CYTOPLASM: PAG-ANDAR, MGA BAHAGI AT KATANGIAN - BIOLOGY - 2025

Ang cytoplasm ay ang sangkap na matatagpuan sa loob ng mga selula, na kinabibilangan ng cytoplasmic matrix o cytosol at ang mga subcellular compartment. Ang cytosol ay bumubuo ng kaunti pa sa kalahati (humigit-kumulang na 55%) ng kabuuang dami ng cell at ang lugar kung saan nangyayari ang synthesis at pagkasira ng mga protina, na nagbibigay ng isang sapat na daluyan para sa kinakailangang metabolic reaksyon na maganap. .

Ang lahat ng mga sangkap ng isang prokaryotic cell ay nasa cytoplasm, habang sa eukaryotes mayroong iba pang mga dibisyon, tulad ng nucleus. Sa mga eukaryotic cells, ang natitirang dami ng cell (45%) ay sinasakop ng mga organtopes ng cytoplasmic, tulad ng mitochondria, makinis at magaspang na endoplasmic reticulum, nucleus, peroxisomes, lysosomes, at endosomes.

Pangkalahatang katangian

Ang cytoplasm ay ang sangkap na pinupunan ang interior ng mga cell at nahahati sa dalawang sangkap: ang likidong bahagi na kilala bilang cytosol o cytoplasmic matrix at ang mga organelles na naka-embed sa ito - sa kaso ng eukaryotic lineage.

Ang cytosol ay ang gulamanous matrix ng cytoplasm at binubuo ng isang malawak na iba't ibang mga solute, tulad ng mga ions, intermediate metabolites, karbohidrat, lipids, protina, at ribonucleic acid (RNA). Maaari itong lumitaw sa dalawang magkakaugnay na phase: ang gel phase at ang sol phase.

Binubuo ito ng isang colloidal matrix na katulad ng isang may tubig na gel na binubuo ng tubig - pangunahin - at isang network ng mga fibrous protein na katumbas ng cytoskeleton, kabilang ang actin, microtubule at mga intermediate filament, bilang karagdagan sa isang serye ng mga accessory protein na nag-aambag upang mabuo ang isang balangkas.

Ang network na ito na nabuo ng mga filament ng filament ay nagkakalat sa buong cytoplasm, na nagbibigay ito ng mga katangian ng viscoelastic at mga katangian ng isang contrile gel.

Ang cytoskeleton ay responsable para sa pagbibigay ng suporta at katatagan sa arkitektura ng cellular. Bilang karagdagan sa paglahok sa transportasyon ng mga sangkap sa cytoplasm at nag-aambag sa paggalaw ng mga cell, tulad ng phagocytosis. Sa sumusunod na animation maaari mong makita ang cytoplasm ng isang cell ng hayop (cytoplasm):

Mga Tampok

Ang cytoplasm ay isang uri ng molekulang sopas kung saan ang mga reaksyon ng enzymatic na mahalaga para mapanatili ang pag-andar ng cell ay maganap.

Ito ay isang mainam na daluyan ng transportasyon para sa mga proseso ng paghinga ng cellular at para sa mga reaksyon ng biosynthesis, dahil ang mga molekula ay hindi solubilize sa daluyan at lumulutang sa cytoplasm, handa nang magamit.

Gayundin, salamat sa komposisyon ng kemikal nito, ang cytoplasm ay maaaring gumana bilang isang buffer o isang buffer. Naghahain din ito bilang isang angkop na daluyan para sa pagsuspinde ng mga organelles, protektahan ang mga ito - at ang genetic na materyal na nakakulong sa nucleus - mula sa biglaang paggalaw at posibleng pagbangga.

Ang cytoplasm ay nag-aambag sa paggalaw ng mga nutrisyon at pag-aalis ng cell, salamat sa henerasyon ng isang daloy ng cytoplasmic. Ang kababalaghang ito ay binubuo ng paggalaw ng cytoplasm.

Ang mga currents sa cytoplasm ay partikular na mahalaga sa mga malalaking selula ng halaman at makakatulong na mapabilis ang proseso ng pamamahagi ng materyal.

Mga Bahagi

Ang cytoplasm, ang puwang sa loob ng cell

Ang cytoplasm ay binubuo ng isang cytoplasmic matrix o cytosol at ng mga organelles na naka-embed sa gelatinous na sangkap na ito. Ang bawat isa ay ilalarawan nang malalim sa ibaba:

Cytosol

Ang cytosol ay ang walang kulay, kung minsan ay kulay-abo, may gulaman, at translucent na sangkap na matatagpuan sa labas ng mga organelles. Ito ay itinuturing na natutunaw na bahagi ng cytoplasm.

Ang pinaka-masaganang bahagi ng matrix na ito ay tubig, na bumubuo sa pagitan ng 65 at 80% ng kabuuang komposisyon nito, maliban sa mga selula ng buto, sa enamel ng mga ngipin at sa mga buto.

Tungkol sa kemikal na komposisyon nito, 20% ay tumutugma sa mga molekula ng protina. Mayroon itong higit sa 46 mga elemento na ginagamit ng cell. Sa mga ito, 24 lamang ang maituturing na mahalaga para sa buhay.

Kabilang sa mga pinaka kilalang elemento ay carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, posporus at asupre.

Sa parehong paraan, ang matrix na ito ay mayaman sa mga ion at ang pagpapanatili ng mga ito ay gumagawa ng isang pagtaas sa osmotic pressure ng cell. Ang mga ion na ito ay tumutulong na mapanatili ang pinakamainam na balanse ng acid-base sa cellular na kapaligiran.

Ang pagkakaiba-iba ng mga ion na natagpuan sa cytosol ay nag-iiba ayon sa pag-aaral ng uri ng cell. Halimbawa, ang mga selula ng kalamnan at nerbiyos ay may mataas na konsentrasyon ng potasa at magnesiyo, habang ang calcium calcium ay partikular na sagana sa mga selula ng dugo.

Mga lamad na organelles

Sa kaso ng mga eukaryotic cells, mayroong iba't ibang mga compartment ng subcellular na naka-embed sa cytoplasmic matrix. Ang mga ito ay maaaring nahahati sa lamad at discrete organelles.

Ang endoplasmic reticulum at ang Golgi apparatus ay kabilang sa unang pangkat, pareho ay mga sistema ng mga hugis-membrane na sako na magkakaugnay. Para sa kadahilanang ito, mahirap tukuyin ang limitasyon ng istraktura nito. Bukod dito, ang mga compartment na ito ay nagpapakita ng spatial at temporal na pagpapatuloy sa lamad ng plasma.

Ang endoplasmic reticulum ay nahahati sa makinis o magaspang, depende sa pagkakaroon o kawalan ng ribosom. Ang makinis ay responsable para sa metabolismo ng mga maliliit na molekula, may mga mekanismo ng detoxification at synthesis ng mga lipid at steroid.

Sa kaibahan, ang magaspang na endoplasmic reticulum ay may ribosom na naka-angkla sa lamad nito at pangunahing responsable para sa synthesis ng mga protina na mapapalabas ng cell.

Ang Golgi apparatus ay isang hanay ng mga disc na may hugis ng disc at nakikilahok sa lamad at synthesis ng protina. Bilang karagdagan, mayroon itong makinarya ng enzymatic na kinakailangan upang magsagawa ng mga pagbabago sa mga protina at lipid, kabilang ang glycosylation. Nakikilahok din ito sa pag-iimbak at pamamahagi ng mga lysosome at peroxisomes.

Maingat na mga organel

Ang pangalawang pangkat ay binubuo ng mga intracellular organelles na discrete at ang kanilang mga limitasyon ay malinaw na sinusunod ng pagkakaroon ng mga lamad.

Nahiwalay sila mula sa iba pang mga organelles mula sa istruktura at pisikal na punto ng pagtingin, kahit na maaaring may mga pakikipag-ugnayan sa iba pang mga compartment, halimbawa, ang mitochondria ay maaaring makipag-ugnay sa mga lamad ng mga organo.

Sa pangkat na ito ay ang mitochondria, mga organelles na nagtataglay ng mga enzyme na kinakailangan upang isakatuparan ang mga mahahalagang landas na metaboliko, tulad ng citric acid cycle, electron transport chain, ATP synthesis at fatty acid b-oksihenasyon.

Ang mga lysosome ay din na discrete organelles at may pananagutan sa pag-iimbak ng hydrolytic enzymes na tumutulong sa reabsorption ng mga protina, sirain ang bakterya at ang pagkasira ng mga cytoplasmic organelles.

Ang mga microbodies (peroxisomes) ay lumahok sa mga reaksyon ng oxidative. Ang mga istrukturang ito ay mayroong catalase ng enzyme na tumutulong sa pag-convert ng hydrogen peroxide - isang nakakalason na metabolismo - sa mga sangkap na hindi nakakapinsala sa cell: tubig at oxygen. Sa mga katawan na ito ay nangyayari ang b-oksihenasyon ng mga fatty acid.

Sa kaso ng mga halaman, mayroong iba pang mga organelles na tinatawag na plastos. Ang mga ito ay nagsasagawa ng dose-dosenang mga pag-andar sa cell cell at ang pinakahusay na natitira ay ang mga chloroplast, kung saan nangyayari ang fotosintesis.

Nonmembranous organelles

Ang cell ay mayroon ding mga istruktura na hindi nakatali sa pamamagitan ng mga biological membranes. Kabilang dito ang mga sangkap ng cytoskeleton, na kinabibilangan ng mga microtubule, intermediate filament, at actin microfilament.

Ang mga filament ng actin ay binubuo ng mga globular molekula at may kakayahang umangkop na mga tanikala, habang ang mga intermediate filament ay mas lumalaban at binubuo ng iba't ibang mga protina. Ang mga protina na ito ay may pananagutan sa pagbibigay ng makakapal na lakas at nagbibigay ng lakas ng cell.

Ang mga centriole ay isang cuo na hugis-silindro na istruktura ng duo at din ang mga nonmembranous organelles. Matatagpuan ang mga ito sa mga sentrosom o organisadong mga sentro ng microtubule. Ang mga istrukturang ito ay nagdaragdag sa mga basal na katawan ng cilia.

Sa wakas, may mga ribosom, mga istruktura na binubuo ng mga protina at ribosomal RNA na nakikilahok sa proseso ng pagsasalin (synt synthesis). Maaari silang maging libre sa cytosol o naka-angkla sa magaspang na endoplasmic reticulum.

Gayunpaman, hindi isinasaalang-alang ng maraming mga may-akda na ang mga ribosom ay dapat iuriin bilang mga organelles mismo.

Mga pagsasama

Ang mga pagkakasundo ay ang mga sangkap ng cytoplasm na hindi nauugnay sa mga organelles at sa karamihan ng mga kaso ay hindi napapalibutan ng mga lamad ng lipid.

Kasama sa kategoryang ito ang isang malaking bilang ng mga heterogenous na istruktura, tulad ng mga butil ng pigment, crystals, fats, glycogen, at ilang mga basura na sangkap.

Ang mga katawan na ito ay maaaring palibutan ang kanilang mga sarili ng mga enzymes na lumahok sa synthesis ng macromolecules mula sa sangkap na naroroon sa pagsasama. Halimbawa, ang glycogen ay maaaring napapalibutan ng mga enzyme tulad ng glycogen synthese o glycogen phosphorylase.

Ang mga pagbubukod ay karaniwan sa mga selula ng atay at mga cell ng kalamnan. Sa parehong paraan, ang mga pagsasama ng buhok at balat ay may mga butil ng pigment na nagbibigay sa kanila ng katangian na pangkulay ng mga istrukturang ito.

Mga katangian ng Cytoplasm

Ito ay isang kolokyal

Chemical, ang cytoplasm ay isang koloid, samakatuwid mayroon itong mga katangian ng isang solusyon at isang suspensyon nang sabay-sabay. Binubuo ito ng mga mababang molekulang timbang ng molekula tulad ng mga asing-gamot at asukal, pati na rin ang mas malaking molekula ng masa tulad ng mga protina.

Ang isang sistema ng koloidal ay maaaring matukoy bilang isang halo ng mga particle na may diameter sa pagitan ng 1 / 1,000,000 hanggang 1 / 10,000 na nakakalat sa isang likidong daluyan. Ang lahat ng cellular protoplasm, na kinabibilangan ng parehong cytoplasm at nucleoplasm, ay isang kolokyal na solusyon, dahil ang mga nakakalat na protina ay nagpapakita ng lahat ng mga katangian ng mga sistemang ito.

Ang mga protina ay may kakayahang bumubuo ng mga matatag na sistema ng koloidal, dahil kumikilos sila bilang mga sinisingil na mga ions sa solusyon at nakikipag-ugnay ayon sa kanilang mga singil at pangalawa, may kakayahang maakit ang mga molekula ng tubig. Tulad ng lahat ng mga colloid, mayroon itong pag-aari ng pagpapanatili ng estado ng suspensyon, na nagbibigay ng katatagan ng mga cell.

Ang hitsura ng cytoplasm ay maulap dahil ang mga molekula na bumubuo nito ay malaki at umatras ng ilaw, ang kababalaghan na ito ay tinatawag na Tyndall na epekto.

Sa kabilang banda, ang kilusang Brownian ng mga particle ay nagdaragdag ng pagpupulong ng mga partikulo, na pinapaboran ang mga reaksyon ng enzymatic sa cell cytoplasm.

Mga katangian ng Thixotropic

Ang cytoplasm ay nagpapakita ng mga katangian ng thixotropic, tulad ng ginagawa ng ilang mga non-Newtonian fluid at pseudoplastics. Ang Thixotropy ay tumutukoy sa mga pagbabago sa lagkit sa paglipas ng panahon: kapag ang likido ay sumailalim sa pagkapagod, bumababa ang lagkit nito.

Ang mga sangkap ng Thixotropic ay nagpapakita ng katatagan sa estado ng pamamahinga at, kapag nabalisa, nakakakuha sila ng pagkatubig. Sa pang-araw-araw na kapaligiran, nakikipag-ugnay kami sa mga ganitong uri ng mga materyales, tulad ng tomato sauce at yogurt.

Ang cytoplasm ay kumikilos tulad ng isang hydrogel

Ang isang hydrogel ay isang likas o gawa ng tao na sangkap na maaaring o hindi maaaring maging maliliit at may kakayahang sumipsip ng maraming tubig. Ang extensibility nito ay nakasalalay sa mga kadahilanan tulad ng osmolarity ng medium, ang ionic lakas at ang temperatura.

Ang cytoplasm ay may mga katangian ng isang hydrogel, dahil maaari itong sumipsip ng mga makabuluhang halaga ng tubig at ang dami ay nag-iiba bilang tugon sa panlabas. Ang mga pag-aari na ito ay na-corrobor sa cytoplasm ng mga mammal.

Mga paggalaw ng siklosis

Ang cytoplasmic matrix ay may kakayahang gumawa ng mga paggalaw na lumikha ng isang cytoplasmic kasalukuyang o daloy. Ang kilusang ito ay pangkalahatang sinusunod sa mas likidong yugto ng cytosol at ang sanhi ng pag-alis ng mga cellular compartment tulad ng pinosomes, phagosome, lysosomes, mitochondria, centrioles, bukod sa iba pa.

Ang kababalaghan na ito ay na-obserbahan sa karamihan ng mga selula ng hayop at halaman. Ang paggalaw ng amoeboid ng protozoa, leukocytes, epithelial cells, at iba pang mga istraktura ay nakasalalay sa paggalaw ng siklista sa cytoplasm.

Mga phase ng Cytosol

Ang lagkit ng matris na ito ay nag-iiba bilang isang function ng konsentrasyon ng mga molekula sa cell. Salamat sa colloidal na likas na katangian nito, ang dalawang phase o estado ay maaaring makilala sa cytoplasm: ang sol phase at ang gel phase. Ang una ay kahawig ng isang likido, habang ang pangalawa ay katulad ng isang solidong salamat sa mas mataas na konsentrasyon ng macromolecules.

Halimbawa, sa paghahanda ng isang gelatin maaari nating makilala ang parehong mga estado. Sa solong yugto ang mga particle ay maaaring malayang gumagalaw sa tubig, gayunpaman kapag ang solusyon ay pinalamig na ito ay tumigas at nagiging isang uri ng semi-solid gel.

Sa estado ng gel, ang mga molekula ay may kakayahang hawakan ng magkakaibang uri ng mga bono ng kemikal, kabilang ang HH, CH o CN. Sa sandaling ang init ay inilalapat sa solusyon, babalik ito sa yugto ng araw.

Sa ilalim ng mga likas na kondisyon, ang pagbabalik sa phase sa matrix na ito ay nakasalalay sa iba't ibang mga kadahilanan ng physiological, mechanical, at biochemical sa cellular environment.

Mga Sanggunian

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Molekular na Biology ng Cell. Garland Science.
2. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biology. Panamerican Medical Ed.
3. Fels, J., Orlov, SN, & Grygorczyk, R. (2009). Ang Kalikasan ng Hydrogel ng Mammalian Cytoplasm na Nag-aambag sa Osmosensing at Extracellular pH Sensing. Biophysical Journal, 96 (10), 4276-4285.
4. Luby-Phelps, K., Taylor, DL, & Lanni, F. (1986). Marahil ang istraktura ng cytoplasm. Ang Journal of Cell Biology, 102 (6), 2015-2022.
5. Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). Kasaysayan. Teksto at Kulay ng Atlas na may Cellular at Molecular Biology, 5aed. Panamerican Medical Ed.
6. Tortora, GJ, Funke, BR, & Kaso, CL (2007). Panimula sa microbiology. Panamerican Medical Ed.