geçmesine yardımcı olduğu difüzyonu kolaylaştırır. Bu molekül, yalnızca bir tür maddenin geçmesine izin veren bir kanala sahip olabilir Aktif taşıma, konsantrasyon gradyanına karşı gerçekleştiğinden enerji tüketimini gerektirir. Zar üzerinde, potasyum iyonlarını (K +) hücreye aktif olarak pompalayan ve ondan sodyum iyonlarını (Na +) dışarı pompalayan ATPase dahil olmak üzere özel pompa proteinleri vardır.
3) matris - zar proteinlerinin belirli bir karşılıklı düzenlemesini ve yönünü, optimum etkileşimini sağlar;
4) mekanik - hücrenin özerkliğini, hücre içi yapılarını ve diğer hücrelerle (dokularda) bağlantıyı sağlar. Hücre duvarları, mekanik işlevin sağlanmasında ve hayvanlarda - hücreler arası madde - önemli bir rol oynar.
5) enerji - kloroplastlarda fotosentez ve mitokondride hücresel solunum sırasında, enerji transfer sistemleri, proteinlerin de dahil olduğu zarlarında çalışır;
6) reseptör - zardaki bazı proteinler reseptörlerdir (hücrenin belirli sinyalleri algıladığı moleküller) Örneğin, kanda dolaşan hormonlar yalnızca bu hormonlara karşılık gelen reseptörlere sahip hedef hücrelere etki eder. ... Nörotransmiterler (sinir uyarılarını ileten kimyasallar) ayrıca hedef hücrelerdeki spesifik reseptör proteinlerine bağlanır.
7) enzimatik - zar proteinleri genellikle enzimlerdir. Örneğin bağırsak epitel hücrelerinin plazma zarları sindirim enzimleri içerir.
8) biyopotansiyellerin üretilmesi ve yürütülmesinin uygulanması.
Membranın yardımıyla, hücrede sabit bir iyon konsantrasyonu korunur: hücre içindeki K + iyonunun konsantrasyonu dışarıdan çok daha yüksektir ve Na + konsantrasyonu çok daha düşüktür, çünkü bu, zardaki potansiyel farkın sürdürülmesini ve bir sinir uyarısının oluşmasını sağlar.
9) hücre etiketleme - zar üzerinde işaretleyici görevi gören antijenler vardır - hücreyi tanımlamanıza izin veren "etiketler". Bunlar, "antenler" rolünü oynayan glikoproteinlerdir (yani, kendilerine bağlı dallı oligosakarit yan zincirleri olan proteinler). Sayısız yan zincir konfigürasyonu nedeniyle, her hücre tipi için özel bir işaretçi yapmak mümkündür. İşaretçilerin yardımıyla hücreler diğer hücreleri tanıyabilir ve onlarla birlikte hareket edebilir, örneğin organ ve doku oluşumu sırasında. Bu ayrıca bağışıklık sisteminin yabancı antijenleri tanımasına izin verir.
Sitoplazma, vücudun iç ortamı olarak adlandırılır, çünkü sürekli olarak hareket eder ve tüm hücresel bileşenleri harekete geçirir. Sitoplazmada metabolik süreçler sürekli devam etmekte, tüm organik ve inorganik maddeler barındırılmaktadır.
Yapısı
Sitoplazma, kalıcı bir sıvı kısımdan oluşur - hyaloplazma ve değişen elementler - organeller ve inklüzyonlar.
Sitoplazmik organeller, zar ve zar-olmayan olmak üzere ikiye ayrılır, ikincisi sırayla iki zar ve bir zar olabilir.
- Membran olmayan organeller: ribozomlar, vakuoller, sentrozom, kamçı.
- Çift membranlı organeller: mitokondri, plastidler, çekirdek.
- Tek zar organelleri: Golgi aygıtı, lizozomlar, vakuoller, endoplazmik retikulum.
Ayrıca sitoplazmanın bileşenleri, lipit damlacıkları veya glikojen granülleri şeklinde sunulan hücresel inklüzyonları içerir.
Sitoplazmanın ana belirtileri:
- Renksiz;
- elastik;
- muko-yapışkan;
- yapılandırılmış;
- mobil.
Sitoplazmanın sıvı kısmının kimyasal bileşimi, farklı uzmanlık hücrelerinde farklılık gösterir. Ana madde% 70 ila% 90 sudur, ayrıca proteinler, karbonhidratlar, fosfolipitler, eser elementler, tuzlar içerir.
Asit-baz dengesi 7,1–8,5 pH (hafif alkali) arasında tutulur.
Sitoplazma, yüksek büyütme mikroskobunda incelendiğinde homojen bir ortam değildir. İki bölüm vardır - biri, plazmolemma alanında çevre üzerinde bulunur. (ektoplazma), diğeri çekirdeğe yakın (endoplazma).
Ektoplazma çevre, hücreler arası sıvı ve komşu hücreler ile bağlantı görevi görür. Endoplazma Tüm organellerin yeridir.
Sitoplazmanın yapısında özel elemanlar ayırt edilir - mikrotübüller ve mikrofilamentler.
Mikrotübüller - Hücre içindeki organellerin hareketi ve hücre iskeletinin oluşumu için gerekli membran olmayan organeller. Küresel protein tübülin, mikrotübüller için ana yapı taşıdır. Bir tubulin molekülünün çapı 5nm'yi geçmez. Bu durumda moleküller birbirleriyle birleşerek bir zincir oluşturabilirler. Bu tür 13 zincir, çapı 25 nm olan bir mikrotübül oluşturur.
Tübülin molekülleri, mikrotübül oluşturmak için sürekli hareket halindedir, hücre olumsuz faktörlerden etkilenirse süreç bozulur. Mikrotübüller kısaltılır veya tamamen denatüre edilir. Sitoplazmanın bu elementleri, zarlarının yapısında yer aldıkları için bitki ve bakteri hücrelerinin yaşamında çok önemlidir.
Mikrofilamentler Hücre iskeletini oluşturan submikroskopik membran dışı organellerdir. Ayrıca hücrenin kasılma aparatına dahil edilmiştir. Mikrofilamentler iki tür proteinden oluşur - aktin ve miyozin. Aktin lifleri 5 nm çapa kadar ince ve miyozin kalın - 25 nm'ye kadar. Mikrofilamentler esas olarak ektoplazmada yoğunlaşmıştır. Belirli bir hücre tipine özgü belirli filamentler de vardır.
Mikrotübüller ve mikrofilamentler birlikte, tüm organellerin ve hücre içi metabolizmanın birbirine bağlanmasını sağlayan hücre hücre iskeletini oluşturur.
Yüksek moleküler ağırlıklı biyopolimerler de sitoplazmada salınır. Hücrenin tüm iç boşluğuna nüfuz eden, organellerin yerini belirleyen ve sitoplazmayı hücre duvarından ayıran zar kompleksleri halinde birleşirler.
Sitoplazmanın yapısının özellikleri, iç ortamını değiştirme yeteneğidir. İki durumda olabilir: yarı sıvı ( sol) ve yapışkan ( jel). Dolayısıyla, dış faktörlerin (sıcaklık, radyasyon, kimyasal çözeltiler) etkisine bağlı olarak, sitoplazma bir durumdan diğerine geçer.
Fonksiyonlar
- Hücre içi boşluğu doldurur;
- hücrenin tüm yapısal unsurlarını birbirine bağlar;
- sentezlenmiş maddeleri organeller arasında ve hücre dışına taşır;
- organellerin yerini belirler;
- fiziksel ve kimyasal reaksiyonlar için bir ortamdır;
- hücresel turgordan, hücrenin iç ortamının sabitliğinden sorumludur.
Hücredeki sitoplazmanın işlevleri, hücrenin kendi türüne de bağlıdır: bitki, hayvan, ökaryotik veya prokaryotiktir. Ancak sitoplazmadaki tüm canlı hücrelerde, önemli bir fizyolojik fenomen meydana gelir - glikoliz. Aerobik koşullar altında gerçekleşen ve enerjinin açığa çıkmasıyla sona eren glikozun oksidasyon süreci.
Sitoplazmik hareket
Sitoplazma sürekli hareket halindedir, bu özellik hücre yaşamında büyük önem taşır. Hareket nedeniyle hücre içindeki metabolik süreçler ve sentezlenen elementlerin organeller arasında dağılımı mümkündür.
Biyologlar, vakuolün hareketini izlerken, büyük hücrelerde sitoplazmanın hareketini gözlemlediler. Mikrofilamentler ve mikrotübüller, ATP moleküllerinin varlığında aktive olan sitoplazmanın hareketinden sorumludur.
Sitoplazmanın hareketi, hücrelerin ne kadar aktif olduğunu ve nasıl hayatta kalabildiklerini gösterir. Bu süreç dış etkilere bağlıdır, bu nedenle çevredeki faktörlerde meydana gelen en ufak değişiklikler onu durdurur veya hızlandırır.
Sitoplazmanın protein biyosentezindeki rolü... Protein biyosentezi, ribozomların katılımıyla gerçekleştirilir, ayrıca doğrudan sitoplazmada veya granüler EPS üzerinde bulunurlar. Ayrıca mRNA, sitoplazmaya DNA'dan kopyalanan bilgileri taşıyan nükleer gözenekler yoluyla girer. Ekzoplazma, protein sentezi için gerekli amino asitleri ve bu reaksiyonları katalize eden enzimleri içerir.
Sitoplazmanın yapısı ve işlevlerinin özet tablosu
| Yapısal elemanlar | Yapısı | Fonksiyonlar |
|---|---|---|
| Ektoplazma | Yoğun sitoplazma tabakası | Dış çevre ile iletişim sağlar |
| Endoplazma | Daha sıvı sitoplazma tabakası | Hücre organellerinin yeri |
| Mikrotübüller | Küresel bir protein - polimerize olabilen 5 nm çapında tübülinden üretilmiştir | Hücre içi nakil sorumlusu |
| Mikrofilamentler | Aktin ve miyozin liflerinden oluşur | Bir hücre iskeleti oluşturun, tüm organeller arasındaki iletişimi sürdürün |
Bir zarla sınırlanmış bir hücrenin jel benzeri içeriğine canlı bir hücrenin sitoplazması denir. Kavram, 1882'de Alman botanikçi Eduard Strasburger tarafından tanıtıldı.
Yapısı
Sitoplazma, herhangi bir hücrenin iç ortamıdır ve bakteri, bitki, mantar, hayvan hücrelerinin karakteristiğidir.
Sitoplazma aşağıdaki bileşenlerden oluşur:
- hyaloplazma (sitozoller) - sıvı bir madde;
- hücresel kapanımlar - hücrenin isteğe bağlı bileşenleri;
- organeller - hücrenin kalıcı bileşenleri;
- hücre iskeleti - bir hücre çerçevesi.
Sitozolün kimyasal bileşimi aşağıdaki maddeleri içerir:
- su -% 85;
- proteinler -% 10
- organik bileşikler -% 5.
Organik bileşikler şunları içerir:
- mineral tuzlar;
- karbonhidratlar;
- lipitler;
- nitrojen içeren bileşikler;
- az miktarda DNA ve RNA;
- glikojen (hayvan hücrelerinin özelliği).
Şekil: 1. Sitoplazmanın bileşimi.
Sitoplazma, hücrenin çözünmeyen atık ürünlerinin yanı sıra bir besin kaynağı (yağ damlaları, polisakkarit taneleri) içerir.
Sitoplazma renksizdir ve sürekli hareket eder ve akar. Hücrenin tüm organellerini içerir ve ilişkilerini yürütür. Kısmi çıkarma ile sitoplazma geri yüklenir. Sitoplazma tamamen çıkarıldığında hücre ölür.
Sitoplazmanın yapısı heterojendir. Koşullu tahsis iki kat sitoplazma:
İLK-4 makalelerbununla birlikte okuyan
- ektoplazma (plazmagel) - organel içermeyen yoğun bir dış katman;
- endoplazma (plazmazol) - organelleri içeren daha sıvı bir iç tabaka.
Ektoplazma ve endoplazma bölünmesi protozoa'da telaffuz edilir. Ektoplazma, hücrenin hareket etmesine yardımcı olur.
Dışarıda, sitoplazma, sitoplazmik bir zar veya plazmalemma ile çevrilidir. Hücreyi hasardan korur, maddelerin seçici bir şekilde taşınmasını sağlar ve hücre irritabilitesini sağlar. Membran, lipit ve proteinlerden oluşur.
Yaşam aktivitesi
Sitoplazma, hücrenin ana işlemlerinde yer alan hayati bir maddedir:
- metabolizma;
- büyüme;
- bölünme.
Sitoplazmanın hareketine siklosis veya sitoplazmik akış denir. İnsanlar dahil ökaryotik hücrelerde gerçekleştirilir. Siklosiste, sitoplazma hücresel metabolizmayı gerçekleştirerek hücrenin tüm organellerine maddeler verir. Sitoplazma, ATP'nin tüketimi ile hücre iskeleti boyunca hareket eder.
Sitoplazma hacmindeki artışla hücre büyür. Ökaryotik bir hücrenin gövdesini nükleer bölünmeden (karyokinesis) sonra bölme sürecine sitokinez denir. Vücudun bölünmesinin bir sonucu olarak, sitoplazma, organellerle birlikte iki yavru hücre arasında dağıtılır.
Şekil: 2. Sitokinez.
Fonksiyonlar
Hücredeki sitoplazmanın temel işlevleri tabloda açıklanmıştır.
Dışarı çıkan suyun ozmozu sırasında sitoplazmanın membrandan ayrılmasına plazmoliz denir. Ters işlem - deplazmoliz - hücreye yeterli miktarda su girdiğinde gerçekleşir. İşlemler, hayvan dışındaki herhangi bir hücre için tipiktir.