Каква е цитоплазмата? Структура, състав и свойства на цитоплазмата

Каква е цитоплазмата? Каква е неговата структура и състав? Какви функции изпълнява? В тази статия ще отговоря подробно на всички тези въпроси. В допълнение, ние разглеждаме структурните характеристики на цитоплазмата и нейните свойства, а също така говорим за разделението колоиден разтвор, структурата на клетъчните мембрани и най-важните клетъчни органели.

Структурни единици от всички тъкани и органи на клетката. Два вида структурна организация

Известно е, че клетките образуват тъканите на всички растения и животни. Тези структурни единици на всички живи същества могат да се различават по форма, размер и дори вътрешна структура. Но в същото време те имат сходни принципи в процесите на живот, включително метаболизъм, растеж и развитие, раздразнителност и променливост. Най-простите форми на живот се състоят от една клетка и се размножават по разделяне.
Учените са идентифицирали два вида организация на клетъчната структура:

• прокариотна;
• еукариотната.

Те имат много разлики в структурата си. В прокариотна клетка структурно оформената сърцевина отсъства. Нейната единична хромозома се намира директно в цитоплазмата, т.е. тя не се отделя от другите елементи. Тази структура е характерна за бактериите. Тяхната цитоплазма е слаба в структурата на структурите, но в нея има малки рибозоми. Евкариотикът е много по-сложен от прокариотната клетка. Нейната ДНК, свързана с протеина, се намира в хромозоми, разположени в отделен клетъчен органоид - ядрото. Тя се отделя от другите клетъчни органели чрез пореста мембрана и се състои от такива елементи като: хроматин, ядрен сок и ядро. Въпреки това, има нещо общо с двата вида клетъчна организация. И двата прокариоти и еукариоти имат мембрана. И тяхното вътрешно съдържание е представено от специален колоиден разтвор, в който има различни органоиди и временни включвания.

Еукариотна клетка: цитоплазма. Нейният състав и функции

Така минаваме към същността на нашите изследвания. Каква е цитоплазмата? Нека да разгледаме по-отблизо това клетъчно образование. Цитоплазмата е архивен компонент на клетката, разположен между ядрото и плазмената мембрана. Полу-течност, прониква с тубули, микротубули, микрофиламенти и нишки. Също така, цитоплазмата може да се разбира като колоиден разтвор, който се характеризира с движението на колоидни частици и други компоненти. В тази полутвърда среда, състояща се от вода, различни органични и неорганични съединения, има клетъчни структури - органоиди, както и временни включвания. Най-важните функции на цитоплазмата са следните. Той изпълнява дизайна на всички клетъчни компоненти в една система. Поради наличието на тубули и микротубули, цитоплазмата функционира като клетъчен скелет и осигурява среда за физиологични и биохимични процеси. В допълнение, тя дава възможност за функциониране на всички клетъчни органели и осигурява движение. Тези функции на цитоплазмените клетки са изключително важни, тъй като позволяват на структурната единица на всички живи същества да изпълняват нормалната си жизнена дейност. Сега знаете какво е цитоплазмата. Също така е наясно какво е позицията в клетката и коя "работа" изпълнява. След това ще разгледаме по-подробно състава и структурата на колоидния разтвор.

Има ли някакви различия в цитоплазмата на растителните и животинските клетки?

Представени са мембранни органоиди в колоиден разтвор Golgi апарат, ендоплазмения ретикулум, митохондриите, лизозомите, пластидите и външната цитоплазмена мембрана. В клетките на животни и растения, съставът на полуликвидната среда се различава. Цитоплазмата в растителна клетка има специални органели - пластиди. Те са специфични протеинови тела, които се различават по функционални, формални и цветни пигменти в различни цветове. Пластидите се намират в цитоплазмата и могат да се движат заедно с нея. Те растат, умножават и произвеждат органични съединения, съдържащи ензими. Цитоплазмата в растителната клетка има три вида пластиди. Жълтеникавите или оранжевите се наричат ​​хромопласти, зелените са хлоропласти, а безцветните се наричат ​​левкопласти. Има още една характерна особеност - комплексът на Голди е представен от дицизозоми, разпръснати в цитоплазмата. В животинските клетки, за разлика от растителните клетки, има два слоя цитоплазма. Външната се нарича ектоплазма, а вътрешната се нарича ендоплазма. Първият слой е съседен на клетъчната мембрана, а вторият слой е разположен между него и порестата ядрена мембрана. Ектоплазмата има в състава си голям брой микрофиламенти - филаменти от молекули на глобуларния протеин актин. Ендоплазмата съдържа различни органоиди, гранули и се характеризира с по-нисък вискозитет.

Хиалоплазма в еукариотната клетка

Основата на цитоплазмата на еукариотите е т.нар. Хиалоплазма. Това е лигавично, безцветно, хетерогенно решение, в което непрекъснато протичат метаболитните процеси. Хилаплазмата (с други думи, матрицата) е колоидна система със сложна структура. Съставът му включва разтворима РНК и протеини, липиди и полизахариди. Дори и в хиалоплазмата съдържа значителен брой нуклеотиди, аминокиселини, както и йони на неорганични съединения като Na^- или Ca²⁺.Матрицата няма хомогенна структура. Той се представя в две форми, които се наричат ​​гел (твърдо вещество) и сол (течност). Между тях има взаимни преходи. В течната фаза има система от най-тънките протеинови нишки, които се наричат ​​микротубули. Те свързват всички структури в клетката. И в местата на тяхното пресичане има групи от рибозоми. Микротрактори заедно с микротубули и микрофиламенти образуват цитоплазмен скелет. Тя определя и организира местоположението на всички клетъчни органели.

Органични и неорганични вещества в колоиден клетъчен разтвор

Нека да разгледаме, какъв е химическият състав на цитоплазмата? Веществата, които се съдържат в клетката, могат да бъдат класифицирани в две групи - органични и неорганични. Първият е представен от протеини, въглехидрати, мазнини и нуклеинови киселини. Въглехидратите в цитоплазмата са представени от моно-, ди- и полизахариди. Към монозахаридите, безцветни кристални вещества, обикновено сладки на вкус, включват фруктоза, глюкоза, рибоза и др. Големи молекули на полизахариди се състоят от монозахариди. В клетката те се представят от нишесте, гликоген и целулоза. Липидите, т.е. мастните молекули, се образуват от остатъците от глицерин и мастни киселини. Структурата на цитоплазмата: неорганичните вещества са предимно вода, която като правило възлиза на 90% от масата. Той изпълнява важни функции в цитоплазмата. Водата е универсален разтворител, дава еластичност, взема пряка роля в движението на веществата както вътре, така и между клетките. Що се отнася до макронутриентите, които формират основата на биополимерите, повече от 98% от общия състав на цитоплазмата заемат кислород, водород, въглерод и азот. Освен тях, клетката съдържа натрий, калций, сяра, магнезий, хлор и др. Минералните соли са под формата на аниони и катиони и тяхното съотношение определя киселинността на средата.

Свойства на колоиден разтвор в клетка

Нека по-нататък да разгледаме какви са основните свойства на цитоплазмата. Първо, това е постоянна циклоса. Това е вътреклетъчното движение на цитоплазмата. За първи път е записано и описано през 18-ти век от италианския учен Corti. Цикълът се осъществява в цялата протоплазма, включително в нишките, които свързват цитоплазмата към ядрото. Ако движението престане по някаква причина, еукариотната клетка умира. Цитоплазмата непременно е в постоянна циклоза, която се открива от движението на органели. Скоростта на матрицата зависи от различни фактори, включително светлината и температурата. Например, в епидермиса на луковици, скоростта на цикъла е около 6 m / s. Движението на цитоплазмата в растителния организъм има огромно въздействие върху растежа и развитието му, като улеснява транспортирането на веществата между клетките. Втората важна характеристика е вискозитетът на колоидния разтвор. Тя варира значително в зависимост от вида на организма. В някои живи същества вискозитетът на цитоплазмата може да бъде доста незначителен вискозитет на водата, други, напротив, постигате вискозитета на глицерина. Смята се, че това зависи от метаболизма. Колкото по-интензивно е обмяната, толкова по-нисък е вискозитетът на колоидния разтвор. Друга важна характеристика е полупропускливостта. Цитоплазмата в нейния състав има гранични мембрани. Те, благодарение на специалната им структура, имат способността да избират избирателно молекули на определени вещества и да не позволяват на другите да минат. Селективната пропускливост на цитоплазмата играе важна роля в процеса на жизнената активност. Тя не е постоянна през целия живот, променя се с възрастта и увеличава растителните организми с увеличаване на интензивността на светлината и температурата. Трудно е да се надценява значението на цитоплазмата. Той участва в енергийния метаболизъм, транспорта на хранителни вещества, екскрецията на екзотоксини. Също така, матрицата се счита за осмотична бариера и участва в регулирането на развитието, растежа и клетъчното делене. Включването на цитоплазмата играе важна роля в репликацията на ДНК.

Характеристики на възпроизвеждането на клетки

Всички растителни и животински клетки се размножават по деление. Известни са три типа: индиректно, директно и намаление. Първата се нарича амитоза. Непрякото умножение възниква по следния начин. Първоначално ядрото е "лигирано" и след това цитоплазмата се дели. В резултат на това се образуват две клетки, които постепенно нарастват до размера на майчината. Този вид разделение при животни е изключително рядко. По принцип те имат непряко разделение, т.е. митоза. Тя е много по-сложна от амитозата и се характеризира с факта, че има увеличение на синтеза в ядрото и удвояване на количеството ДНК. Митозата има четири фази, наречени профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

• Първата фаза се характеризира с образуване на намотка от хроматинови филаменти в мястото на ядрото и впоследствие хромозоми под формата на "фиби". В този период има разминаване на центролите към полюсите и формирането на ахроматичен шпиндел на разделението.
• Втората фаза на митозата се различава в това, че хромозомите, постигащи максимална спирализация, започват да се установяват по ежеседмичен начин на екватора на клетката.
• В третата фаза хромозомата се разделя на два хроматида. В този случай нишките на шпиндела се свиват и издърпват дъщерните хромозоми в противоположни полюси.
• В четвъртата фаза на митозата се извършва разпадане на хромозомите, както и образуването на ядрен плик около тях. В същото време цитоплазмата е разделена. Дъщерните клетки имат диплоиден набор от хромозоми.

Редукцията е характерна само за сексуалните клетки. При този тип клетъчно възпроизвеждане се осъществява образуване на хромозоми от сдвоени образувания. Изключение е една несвързана хромозома. В резултат на редукционното разделение в две дъщерни клетки се получава половин хромозомен набор. Неподдържаният е само в една дъщерна клетка. Сексуалните клетки, които имат половин набор от хромозоми, узрели и способни на торене, се наричат ​​женски и мъжки гамети.

Концепцията на цитоплазмената мембрана

Във всички животни, растения, клетки и дори най-простите бактерии имат специална повърхност устройство, което ограничава и предпазва матрица от външната среда. Цитоплазмената мембрана (плазмалемата, клетъчната мембрана, плазмена мембрана) е селективно пропускливата слой от молекули (протеини, фосфолипиди), която обхваща цитоплазмата. Той включва три подсистема:

• плазмена мембрана;
• супермембранен комплекс;
• субмембранен апарат и свиващ апарат на хиалоплазмата.

Структурата на мембраната на цитоплазмата е следната: тя съдържа два слоя липидни молекули (двуслойни), като всяка такава молекула има опашка и глава. Опашката е обърната един срещу друг. Те са хидрофобни. Главите са хидрофилни и са насочени навътре и навън към клетките. Протеиновите молекули са включени в двойния слой. И това е асиметрично, а в монослоевете са разположени различни липиди. Например, в еукариотна клетка, молекулите на холестерола се намират във вътрешната половина на мембраната, съседна на цитоплазмата. Гликолипидите се намират изключително във външния слой и техните въглехидратни вериги винаги са насочени навън. Цитоплазмената мембрана изпълнява най-важните функции, включително ограничаване на вътрешното съдържание на клетката от външната среда, което позволява определени вещества (глюкоза, аминокиселини) да проникнат в клетката. Плазмалемата носи трансфера на вещества в клетката, както и тяхното външно освобождаване, т.е. изолация. Чрез порите проникват вода, йони и малки молекули от вещества и големи твърди частици се транспортират в клетката с помощта на фагоцитоза. На повърхността мембраната образува микровълли, инвагинации и изпъкналости, което позволява не само ефективно абсорбиране и освобождаване на вещества, но и свързване с други клетки. Мембраната осигурява способността да прикрепя "единица от всички живи" към различни повърхности и улеснява движението.

Органиоиди в цитоплазмата. Ендоплазмен ретикулум и рибозоми

В допълнение към хиалоплазмата цитоплазмата съдържа и много микроскопични органоиди, които се различават по структура. Тяхното присъствие в растителните и животински клетки показва, че всички те изпълняват най-важните функции и са жизненоважни. До известна степен тези морфологични образувания са сравними с органите на човешкото тяло или животни, което им позволява да ги наречем органоиди. В цитоплазмата се различават органелите, които се виждат в светлинния микроскоп, комплекса от тромбоцити, митохондриите и центрозомите. Използвайки електронен микроскоп, в матрицата се откриват микротубули, лизозоми, рибозоми и плазмена мрежа. Цитоплазмата на клетката прониква през различни канали, които се наричат ​​"ендоплазмична мрежа". Техните мембранни стени са в контакт с всички други органели и образуват единна система, която осъществява енергиен метаболизъм, както и движението на веществата вътре в клетката. В стените на тези канали са разположени рибозоми, които приличат на малки гранули. Те могат да бъдат разположени поотделно или по групи. Рибозомите се състоят от почти равни количества рибонуклеинова киселина и протеини. Също така в състава им е включен магнезий. Рибозомите не само могат да бъдат в каналите на EPS, но и свободно да лежат в цитоплазмата, а също така да се срещат в ядрото, където се образуват. Агрегатът на каналите, които имат рибозоми, се нарича гранулиран ендоплазмен ретикулум. На тях, с изключение на рибозомите, се използват ензими, които подпомагат синтеза на въглехидрати и мазнини. Във вътрешните кухини на каналите са продуктите на жизнената активност на клетката. Понякога при разширяването на EPS се образуват вакуоли - кухини, пълни с клетъчен сок и ограничени от мембрана. Тези органилели поддържат налягането на тигъра. Лизозомите са малки форми на овалната форма. Те са разпръснати в цялата цитоплазма. Лизозомите се образуват в EPS или Golgi комплекс, където те се пълнят с хидролитични ензими. Лизозомите са предназначени за разграждане на частици, захванати в клетката поради фагоцитоза.

Цитоплазма: структура и функция на нейните органоиди. Комплексът "Golgi", митохондриите и центрозомите

Комплексът "Голджи" е представен в растителни клетки от отделни тела, украсени с мембрани, а при животни - от тубули, мехурчета и цистерни. Този органоид е предназначен за химическа промяна, уплътняване и последващо освобождаване на клетъчни секреторни продукти в цитоплазмата. Също така синтезира полизахариди и образуването на гликопротеини. Митохондрия - това тяло е пръчковидно, влакнесто или гранулирано. Те са ограничени до две мембрани, които се състоят от двойни слоеве фосфолипиди и протеини. От вътрешните мембрани на тези органи, кристатите, на стените на които се намират ензимите, се отклоняват. С тяхна помощ се синтезира аденозин трифосфат (АТР). Митохондриите понякога се наричат ​​"клетъчни електроцентрали", тъй като те осигуряват значителна част от аденозин трифосфата. Той се използва от клетката като източник на химическа енергия. В допълнение, митохондриите изпълняват и други функции, включително: сигнализиране, клетъчна некроза, клетъчна диференциация. Центрозомът (клетъчен център) се състои от две центроли, разположени под ъгъл една спрямо друга. Този органоид присъства във всички животни и растения (с изключение на протозои и нисши гъбички) и е отговорен за определяне на полюсите при митоза. В разделящата клетка центрозомата първо се разделя. В този случай се образува ахроматинов шпиндел, който определя референтните точки за хромозомите, които се отклоняват към полюсите. В допълнение към посочените органоиди, в клетката могат да бъдат намерени специални органели, например ресни и флагели. Също така, на определени етапи от живота, може да има включения в него, т.е. временни елементи. Например такива хранителни вещества като: капчици мазнини, протеини, нишесте, гликоген и др.

Лимфоцитите са най-важните клетки на имунната система

Лимфоцитите са важни клетки, принадлежащи към групата на кръвните левкоцити на хора и животни и участват в имунологични реакции. Те са подразделени по размер и структурни характеристики в три подгрупи:

• Малки - с диаметър по-малък от 8 μm;
• среден - с диаметър от 8 до 11 микрона;
• Голям - диаметър повече от 11 микрона.

Малките лимфоцити преобладават в кръвта на животните. Те имат голямо закръглено ядро, което преобладава над цитоплазмения обем. Цитоплазмата на лимфоцитите от тази подгрупа изглежда като ядрен ръб или сърп, прилежащ към всяка от страните на ядрото. Често матрицата съдържа малко количество азофуринови гранули. Митохондрията, елементите на пластинския комплекс и тубулите на EPS не са многобройни и се намират в близост до ядрената депресия. Средните и големите лимфоцити са подредени малко по-различно. Техните ядра са с форма на боб, съдържат по-малко количество кондензиран хроматин. В тях е лесно да се разграничи ядрото. Цитоплазмата на лимфоцитите от втората и третата група има по-широк ръб. Два класа лимфоцити са известни, т.нар. В- и Т-лимфоцити. Първите се формират при животни в тъканта на миелоидния костен мозък. Тези клетки имат способността да образуват имуноглобулини. С тяхна помощ Б-лимфоцитите взаимодействат с антигени, като разпознават последния. Т-лимфоцитите се формират от клетки на костния мозък в тимуса (в кортикалната част на лобулите). В тяхната цитоплазмена мембрана са повърхностни хистосъвместими антигени, както и множество рецептори, чрез които се разпознават чужди частици. Малките лимфоцити са представени главно от Т-лимфоцити (повече от 70%), сред които има голям брой живи клетки. По-голямата част от В-лимфоцитите не живеят дълго - от една седмица до месец.

Надяваме се статията ни да се оказа полезна и сега знаете какво са цитоплазмата, хиалоплазмата и плазмолемата. Също така съзнавайки какви са функциите, структурата и важността на живота на организма за тези клетъчни образувания.