Cytoplasma -Funktionen, Teile und Eigenschaften

Er Zytoplasma Es ist die Substanz in den Zellen, die die zytoplasmatische Matrix oder Cytosol- und subzelluläre Kompartimente umfasst. Das Cytosol bildet etwas mehr als die Hälfte (ungefähr 55%) des Gesamtvolumens der Zelle und ist die Fläche, in der die Synthese und der Abbau der Proteine ​​auftreten, was ein angemessenes Mittel für die erforderlichen Stoffwechselreaktionen bietet, die durchgeführt werden müssen.

Alle Komponenten einer prokaryotischen Zelle befinden sich im Zytoplasma, während es in Eukaryoten andere Abteilungen wie den Kern gibt. In eukaryotischen Zellen wird das verbleibende Zellvolumen (45%) durch zytoplasmatische Organellen wie Mitochondrien, glatte und raue endoplasmatische Retikulum, Kern, Peroxisome, Lysosomen und Endosomere besetzt.

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Allgemeine Charakteristiken

Das Zytoplasma ist die Substanz, die das Innere der Zellen füllt und in zwei Komponenten unterteilt ist: die flüssige Fraktion.

Cytosol ist die gallertartige Matrix des Zytoplasmas und besteht aus einer immensen Vielfalt von gelösten Stoffen, wie Ionen, Zwischenmetaboliten, Kohlenhydraten, Lipiden, Proteinen und Ribonukleinsäuren (RNA) (RNA). Es kann in zwei miteinander konvertierbaren Phasen dargestellt werden: der Gelphase und der Sol -Phase.

Es besteht aus einer kolloidalen Matrix, die einem wässrigen Gel ähnelt, das aus Wasser besteht - hauptsächlich - und einem faserigen Proteinnetzwerk, das dem Zytoskelett entspricht, einschließlich Actin, Mikrotubuli und Zwischenfilamenten, zusätzlich zu einer Reihe von Accessoire -Proteinen, die zur Bildung eines Frameworks beitragen.

Dieses durch Proteinfilamente gebildete Netzwerk wird im gesamten Zytoplasma verteilt, wodurch es die Viskoelastizität und Eigenschaften eines kontraktilen Gels verleiht.

Das Zytoskelett ist verantwortlich für die Unterstützung und Stabilität der Zellarchitektur. Zusätzlich zur Teilnahme am Transport von Substanzen im Zytoplasma und zur Bewegung von Zellen, wie bei der Phagozytose. In der folgenden Animation sehen Sie das Zytoplasma einer Tierzelle (Zytoplasma):

Funktionen

Zytoplasma ist eine Art molekulare Suppe, bei der enzymatische Reaktionen, die für die Aufrechterhaltung der Zellfunktion unverzichtbar sind.

Es ist ein ideales Transportmittel für zelluläre Atemwegsprozesse und für Biosynthesereaktionen, da Moleküle in der Mitte nicht solubilisiert sind und im Zytoplasma schweben, verwendet werden, um verwendet zu werden.

Darüber hinaus kann das Zytoplasma dank seiner chemischen Zusammensetzung als Puffer oder Stoßdämpfer fungieren. Es dient auch als geeignetes Mittel für die Suspension von Organellen, schützt sie - und das im Kern eingesperrte genetische Material - plötzlicher Bewegungen und möglichen Kollisionen.

Das Zytoplasma trägt zur Bewegung von Nährstoffen und Zellverschiebung durch die Erzeugung eines zytoplasmatischen Flusses. Dieses Phänomen besteht in der Bewegung von Zytoplasma.  

Zytoplasma -Ströme sind in großen Pflanzenzellen besonders wichtig und hilft bei der Beschleunigung des Materialverteilungsprozesses.

Komponenten

Zytoplasma, der Innenraum der Zelle

Das Zytoplasma besteht aus einer zytoplasmatischen Matrix oder einem Cytosol und den Organellen, die in diese gallertartige Substanz eingebettet sind. Jeder wird nachstehend ausführlich beschrieben:

Cytosol

Cytosol ist die farblose Substanz, manchmal grau, gallertartig und durchscheinend, die sich außerhalb der Organellen befindet. Der lösliche Teil des Zytoplasmas wird berücksichtigt.

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Die am häufigsten vorkommende Komponente dieser Matrix ist Wasser und bildet zwischen 65 und 80% ihrer gesamten Zusammensetzung, außer in Knochenzellen, in der Liebe von Zähnen und Samen.

In Bezug auf seine chemische Zusammensetzung entspricht 20% Proteinmolekülen. Es hat mehr als 46 Elemente, die von der Zelle verwendet werden. Von diesen werden nur 24 als wesentlich für das Leben als wesentlich angesehen.

Zu den bekanntesten Elementen, Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel können erwähnt werden.

In ähnlicher Weise ist diese Matrix reich an Ionen und die Beibehaltung dieser erzeugt einen Anstieg des osmotischen Drucks der Zelle. Diese Ionen tragen dazu bei.

Die im Cytosol gefundene Ionenvielfalt variiert je nach untersuchten Zelltyp. Zum Beispiel haben Muskel- und Nervenzellen hohe Konzentrationen an Kalium und Magnesium, während Calciumion in Blutzellen besonders häufig vorkommt.

Membranorgüriens

Bei eukaryotischen Zellen gibt es eine Vielzahl von subzellulären Kompartimenten in die zytoplasmatische Matrix eingebettet. Diese können in hembranöse und diskrete Organellen unterteilt werden.

Zur ersten Gruppe gehören das endoplasmatische Retikulum und den Golgi -Apparat. Beide sind sack -veränderte Membranensysteme, die miteinander verbunden sind. Aus diesem Grund ist es schwierig, die Grenze seiner Struktur zu definieren. Darüber hinaus haben diese Kompartimente räumliche und zeitliche Kontinuität zur Plasmamembran.

Das endoplasmatische Retikulum ist je nach Anwesenheit oder nicht von Ribosomen in glatt oder rau. Das Smooth ist für den Stoffwechsel kleiner Moleküle verantwortlich. Es hat Mechanismen zur Entgiftung und Synthese von Lipiden und Steroiden.

Im Gegensatz dazu hat das raue endoplasmatische Retikulum Ribosomen, die an seiner Membran verankert sind, und ist hauptsächlich für die Proteinsynthese verantwortlich, die von der Zelle ausgeschieden wird.

Der Golgi -Apparat ist eine Reihe von Disco -Säcken und beteiligt sich an Membranen und Proteinsynthese. Darüber hinaus verfügt es über die enzymatische Maschinerie. Nehmen Sie auch an der Speicherung und Verteilung von Lysosomen und Peroxisomen teil.

Diskrete Organellen

Die zweite Gruppe besteht aus intrazellulären Organellen, die diskret sind, und ihre Grenzen werden durch das Vorhandensein von Membranen deutlich beobachtet.

Sie sind aus den anderen Organellen aus struktureller und physikalischer Sicht isoliert, obwohl es möglicherweise Wechselwirkungen mit anderen Kompartimenten geben kann, beispielsweise Mitochondrien mit Membranorgüren interagieren können.

In dieser Gruppe sind Mitochondrien, Organellen, die über die Enzyme verfügen.

Lysosomen sind auch diskrete Organellen und sind für die Speicherung hydrolytischer Enzyme verantwortlich.

Die Beteiligung von Microkana (Peroxisomen) sind oxidative Reaktionen. Diese Strukturen haben das Catlase -Enzym, das dazu beiträgt, Wasserstoffperoxid - einen toxischen Metabolismus - in harmlosen Substanzen für die Zelle umzuwandeln: Wasser und Sauerstoff. In diesen Körpern tritt die B-Oxidation von Fettsäuren auf.

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Bei Pflanzen gibt es andere Organellen, die als Kunststoff bezeichnet werden. Diese führen Dutzende von Funktionen in der Pflanzenzelle aus und die herausragendsten sind Chloroplasten, bei denen die Photosynthese auftritt.

Nicht -membranöse Organellen

Die Zelle hat auch Strukturen, die von biologischen Membranen nicht abgrenzt werden. Zu diesen gehören die Komponenten des Zytoskeletts, zu denen Mikrotubuli, Intermenden und Actin -Mikrofilamente gehören.

Aktinfilamente bestehen aus globulären Molekülen und sind flexible Ketten, während Zwischenfilamente resistenter sind und aus verschiedenen Proteinen bestehen. Diese Proteine ​​sind für die Bereitstellung von Traktionswiderstand verantwortlich und geben die Zellds Solidität an.

Centriolos sind ein strukturelles Duo in Form eines Zylinders und auch nicht -membranöse Organellen. Sie befinden sich in den organisierten Corteomen oder im Zentrum von Mikrotubuli. Diese Strukturen führen zu den Grundkörpern der Zilien.

Schließlich gibt es Ribosomen, Strukturen, die durch Proteine ​​und ribosomale RNAs gebildet werden, die am Translationsprozess beteiligt sind (Proteinsynthese). Sie können im Cytosol frei sein oder am rauen endoplasmatischen Retikulum verankert sein.

Mehrere Autoren denken jedoch nicht, dass Ribosomen selbst als Organellen eingestuft werden müssen.

Einschlüsse

Die Einschlüsse sind die Komponenten des Zytoplasmas, die nicht den Organellen entsprechen, und in den meisten Fällen sind sie nicht von Lipidmembranen umgeben.

Diese Kategorie enthält eine hohe Anzahl heterogener Strukturen wie Pigmente, Kristalle, Fett, Glykogen und einige Abfallsubstanzen.

Diese Körper können von Enzymen umgeben sein, die an der Synthese von Makromolekülen aus der in der Inklusion vorhandenen Substanz beteiligt sind. Beispielsweise kann Glykogen manchmal von Enzymen wie Synthesa oder Glykogenglykogenphosphorylase umgeben werden.

Einschlüsse sind in Leberzellen und Muskelzellen häufig. Auf die gleiche Weise haben die Einschlüsse von Haar und Haut Pigmente, die ihnen die charakteristische Färbung dieser Strukturen verleihen.

Zytoplasma -Eigenschaften

Es ist ein Kolloid

Chemisch ist Zytoplasma ein Kolloid, daher hat es Merkmale einer Lösung und gleichzeitig eine Suspension. Es besteht aus Molekülen mit niedrigem Molekulargewicht wie Salzen und Glukose sowie aus Molekülen einer größeren Masse wie Proteinen.

Ein kolloidales System kann als eine Mischung von Partikeln mit einem Durchmesser zwischen 1/1 definiert werden.000.000 bis 1/10.000 in einem flüssigen Medium verstreut. Das gesamte Zellprotoplasma, das sowohl Zytoplasma als auch Nucleoplasma umfasst, ist eine kolloidale Lösung, da verstreute Proteine ​​alle Eigenschaften dieser Systeme aufweisen.

Proteine ​​sind in der Lage, stabile kolloidale Systeme zu bilden, da sie sich als Ionen verhalten, die in der Lösung belastet sind und nach ihren Lasten interagieren, und zweitens können sie Wassermoleküle anziehen. Wie jedes Kolloid hat es die Eigenschaft, diesen Suspensionszustand aufrechtzuerhalten, was Zellen Stabilität verleiht.

Das Aussehen des Zytoplasmas ist trübe, weil die Moleküle, die es bestehen, groß sind und das Licht brechen. Dieses Phänomen wird als Tyndall -Effekt bezeichnet.

Andererseits erhöht die Brownsche Bewegung der Partikel die Begegnung von Partikeln und begünstigt die enzymatischen Reaktionen im Zellzytoplasma.

Tyxotrope Eigenschaften

Das Zytoplasma zeigt thiotrope Eigenschaften sowie einige nicht -newtonische und pseudoplastische Flüssigkeiten. Tixotropy bezieht sich auf die Viskositätsveränderungen im Laufe der Zeit: Wenn die Flüssigkeit zu einem Anstrengung ausgesetzt ist, nimmt ihre Viskosität ab.

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Tixotrope Substanzen haben eine Stabilität im Ruhezustand und störte die Fluidität des Gewinns. In der täglichen Umgebung stehen wir mit dieser Art von Materialien in Kontakt wie Tomatensauce und Joghurt in Kontakt.

Zytoplasma verhält sich wie ein Hydrogel

Ein Hydrogel ist eine natürliche oder synthetische Substanz, die porös sein kann oder nicht und die Fähigkeit hat, hohe Mengen Wasser zu absorbieren. Die Verlängerungskapazität hängt von Faktoren wie der Osmolarität der Umwelt, der Ionischen Kraft und der Temperatur ab.

Das Zytoplasma hat ein Merkmal eines Hydrogels, da es wichtige Mengen Wasser aufnehmen kann und das Volumen in der Reaktion im Ausland variiert. Diese Eigenschaften wurden im Zytoplasma von Säugetieren bestätigt.

Zyklusbewegungen

Die zytoplasmatische Matrix ist in der Lage, Bewegungen zu erstellen, die einen zytoplasmatischen Strom oder einen zytoplasmatischen Strom erzeugen. Diese Bewegung wird im Allgemeinen in der flüssigsten Phase des Cytosols beobachtet und ist die Ursache für die Verschiebung von zellulären Kompartimenten wie Pinosomen, Phagen.

Dieses Phänomen wurde in den meisten tierischen und pflanzlichen Zellen beobachtet. Die amoboid bewegungen präsentierten.

Cytosolphasen

Die Viskosität dieser Matrix variiert je nach Konzentration von Molekülen in der Zelle. Dank seiner kolloidalen Natur können Sie im Zytoplasma zwei Phasen oder Zustände unterscheiden: die Sonnenphase und die Gelphase. Die ersten Erinnerungen an eine Flüssigkeit, während der zweite dank der größeren Konzentration von Makromolekülen einem Feststoff ähnlich ist.

Zum Beispiel können wir bei der Herstellung einer Gelatine beide Zustände unterscheiden. In der Sonnenphase können die Partikel frei im Wasser bewegt werden.

Im Gelzustand sind die Moleküle in der Lage, durch verschiedene Arten von chemischen Verbindungen zusammenzuhalten, einschließlich H-H, C-H oder C-N. In dem Moment, in dem Wärme auf die Lösung aufgetragen wird, kehrt sie in die Sonnenphase zurück.

Unter natürlichen Bedingungen hängt die Investition in dieser Matrix in den Phasen von einer Vielzahl von physiologischen, mechanischen und biochemischen Faktoren in der zellulären Umgebung ab.

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