Cytoplasmfunktioner, delar och egenskaper



den cytoplasman är ämnet som finns i cellerna, vilket innefattar den cytoplasmatiska matrisen (eller cytosol) och de subcellulära facken. Cytosolen är lite mer än halv (ca 55%) av den totala volymen av cellen och är det område där syntes och nedbrytning av proteiner sker, vilket ger ett lämpligt medel för de som utför metaboliska reaktioner som krävs.

Alla komponenter är i en prokaryot cell cytoplasma, medan i eukaryoter finns det andra uppdelningar, som kärnan. I eukaryota celler, är den återstående cellvolymen (45%) som upptas av de cytoplasmiska organeller, såsom mitokondrier, slät och grov endoplasmisk retikulum, cellkärnan, peroxisomer, lysosomer och endosomer.

index

  • 1 Allmänna egenskaper
  • 2 komponenter
    • 2.1 Citosol
    • 2.2 Membranösa organeller
    • 2.3 Diskreta organeller
    • 2.4 Non-membranous organelles
    • 2.5 Inkluderingar
  • 3 Egenskaper hos cytoplasma
    • 3.1 Det är en kolloid
    • 3.2 Thixotropa egenskaper
    • 3.3 Cytoplasman beter sig som en hydrogel
    • 3.4 Cyklisk rörelse
  • 4 faser av cytosolen
  • 5 funktioner
  • 6 referenser

Allmänna egenskaper

Cytoplasman är det ämne som fyller insidan av celler och är uppdelad i två komponenter: den flytande fraktionen som kallas cytosolen eller organeller och cytoplasmisk matris som är inbäddade i det - i fallet med eukaryota härstamning.

Cytosolen är den gelatinösa matris i cytoplasman och är sammansatt av ett stort utbud av lösta ämnen, såsom joner, intermediära metaboliter, kolhydrater, lipider, proteiner och ribonukleinsyror (RNA). Det kan förekomma i två omvandlingsfaser: gelfasen och solfasen.

Det är en kolloidal matris som liknar en vattenhaltig gel sammansatt av vatten - huvudsakligen - och ett nätverk av fibrösa proteiner motsvarande cytoskelettet, inklusive aktin, mikrotubuli och intermediära filament, och en serie av accessoriska proteiner som bidrar till att bilda en ram.

Detta nätverk bildat av proteinfilament diffunderar genom cytoplasman, vilket ger det egenskaper av viskoelasticitet och egenskaper hos en kontraktil gel.

Cytoskeletten är ansvarig för att ge stöd och stabilitet till den cellulära arkitekturen. Förutom att delta i transport av ämnen i cytoplasman och bidra till cellrörelsen, som i fagocytos.

komponenter

Cytoplasman är sammansatt av en cytoplasmatisk matris eller cytosol och av organellerna som är inbäddade i denna gelatinösa substans. Därefter kommer var och en att beskrivas på djupet:

cytosol

Cytosolen är den färglösa, ibland gråaktiga, gelatinösa och genomskinliga substansen som finns på utsidan av organellerna. Det anses vara den lösliga delen av cytoplasman.

Den mest omfattande delen av denna matris är vatten, som bildar mellan 65 och 80% av dess totala sammansättning, förutom i benceller, emalj av tänder och frön.

När det gäller dess kemiska sammansättning motsvarar 20% proteimolekyler. Den har mer än 46 element som används av cellen. Av dessa anses endast 24 nödvändiga för livet.

Bland de mest framträdande elementen kan nämnas kol, väte, kväve, syre, fosfor och svavel.

På samma sätt är denna matris rik på joner och retentionen av dessa ger en ökning av cellens osmotiska tryck. Dessa joner hjälper till att upprätthålla en optimal syrabasbalans i cellmiljön.

Mångfalden av joner som finns i cytosolen varierar beroende på den studerade celltypen. Till exempel har muskel- och nervceller höga koncentrationer av kalium och magnesium, medan kalciumjon är särskilt rik i blodceller..

Membranösa organeller

I fallet med eukaryota celler finns en mängd olika subcellulära fack som är inbäddade i den cytoplasmatiska matrisen. Dessa kan delas in i membranösa och diskreta organeller.

Endoplasmatisk retikulum och Golgi-apparaten hör till den första gruppen, vilka båda är system av påsformade membran som är sammankopplade. Av denna anledning är det svårt att definiera gränsen för sin struktur. Dessutom presenterar dessa fack rumslig och temporal kontinuitet med plasmamembranet.

Endoplasmatisk retikulum är uppdelad i jämn eller grov, beroende på närvaron eller frånvaron av ribosomer. Den släta är ansvarig för metabolism av små molekyler, har avgiftningsmetoder och syntes av lipider och steroider.

Däremot har den grova endoplasmatiska retiklet ribosomer förankrade till membranet och är primärt ansvarig för syntes av proteiner som utsöndras av cellen.

Golgiapparaten är en uppsättning skivor i form av skivor och deltar i syntesen av membran och proteiner. Dessutom har den enzymatiska maskinen nödvändig för att göra förändringar i proteiner och lipider, inklusive glykosylering. Det deltar också i lagring och distribution av lysosomer och peroxisomer.

Diskreta organeller

Den andra gruppen består av intracellulära organeller som är diskreta och deras gränser observeras tydligt genom närvaron av membran.

Är isolerade från andra organeller från strukturellt och fysiskt, även om det kan finnas interaktioner med andra fack, till exempel, mitokondrierna kan interagera med membranorganeller.

I denna grupp är mitokondrier, organeller som har den nödvändiga för att utföra väsentliga metaboliska vägar såsom citronsyracykelenzymer, elektrontransportkedjan, ATP-syntes och b-oxidation av fettsyror.

Lysosomer är organeller också diskret och är ansvariga för att lagra hydrolytiska enzymer som hjälper reabsorption av proteiner, för att förstöra bakterier och nedbrytning av cytoplasmiska organeller.

Mikrogenerna (peroxisomer) deltar i oxidativa reaktioner. Dessa strukturer har enzymet katalas som hjälper till att omvandla väteperoxid - en toxisk metabolism - till ämnen som är ofarliga för cellen: vatten och syre. B-oxidation av fettsyror förekommer i dessa kroppar.

När det gäller växter finns det andra organeller som kallas plastider. Dessa utför dussintals funktioner i växtcellen och de mest framstående är kloroplasterna, där fotosyntes förekommer.

Icke-membranösa organeller

Cellen har också strukturer som inte är bundna av biologiska membran. Dessa innefattar cytoskeletalkomponenterna som innefattar mikrotubuli, intermittenta filament och aktinmikrofilament..

Actinfilamenten är sammansatta av globulära molekyler och är flexibla kedjor, medan mellanfilamenten är resistenta och består av olika proteiner. Dessa proteiner är ansvariga för att ge resistens mot dragkraft och ger styrka till cellen.

Centriolen är en strukturell duo i cylinderform och är också icke-membranösa organeller. De är belägna i centrosomer eller organiserade centra av mikrotubuli. Dessa strukturer ger upphov till cellernas basala kroppar.

Slutligen finns det ribosomer, strukturer som bildas av proteiner och ribosomala RNA som deltar i översättningsförfarandet (proteinsyntes). De kan vara fria i cytosolen eller förankras i den grova endoplasmatiska retikulumen.

Men flera författare anser inte att ribosomer ska klassificeras som organeller själva..

inneslutningar

Inkluderingarna är cytoplasmens komponenter som inte motsvarar organeller och i de flesta fall är de inte omgivna av lipidmembran.

Denna kategori innehåller ett stort antal heterogena strukturer, såsom granuler av pigment, kristaller, fetter, glykogen och vissa avfallssubstanser..

Dessa kroppar kan omges av enzymer som deltar i syntesen av makromolekyler från substansen närvarande vid införandet. Exempelvis kan glykogen ibland omges av enzymer såsom glykogensyntas eller glykogenfosforylas.

Inkluderingarna är vanliga i leverns celler och i muskelcellerna. På samma sätt har inklusionerna av håret och huden pigmentpigment som ger dem karaktäristiska färgämnen hos dessa strukturer.

Egenskaper hos cytoplasman

Det är en kolloid

Kemiskt är cytoplasman en kolloid, därför har den egenskaperna hos en lösning och en suspension samtidigt. Den består av molekyler med låg molekylvikt, såsom salter och glukos, och även av molekyler med en större massa, såsom proteiner.

Ett kolloidalt system kan definieras som en blandning av partiklar med en diameter mellan 1 / 1.000.000 och 1 / 10.000 dispergerade i ett flytande medium. Alla cellprotoplasma, inbegripet både cytoplasma och nukleoplasman, är en kolloidal lösning som de dispergerade proteiner uppvisar alla kännetecken på dessa system.

Proteiner kan bilda stabila kolloidala system, eftersom de beter sig som laddade joner i lösningen och interagerar enligt deras laddningar och för det andra kan de locka vattenmolekyler. Liksom varje kolloid har den egenskapen att upprätthålla detta tillstånd av suspension, vilket ger stabilitet till celler.

Utseendet på cytoplasman är grumligt eftersom molekylerna som komponerar det är stora och bryter ljus, detta fenomen kallas Tyndall-effekten.

Å andra sidan ökar partikelns bruna rörelse mötet med partiklar, vilket gynnar de enzymatiska reaktionerna i den cellulära cytoplasman.

Tixotropa egenskaper

Cytoplasmen uppvisar tixotropa egenskaper, liksom vissa icke-newtonska vätskor och pseudoplaster. Thixotropi avser förändringar i viskositeten över tiden: när vätskan utsätts för en ansträngning minskar viskositeten hos densamma.

Tixotropa substanser har stabilitet i viloläge och, när de störs, får fluiditet. I den dagliga miljön är vi i kontakt med denna typ av material, såsom tomatsås och yoghurt.

Cytoplasmen beter sig som en hydrogel

En hydrogel är en naturlig eller syntetisk substans som kan vara porös eller inte och har förmåga att absorbera stora mängder vatten. Dess förlängningskapacitet beror på faktorer som osmolaritet av mediet, jonstyrkan och temperaturen.

Cytoplasman har karaktäristiken hos en hydrogel, eftersom den kan absorbera signifikanta mängder vatten och volymen varierar som svar på utsidan. Dessa egenskaper har bekräftats i cytoplasman hos däggdjur.

Cykelrörelser

Den cytoplasmatiska matrisen kan göra rörelser som skapar ett ström eller cytoplasmatiskt flöde. Denna rörelse observeras vanligtvis i cytosols mest flytande fas och är orsaken till förskjutningen av cellulära fack, såsom pinosomer, fagosomer, lysosomer, mitokondrier, centrioler, bland andra..

Detta fenomen har observerats i de flesta djur- och växtceller. Amoeboidrörelser av protozoer, leukocyter, epitelceller och andra strukturer beror på cytos rörelse i cytoplasman.

Cytosolfaser

Viskositeten hos denna matris varierar beroende på koncentrationen av molekyler i cellen. Tack vare sin kolloidala natur kan två faser eller tillstånd särskiljas i cytoplasman: solfasen och gelfasen. Den första liknar en vätska, medan den andra liknar ett fast tack vare den högre koncentrationen av makromolekyler.

Till exempel kan vi vid beredningen av ett gelatin skilja båda tillstånden. I solfasen kan partiklarna röra sig fritt i vattnet, men när lösningen kyls blir den hårdare och blir en slags halvfast gel.

I gelstaten kan molekylerna hålla ihop genom olika typer av kemiska bindningar, inklusive H-H, C-H eller C-N. I det ögonblick då värmen appliceras på lösningen kommer den att återgå till solfasen.

Under naturliga förhållanden beror inversionen av faser i denna matris på olika fysiologiska, mekaniska och biokemiska faktorer i den cellulära miljön.

funktioner

Cytoplasman är en slags molekylsoppa där de enzymatiska reaktionerna som är nödvändiga för att upprätthålla cellulär funktion äger rum.

Det är ett idealiskt transportmedel för cellrespirationsprocesser och för biosyntesreaktioner, eftersom molekylerna inte solubiliseras i mediet och flyter i cytoplasman, redo att användas.

Dessutom kan cytoplasman tack vare sin kemiska sammansättning fungera som buffert eller buffert. Det fungerar också som ett lämpligt medium för suspension av organeller, skydda dem - och det genetiska materialet begränsat till kärnan - från plötsliga rörelser och möjliga kollisioner.

Cytoplasman bidrar till rörelsen av näringsämnen och cellförskjutning, tack vare genereringen av ett cytoplasmatiskt flöde. Detta fenomen består av cytoplasmens rörelse.  

Strömmar i cytoplasman är särskilt viktiga i stora växtceller och hjälper till att påskynda processen med materialfördelning.

referenser

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Molecular Biology of the Cell. Garland Science.
  2. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). biologi. Ed. Panamericana Medical.
  3. Fels, J., Orlov, S. N., & Grygorczyk, R. (2009). Hydrogel-naturen hos mammalisk cytoplasma bidrar till osmosensing och extracellulär pH-sensing. Biophysical Journal, 96(10), 4276-4285.
  4. Luby-Phelps, K., Taylor, D. L., & Lanni, F. (1986). Provning av cytoplasmens struktur. Journal of Cell Biology, 102(6), 2015-2022.
  5. Ross, M.H., & Pawlina, W. (2007). Histologi. Text- och Atlasfärg med cellulär och molekylärbiologi, 5aed. Ed. Panamericana Medical.
  6. Tortora, G.J., Funke, B.R., och Case, C.L. (2007). Introduktion till mikrobiologi. Ed. Panamericana Medical.