Jak wygląda cytoplazma? Czym jest cytoplazma w biologii: definicja, skład, funkcje

Cytoplazma nazywana jest środowiskiem wewnętrznym organizmu, ponieważ jest w ciągłym ruchu i przemieszcza wszystkie składniki komórkowe. Cytoplazma stale podlega procesom metabolicznym i zawiera wszystkie substancje organiczne i nieorganiczne.

Struktura

Cytoplazma składa się ze stałej części płynnej – hialoplazmy oraz elementów zmieniających się – organelli i inkluzji.

Organelle cytoplazmy dzielą się na błonowe i niebłonowe, te ostatnie z kolei mogą być dwumembranowe i jednomembranowe.

Organelle niebłonowe: rybosomy, wakuole, centrosom, wici.
Organelle z podwójną błoną: mitochondria, plastydy, jądro.
Organelle jednobłonowe: Aparat Golgiego, lizosomy, wakuole, siateczka śródplazmatyczna.

Składniki cytoplazmy obejmują również wtręty komórkowe, prezentowane w postaci kropelek lipidów lub granulek glikogenu.

Główne cechy cytoplazmy:

Bezbarwny;
elastyczny;
śluzowo-lepki;
zbudowany;
ruchomy.

Płynna część cytoplazmy różni się składem chemicznym w komórkach o różnych specjalizacjach. Główną substancją jest woda od 70% do 90%, zawiera także białka, węglowodany, fosfolipidy, pierwiastki śladowe i sole.

Równowaga kwasowo-zasadowa utrzymuje się na poziomie 7,1–8,5 pH (lekko zasadowy).

Cytoplazma badana pod dużym powiększeniem mikroskopu nie jest ośrodkiem jednorodnym. Istnieją dwie części - jedna znajduje się na obrzeżach w obszarze plazmalemy (ektoplazma), drugi znajduje się blisko rdzenia (endoplazma).

Ektoplazma służy jako łącznik ze środowiskiem, płynem międzykomórkowym i sąsiadującymi komórkami. Endoplazma- To jest lokalizacja wszystkich organelli.

Struktura cytoplazmy zawiera specjalne elementy - mikrotubule i mikrofilamenty.

Mikrotubule– organelle niebłonowe niezbędne do przemieszczania się organelli wewnątrz komórki i tworzenia cytoszkieletu. Globularna tubulina białkowa jest głównym budulcem mikrotubul. Średnica jednej cząsteczki tubuliny nie przekracza 5 nm. W tym przypadku cząsteczki są w stanie łączyć się ze sobą, tworząc razem łańcuch. 13 takich łańcuchów tworzy mikrotubulę o średnicy 25 nm.

Cząsteczki tubuliny są w ciągłym ruchu, tworząc mikrotubule, a jeśli komórka zostanie wystawiona na działanie niekorzystnych czynników, proces ten zostaje zakłócony. Mikrotubule są skrócone lub całkowicie zdenaturowane. Te elementy cytoplazmy są bardzo ważne w życiu komórek roślinnych i bakteryjnych, ponieważ biorą udział w budowie ich błon.

Mikrofilamenty- Są to submikroskopijne, niebłonowe organelle tworzące cytoszkielet. Są także częścią aparatu kurczliwego komórki. Mikrofilamenty składają się z dwóch rodzajów białek - aktyny i miozyny. Włókna aktyny są cienkie do średnicy 5 nm, a włókna miozyny grube – do 25 nm. Mikrofilamenty skupiają się głównie w ektoplazmie. Istnieją również specyficzne włókna, które są charakterystyczne dla konkretnego typu komórek.

Mikrotubule i mikrofilamenty tworzą razem cytoszkielet komórkowy, który zapewnia wzajemne połączenie wszystkich organelli i metabolizm wewnątrzkomórkowy.

W cytoplazmie izolowane są także biopolimery o dużej masie cząsteczkowej. Łączą się w kompleksy błonowe, które przenikają całą wewnętrzną przestrzeń komórki, określają położenie organelli i oddzielają cytoplazmę od ściany komórkowej.

Cechy strukturalne cytoplazmy polegają na zdolności do zmiany jej środowiska wewnętrznego. Może występować w dwóch stanach: półpłynnym ( sol) i lepki ( żel). Zatem w zależności od wpływu czynników zewnętrznych (temperatura, promieniowanie, roztwory chemiczne) cytoplazma przechodzi z jednego stanu do drugiego.

Funkcje

Wypełnia przestrzeń wewnątrzkomórkową;
łączy ze sobą wszystkie elementy konstrukcyjne komórki;
transportuje syntetyzowane substancje pomiędzy organellami i na zewnątrz komórki;
ustala lokalizację organelli;
jest ośrodkiem reakcji fizycznych i chemicznych;
odpowiedzialny za turgor komórki, stałość środowiska wewnętrznego komórki.

Funkcje cytoplazmy w komórce zależą także od rodzaju samej komórki: roślinnej, zwierzęcej, eukariotycznej czy prokariotycznej. Ale we wszystkich żywych komórkach w cytoplazmie zachodzi ważne zjawisko fizjologiczne - glikoliza. Proces utleniania glukozy, który zachodzi w warunkach tlenowych i kończy się wyzwoleniem energii.

Ruch cytoplazmy

Cytoplazma jest w ciągłym ruchu, ta cecha ma ogromne znaczenie w życiu komórki. Dzięki ruchowi możliwe są procesy metaboliczne wewnątrz komórki oraz dystrybucja syntetyzowanych pierwiastków pomiędzy organellami.

Biolodzy obserwowali ruch cytoplazmy w dużych komórkach, monitorując jednocześnie ruch wakuoli. Za ruch cytoplazmy odpowiadają mikrofilamenty i mikrotubule, które ulegają aktywacji w obecności cząsteczek ATP.

Ruch cytoplazmy pokazuje, jak aktywne są komórki i jaką mają zdolność do przetrwania. Proces ten jest zależny od wpływów zewnętrznych, zatem najmniejsze zmiany czynników środowiskowych go zatrzymują lub przyspieszają.

Rola cytoplazmy w biosyntezie białek. Biosynteza białek odbywa się przy udziale rybosomów, które znajdują się bezpośrednio w cytoplazmie lub na ziarnistej ER. Ponadto przez pory jądrowe mRNA przedostaje się do cytoplazmy, która przenosi informację skopiowaną z DNA. Egzoplazma zawiera aminokwasy niezbędne do syntezy białek i enzymy katalizujące te reakcje.

Tabela podsumowująca strukturę i funkcje cytoplazmy

Elementy konstrukcyjne	Struktura	Funkcje
Ektoplazma	Gęsta warstwa cytoplazmy	Zapewnia połączenie ze środowiskiem zewnętrznym
Endoplazma	Bardziej płynna warstwa cytoplazmy	Lokalizacja organelli komórkowych
Mikrotubule	Zbudowany z białka globularnego – tubuliny o średnicy 5 nm, które jest zdolne do polimeryzacji	Odpowiada za transport wewnątrzkomórkowy
Mikrofilamenty	Zbudowany z włókien aktyny i miozyny	Tworzą cytoszkielet, utrzymują połączenia między wszystkimi organellami

Hialoplazma (matryca cytoplazmatyczna) jest przezroczystym roztworem koloidalnym substancji organicznych i nieorganicznych
znajomości. Spośród związków nieorganicznych w hialoplazmie dominuje woda (od 50 do 90%),
występują kationy Ca2+, K+, aniony kwasów węglowego i fosforowego, tlen rozpuszczony,
dwutlenek węgla i inne gazy. Związki organiczne reprezentowane są przez białka, aminokwasy,
lipidy, węglowodany, różne typy RNA, poszczególne nukleotydy. W cytoplazmie są substancja podstawowa, organelle i inkluzje. Główną substancją cytoplazmy jest hialoplazma wypełnia przestrzeń pomiędzy plazmalemmą, otoczką jądrową i innymi strukturami wewnątrzkomórkowymi. Główna substancja cytoplazmy tworzy prawdziwe wewnętrzne środowisko komórki, które jednoczy wszystkie struktury wewnątrzkomórkowe i zapewnia wzajemne oddziaływanie. Funkcję jednoczącą i rusztującą matrycy można powiązać z siecią mikrobeleczkową utworzoną z cienkich włókienek przy użyciu mikroskopu elektronowego dużej mocy. Również funkcjonalnie macierz cytoplazmatyczna jest miejscem metabolizmu wewnątrzkomórkowego. Znaczna część wewnątrzkomórkowego ruchu substancji i struktur zachodzi przez hialoplazmę. Hialoplazmę należy uważać za złożony układ koloidalny zdolny do przejścia ze stanu ciekłego w żelowy.

Funkcje hialoplazmy:
1. Jest środowiskiem wewnętrznym, w którym zachodzi wiele chemicznych procesów energetycznych
i wymiany tworzyw sztucznych, a w szczególności:
- procesy beztlenowego metabolizmu energii z utworzeniem niewielkiej ilości
ATP;
- procesy syntezy białek na rybosomach z udziałem mRNA, tRNA.
2. Łączy wszystkie struktury komórkowe i zapewnia interakcję między nimi.
Cytoplazma żywej komórki charakteryzuje się ciągłym ruchem jej cząstek koloidalnych i innych
składniki (cykloza). Cykloza zapewnia transport substancji i ruch organelli
(na przykład ruch chloroplastów, wakuoli trawiennych), optymalizacja procesów metabolicznych
substancji, usuwając produkty przemiany materii z komórki.
Organoidy- są to stałe wyspecjalizowane składniki cytoplazmy, które mają
określoną strukturę i pełni w komórce określone funkcje.

7. Organelle ogólnego przeznaczenia. Ich budowa i funkcje .

Organelle ogólnego przeznaczenia dzielą się na membrana I niemembranowe. Z kolei membrany dzielą się na pojedyncza membrana I podwójna membrana.
DO pojedyncza membrana włączać:

Siateczka śródplazmatyczna (ER). Jest to system membran tworzących zbiorniki i kanały, połączonych ze sobą i wyznaczających jedną przestrzeń wewnętrzną – wnęki EPR. Istnieją dwa rodzaje EPR: surowy, zawierający rybosomy na swojej powierzchni i gładki, których błony nie przenoszą rybosomów.
Funkcje: dzieli cytoplazmę komórki na izolowane przedziały, zapewniając w ten sposób przestrzenne oddzielenie od siebie wielu różnych reakcji zachodzących równolegle. Przeprowadza syntezę i rozkład węglowodanów i lipidów (gładki ER) oraz zapewnia syntezę białek (szorstki ER), gromadzi się w kanałach i jamach, a następnie transportuje produkty biosyntezy do organelli komórkowych.

Aparat Golgiego. Organella zwykle zlokalizowana w pobliżu jądra komórkowego (w komórkach zwierzęcych często w pobliżu centrum komórki). Jest to stos spłaszczonych cystern o poszerzonych krawędziach, składający się z 4-6 cystern. Liczba stosów aparatu Golgiego w komórce waha się od jednego do kilkuset.
Najważniejszą funkcją kompleksu Golgiego jest usuwanie różnych wydzielin (enzymów, hormonów) z komórki, dlatego jest dobrze rozwinięty w komórkach wydzielniczych. Tutaj zachodzi synteza węglowodanów złożonych z cukrów prostych, dojrzewanie białek i tworzenie lizosomów.

Lizosomy. Najmniejsze jednobłonowe organelle komórkowe, które są pęcherzykami o średnicy 0,2-0,8 mikrona, zawierającymi do 60 enzymów hydrolitycznych. Tworzenie lizosomów zachodzi w aparacie Golgiego. Rozkład substancji za pomocą enzymów nazywa się lizą, stąd nazwa organelli.
Wyróżnia się: lizosomy pierwotne wtórne – lizosomy powstałe w wyniku fuzji lizosomów pierwotnych z wakuolami pinocytotycznymi lub fagocytotycznymi; Zachodzi w nich trawienie i liza substancji dostających się do komórki (dlatego często nazywane są wakuolami trawiennymi):
Czasami dochodzi do samozniszczenia komórek przy udziale lizosomów. Proces ten nazywa się autolizą.

Wakuole- duże pęcherzyki błonowe lub wgłębienia w cytoplazmie wypełnione sokiem komórkowym. Wakuole powstają w komórkach roślinnych i grzybowych z pęcherzykowatych przedłużeń siateczki śródplazmatycznej lub z pęcherzyków kompleksu Golgiego. Wakuole absorbują nadmiar wody, a następnie wydalają ją na zewnątrz poprzez skurcze.

Do podwójnej membrany organelle obejmują:

Plastydy - Plastydy- organelle charakterystyczne tylko dla komórek roślinnych i występujące we wszystkich żywych komórkach roślin zielonych. Wewnętrzna błona chloroplastu tworzy wgłębienia w zrębie - tylakoidy. Leukoplasty- małe, bezbarwne plastydy o różnych kształtach znajdują się głównie w komórkach narządów ukrytych przed światłem słonecznym (korzenie, kłącza, bulwy, nasiona). Dokonują wtórnej syntezy i gromadzenia rezerwowych składników odżywczych

Mitochondria- integralne składniki wszystkich komórek eukariotycznych. Grubość 0,5 mikrona i długość do 7-10 mikronów. Mitochondria są ograniczone dwiema błonami - zewnętrzną i wewnętrzną. Zewnętrzna błona oddziela ją od hialoplazmy. Błona wewnętrzna tworzy wiele wgłębień w mitochondriach - tak zwane cristae. Enzymy biorące udział w oddychaniu tlenem znajdują się na błonie cristae lub wewnątrz niej, a ograniczona przez nią wewnętrzna zawartość mitochondrium (matrycy) jest zbliżona składem do cytoplazmy. Macierz zawiera różne białka, w tym enzymy, DNA (cząsteczkę kolistą), wszystkie typy RNA, aminokwasy, rybosomy i szereg witamin. DNA zapewnia mitochondriom pewną autonomię genetyczną, choć generalnie ich pracę koordynuje DNA jądrowy. Mitochondria są siłą napędową komórki.

Nie membranowe organelle:

Centrum komórkowe. Komórki większości zwierząt, a także niektórych grzybów, glonów, mchów i paproci posiadają centriole. Znajdują się one zwykle w centrum komórki, co decyduje o ich nazwie. Centriole to wydrążone cylindry o długości nie większej niż 0,5 µm. Ułożone są parami prostopadle do siebie. Każda centriola zbudowana jest z dziewięciu trójek mikrotubul.Główną funkcją centrioli jest organizowanie mikrotubul wrzeciona podziału komórkowego.

Rybosomy- Są to najmniejsze kuliste granulki będące miejscem syntezy białek z aminokwasów. Występują w komórkach wszystkich organizmów. 2 podjednostki– duże i małe, utworzone z
cząsteczki rybosomalnego RNA i białek.

Cytoszkielet-Elementy cytoszkieletu, ściśle związane z zewnętrzną błoną cytoplazmatyczną i otoczką jądrową, tworzą w cytoplazmie złożone sploty. Tworzy się cytoszkielet mikrotubule I mikrofilamenty, określa kształt komórki, uczestniczy w jej ruchach, w podziale i ruchu samej komórki, w wewnątrzkomórkowym transporcie organelli i poszczególnych związków.

8. Organelle do celów specjalnych. Ich budowa i funkcje.
Organelle specjalnego przeznaczenia są obecne w komórkach wyspecjalizowanych do pełnienia określonej funkcji, ale można je również znaleźć w małych ilościach w innych typach komórek. Należą do nich np. mikrokosmki powierzchni chłonnej komórek nabłonka jelitowego, rzęski nabłonka tchawicy i oskrzeli, pęcherzyki synaptyczne, transport nośników pobudzenia nerwowego z jednej komórki nerwowej do drugiej lub komórki narządu pracującego, miofibryle, od którego zależy skurcz mięśni.

Żelopodobna zawartość komórki, ograniczona błoną, nazywana jest cytoplazmą żywej komórki. Pojęcie to zostało wprowadzone w 1882 roku przez niemieckiego botanika Eduarda Strassburgera.

Struktura

Cytoplazma jest wewnętrznym środowiskiem każdej komórki i jest charakterystyczna dla komórek bakterii, roślin, grzybów i zwierząt.
Cytoplazma składa się z następujących składników:

hialoplazma (cytozole) - substancja ciekła;
wtręty komórkowe – opcjonalne składniki komórki;
organelle – stałe składniki komórki;
cytoszkielet - szkielet komórkowy.

Skład chemiczny cytozolu obejmuje następujące substancje:

woda - 85%;
białka - 10%
związki organiczne - 5%.

Związki organiczne obejmują:

sole mineralne;
węglowodany;
lipidy;
związki zawierające azot;
niewielka ilość DNA i RNA;
glikogen (charakterystyka komórek zwierzęcych).

Ryż. 1. Skład cytoplazmy.

Cytoplazma zawiera zapas składników odżywczych (krople tłuszczu, ziarna polisacharydów), a także nierozpuszczalne produkty przemiany materii komórki.

Cytoplazma jest bezbarwna i stale się porusza i przepływa. Zawiera wszystkie organelle komórki i pośredniczy w ich wzajemnych połączeniach. Po częściowym usunięciu cytoplazma zostaje przywrócona. Kiedy cytoplazma zostanie całkowicie usunięta, komórka umiera.

Struktura cytoplazmy jest niejednorodna. Warunkowo przydzielaj dwie warstwy cytoplazmy:

TOP 4 artykułyktórzy czytają razem z tym

ektoplazma (plazmagel) - zewnętrzna gęsta warstwa, która nie zawiera organelli;
endoplazma (plazmasol) - wewnętrzna, bardziej płynna warstwa zawierająca organelle.

Podział na ektoplazmę i endoplazmę jest wyraźnie wyrażony u pierwotniaków. Ektoplazma pomaga komórce się poruszać.

Na zewnątrz cytoplazma jest otoczona błoną cytoplazmatyczną lub plazmalemmą. Chroni komórkę przed uszkodzeniami, przeprowadza selektywny transport substancji i zapewnia drażliwość komórek. Błona składa się z lipidów i białek.

Aktywność życiowa

Cytoplazma jest istotną substancją biorącą udział w głównych procesach komórkowych:

metabolizm;
wzrost;
dział.

Ruch cytoplazmy nazywany jest cyklozą lub przepływem cytoplazmatycznym. Występuje w komórkach eukariotycznych, w tym u człowieka. Podczas cyklozy cytoplazma dostarcza substancje do wszystkich organelli komórki, przeprowadzając metabolizm komórkowy. Cytoplazma przemieszcza się przez cytoszkielet wraz z zużyciem ATP.

Wraz ze wzrostem objętości cytoplazmy komórka rośnie. Proces podziału ciała komórki eukariotycznej po podziale jądrowym (kariokineza) nazywany jest cytokinezą. W wyniku podziału ciała cytoplazma wraz z organellami rozdzielana jest pomiędzy dwie komórki potomne.

Ryż. 2. Cytokineza.

Funkcje

Główne funkcje cytoplazmy w komórce opisano w tabeli.

Oddzielenie cytoplazmy od błony poprzez osmozę wypływającej wody nazywa się plazmolizą. Proces odwrotny - deplazmoliza - zachodzi, gdy do komórki dostanie się wystarczająca ilość wody. Procesy te są charakterystyczne dla każdej komórki z wyjątkiem komórek zwierzęcych.

Ryż. 3. Plazmoliza i deplazmoliza.

Czego się nauczyliśmy?

Cytoplazma jest półpłynną substancją zawierającą organelle i wtręty komórki. Rola cytoplazmy w komórce jest ważna dla pracy i wzajemnych połączeń wszystkich organelli. Ruchliwość i turgor cytoplazmy przyczyniają się do dostarczania substancji ze środowiska zewnętrznego i z powrotem, a także metabolizmu wewnątrzkomórkowego. Bez cytoplazmy komórka staje się nieżywotna.

Testuj w temacie

Ocena raportu

Średnia ocena: 4.7. Łączna liczba otrzymanych ocen: 177.

κύτος „komórka” i πλάσμα budynek „zawartość”) – środowisko wewnętrzne żywej lub martwej komórki, z wyjątkiem jądra i wakuoli, ograniczone błoną plazmatyczną. Obejmuje hialoplazmę - główną przezroczystą substancję cytoplazmy, znajdujące się w niej niezbędne składniki komórkowe - organelle, a także różne nietrwałe struktury - inkluzje.

Cytoplazma zawiera wszystkie rodzaje substancji organicznych i nieorganicznych. Zawiera również nierozpuszczalne odpady metaboliczne i rezerwowe składniki odżywcze. Główną substancją cytoplazmy jest woda.

Cytoplazma jest w ciągłym ruchu, przepływa wewnątrz żywej komórki, poruszając się wraz z nią różnymi substancjami, inkluzjami i organellami. Ten ruch nazywa się cyklozą. Zachodzą w nim wszystkie procesy metaboliczne.

Cytoplazma jest zdolna do wzrostu i reprodukcji, a jeśli zostanie częściowo usunięta, może zostać przywrócona. Jednak cytoplazma funkcjonuje normalnie tylko w obecności jądra. Bez niej cytoplazma nie może długo istnieć, podobnie jak jądro bez cytoplazmy.

Najważniejszą rolą cytoplazmy jest łączenie wszystkich struktur komórkowych (składników) i zapewnienie ich chemicznego oddziaływania. Cytoplazma utrzymuje również turgor (objętość) komórki i utrzymuje temperaturę.

Fundacja Wikimedia. 2010.

Synonimy:

Zobacz, co „Cytoplazma” znajduje się w innych słownikach:

Cytoplazma... Słownik ortografii – podręcznik

CYTOPLAZM, galaretowata substancja wewnątrz KOMÓRKI otaczającej Jądro. Cytoplazma ma złożony skład i zawiera różne ciała zwane organellami, które pełnią określone funkcje w procesie metabolicznym. Białka powstają w cytoplazmie... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

Sarkoplazma Słownik rosyjskich synonimów. rzeczownik cytoplazma, liczba synonimów: 5 aksoplazma (1) ... Słownik synonimów

- (z cyto... i osocza) pozajądrowa część protoplazmy komórek zwierzęcych i roślinnych. Składa się z hialoplazmy, która zawiera organelle i inne wtręty... Wielki słownik encyklopedyczny

- (z cyto... i osocza), obowiązkowa część komórki, zamknięta pomiędzy plazmą. membrana i rdzeń; wysoce uporządkowany wielofazowy układ koloidalny hialoplazmy z umieszczonymi w nim organellami. Czasem dzwonił C. tylko hialoplazma. Dla T....... Biologiczny słownik encyklopedyczny

Nazwa zaproponowana przez Stasbergera dla określenia protoplazmy komórki, w przeciwieństwie do protoplazmy jądra lub nukleoplazmy... Encyklopedia Brockhausa i Efrona

cytoplazma- Koloidalny składnik komórki zawierający organelle i inkluzje Tematy biotechnologiczne EN cytoplazma ... Przewodnik tłumacza technicznego

Cytoplazma- (z cyto... i plazmy wyrzeźbiony, ukształtowany), wewnętrzna zawartość komórki (z wyjątkiem jądra), otoczona błoną. Składa się z hialoplazmy (złożonego roztworu koloidalnego) i zanurzonych w niej różnych struktur (organelli). W cytoplazmie... ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

Cytoplazma- * cytoplazma * cytoplazma to protoplazma komórki bez jądra komórkowego, w której zachodzi większość procesów komórkowych. Komórka składa się z retikulum endoplazmatycznego (patrz) i szeregu innych organelli (patrz), znajdujących się w głównym środowisku wewnętrznym komórki,... ... Genetyka. słownik encyklopedyczny

Y; I. Biol. Zewnątrzjądrowa część protoplazmy organizmów zwierzęcych i roślinnych. ◁ Cytoplazmatyczny, och, och. * * * cytoplazma (z cyto... i osocza), pozajądrowa część protoplazmy komórek zwierzęcych i roślinnych. Składa się z hialoplazmy, w której... ... słownik encyklopedyczny

Cytoplazma jest prawdopodobnie najważniejszą częścią każdej struktury komórkowej, reprezentującą rodzaj „tkanki łącznej” pomiędzy wszystkimi składnikami komórki.

Funkcje i właściwości cytoplazmy są różnorodne, a jej rola w zapewnieniu życia komórki jest nie do przecenienia.

W artykule opisano większość procesów zachodzących w najmniejszej żywej strukturze na poziomie makro, gdzie główną rolę odgrywa żelowa masa wypełniająca wewnętrzną objętość komórki oraz nadająca jej wygląd i kształt.

W kontakcie z

Cytoplazma jest lepką (galaretowatą) przezroczystą substancją, która wypełnia każdą komórkę i jest ograniczona błoną komórkową. Składa się z wody, soli, białek i innych cząsteczek organicznych.

Wszystkie organelle eukariontów, takie jak jądro, retikulum endoplazmatyczne i mitochondria, znajdują się w cytoplazmie. Jego część, która nie jest zawarta w organellach, nazywa się cytozolem. Choć może się wydawać, że cytoplazma nie ma kształtu ani struktury, w rzeczywistości jest substancją wysoce zorganizowaną, którą zapewnia tzw. cytoszkielet (struktura białkowa). Cytoplazma została odkryta w 1835 roku przez Roberta Browna i innych naukowców.

Skład chemiczny

Substancją wypełniającą komórkę jest głównie cytoplazma. Substancja ta jest lepka, żelowa, składa się w 80% z wody i zazwyczaj jest przezroczysta i bezbarwna.

Cytoplazma jest substancją życia, zwaną także zupa molekularna, w którym organelle komórkowe są zawieszone i połączone ze sobą dwuwarstwową błoną lipidową. Cytoszkielet znajdujący się w cytoplazmie nadaje jej kształt. Proces przepływu cytoplazmatycznego zapewnia przepływ przydatnych substancji między organellami i usuwanie produktów przemiany materii. Substancja ta zawiera wiele soli i jest dobrym przewodnikiem prądu elektrycznego.

Jak już powiedziano, treść składa się w 70-90% z wody i jest bezbarwny. Zachodzi w nim większość procesów komórkowych, na przykład glikoza, metabolizm, procesy podziału komórek. Zewnętrzna przezroczysta warstwa szklista nazywana jest ektoplazmą lub korą komórkową, wewnętrzna część substancji nazywana jest endoplazmą. W komórkach roślinnych zachodzi proces przepływu cytoplazmatycznego, czyli przepływu cytoplazmy wokół wakuoli.

Główna charakterystyka

Należy wymienić następujące właściwości cytoplazmy:

Struktura i komponenty

U prokariotów (takich jak bakterie), które nie mają jądra związanego z błoną, cytoplazma reprezentuje całą zawartość komórki w błonie komórkowej. U eukariontów (na przykład komórek roślinnych i zwierzęcych) cytoplazma składa się z trzech odrębnych składników: cytozolu, organelli oraz różnych cząstek i granulek zwanych inkluzjami cytoplazmatycznymi.

Cytosol, organelle, inkluzje

Cytozol jest półpłynnym składnikiem zlokalizowanym na zewnątrz jądra i wewnątrz błony komórkowej. Cytozol stanowi około 70% objętości komórki i składa się z wody, włókien cytoszkieletowych, soli oraz cząsteczek organicznych i nieorganicznych rozpuszczonych w wodzie. Zawiera także białka i rozpuszczalne struktury, takie jak rybosomy i proteasomy. Wewnętrzna część cytozolu, najbardziej płynna i ziarnista, nazywana jest endoplazmą.

Sieć włókien i duże stężenie rozpuszczonych makrocząsteczek, takich jak białka, prowadzą do tworzenia agregatów makromolekularnych, które silnie wpływają na transport substancji pomiędzy składnikami cytoplazmy.

Organoid oznacza „mały organ” powiązany z błoną. Organelle znajdują się wewnątrz komórki i pełnią określone funkcje niezbędne do podtrzymania życia tego najmniejszego elementu życia. Organelle to małe struktury komórkowe, które pełnią wyspecjalizowane funkcje. Można podać następujące przykłady:

mitochondria;
rybosomy;
rdzeń;
lizosomy;
chloroplasty (w roślinach);
siateczka śródplazmatyczna;
Aparat Golgiego.

Wewnątrz komórki znajduje się także cytoszkielet – sieć włókien, które pomagają jej zachować swój kształt.

Inkluzje cytoplazmatyczne to cząstki tymczasowo zawieszone w galaretowatej substancji i składają się z makrocząsteczek i granulek. Można spotkać trzy rodzaje takich inkluzji: wydzielnicze, odżywcze i pigmentowane. Przykłady inkluzji wydzielniczych obejmują białka, enzymy i kwasy. Glikogen (cząsteczka magazynująca glukozę) i lipidy są głównymi przykładami wtrąceń składników odżywczych, a melanina występująca w komórkach skóry jest przykładem wtrąceń pigmentowych.

Inkluzje cytoplazmatyczne, będące małymi cząsteczkami zawieszonymi w cytozolu, reprezentują różnorodną gamę inkluzji występujących w różnych typach komórek. Mogą to być kryształy szczawianu wapnia lub dwutlenku krzemu w roślinach lub granulki skrobi i glikogenu. Szeroką gamę inkluzji stanowią lipidy, które mają kształt kulisty, występują zarówno u prokariotów, jak i eukariontów i służą do gromadzenia tłuszczów i kwasów tłuszczowych. Na przykład takie wtrącenia zajmują większość objętości tłuszczów - wyspecjalizowanych komórek magazynujących.

Funkcje cytoplazmy w komórce

Najważniejsze funkcje można przedstawić w poniższej tabeli:

zapewnienie kształtu komórki;
siedlisko organelli;
transport substancji;
dostarczanie składników odżywczych.

Cytoplazma służy do podtrzymywania organelli i cząsteczek komórkowych. W cytoplazmie zachodzi wiele procesów komórkowych. Niektóre z tych procesów obejmują synteza białek, pierwszy etap oddychania komórkowego, który jest nazywany glikoliza, procesy mitozy i mejozy. Ponadto cytoplazma pomaga hormonom przemieszczać się po komórce, a także usuwane są przez nią produkty przemiany materii.

Większość różnych działań i wydarzeń ma miejsce w tej żelatynowej cieczy, która zawiera enzymy sprzyjające rozkładowi produktów przemiany materii i zachodzi tu również wiele procesów metabolicznych. Cytoplazma nadaje komórce kształt, wypełnia ją i pomaga utrzymać organelle na swoich miejscach. Bez tego komórka wyglądałaby na „opróżnioną”, a różne substancje nie mogłyby łatwo przemieszczać się z jednej organelli do drugiej.

Transport substancji

Płynna substancja zawarta w komórce jest bardzo ważna dla utrzymania jej funkcji życiowych, ponieważ umożliwia łatwą wymianę składników odżywczych pomiędzy organellami. Wymiana ta wynika z procesu przepływu cytoplazmatycznego, czyli przepływu cytozolu (najbardziej mobilnej i płynnej części cytoplazmy) przenoszącego składniki odżywcze, informację genetyczną i inne substancje z jednej organelli do drugiej.

Niektóre z procesów zachodzących w cytozolu obejmują również transfer metabolitów. Organelle mogą wytwarzać aminokwasy, kwasy tłuszczowe i inne substancje, które przedostają się przez cytozol do organelli potrzebujących tych substancji.

Do czego prowadzą przepływy cytoplazmatyczne sama komórka może się poruszać. Niektóre z najmniejszych struktur życiowych są wyposażone w rzęski (małe struktury przypominające włosy na zewnątrz komórki, które umożliwiają komórce poruszanie się w przestrzeni). W przypadku innych komórek, na przykład ameby, jedynym sposobem poruszania się jest ruch płynu w cytozolu.

Dostawy składników odżywczych

Oprócz transportu różnych materiałów, płynna przestrzeń między organellami działa jako rodzaj komory magazynującej te materiały do momentu, gdy będą one faktycznie potrzebne tej czy innej organelli. Białka, tlen i różne elementy budulcowe są zawieszone w cytozolu. Oprócz przydatnych substancji cytoplazma zawiera także produkty przemiany materii, które czekają na swoją kolej, aż proces usuwania usunie je z komórki.

Membrana plazmowa

Błona komórkowa, czyli plazma, jest formacją uniemożliwiającą przepływ cytoplazmy z komórki. Błona ta składa się z fosfolipidów, które tworzą dwuwarstwę lipidową, która jest półprzepuszczalna: tylko niektóre cząsteczki mogą przenikać przez tę warstwę. Białka, lipidy i inne cząsteczki mogą przenikać przez błonę komórkową w procesie endocytozy, w wyniku którego powstaje pęcherzyk zawierający te substancje.

Pęcherzyk zawierający płyn i cząsteczki oddziela się od błony, tworząc endosom. Ten ostatni przemieszcza się wewnątrz komórki do odbiorców. Produkty przemiany materii są eliminowane w procesie egzocytozy. W procesie tym pęcherzyki powstałe w aparacie Golgiego łączą się z membraną, która wypycha ich zawartość do otoczenia. Błona nadaje również komórce kształt i służy jako platforma podtrzymująca dla cytoszkieletu i ściany komórkowej (u roślin).

Komórki roślinne i zwierzęce

Podobieństwo zawartości wewnętrznej komórek roślinnych i zwierzęcych wskazuje na ich podobne pochodzenie. Cytoplazma zapewnia mechaniczne wsparcie zawieszonym w niej wewnętrznym strukturom komórki.

Cytoplazma utrzymuje kształt i konsystencję komórki, a także zawiera wiele substancji chemicznych kluczowych dla utrzymania procesów życiowych i metabolizmu.

W galaretowatej zawartości zachodzą reakcje metaboliczne, takie jak glikoza i synteza białek. W komórkach roślinnych, w przeciwieństwie do komórek zwierzęcych, następuje ruch cytoplazmy wokół wakuoli, co jest znane jako przepływ cytoplazmatyczny.

Cytoplazma komórek zwierzęcych jest substancją przypominającą rozpuszczony w wodzie żel, wypełnia całą objętość komórki i zawiera białka oraz inne ważne cząsteczki niezbędne do życia. Żelopodobna masa zawiera białka, węglowodory, sole, cukry, aminokwasy i nukleotydy, wszystkie organelle komórkowe i cytoszkielet.