ฟังก์ชั่นชิ้นส่วนและคุณสมบัติของ Cytoplasm

พลาสซึม เป็นสารที่พบภายในเซลล์ซึ่งรวมถึง cytoplasmic matrix (หรือ cytosol) และ subcellular compartments cytosol มีปริมาณน้อยกว่าครึ่ง (ประมาณ 55%) ของปริมาตรรวมของเซลล์และเป็นพื้นที่ที่มีการสังเคราะห์และการสลายตัวของโปรตีนเกิดขึ้นซึ่งเป็นวิธีที่เพียงพอในการทำปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมที่จำเป็น.

ส่วนประกอบทั้งหมดของเซลล์โปรคาริโอตอยู่ในไซโตพลาสซึมในขณะที่ยูคาริโอตมีแผนกอื่น ๆ เช่นนิวเคลียส ในเซลล์ยูคาริโอตปริมาณเซลล์ที่เหลือ (45%) ถูกครอบครองโดยออร์แกเนลล์ cytoplasmic เช่นไมโทคอนเดรียเอนโดพลาสซึม endoplasmic เรียบและหยาบนิวเคลียส peroxisomes, lysosomes และ endosomes.

ดัชนี

• 1 ลักษณะทั่วไป
• 2 ส่วนประกอบ
  • 2.1 Citosol
  • 2.2 organelles เมมเบรน
  • 2.3 อวัยวะที่ไม่ต่อเนื่อง
  • 2.4 อวัยวะที่ไม่ใช่เยื่อบุ
  • 2.5 การผนวก
• 3 คุณสมบัติของพลาสซึม
  • 3.1 เป็นคอลลอยด์
  • 3.2 คุณสมบัติ Thixotropic
  • 3.3 ไซโตพลาสซึมทำงานเหมือนไฮโดรเจล
  • 3.4 การเคลื่อนที่แบบวนรอบ
• 4 เฟสของไซโตโซล
• 5 ฟังก์ชั่น
• 6 อ้างอิง

ลักษณะทั่วไป

ไซโตพลาสซึมเป็นสารที่เติมเต็มภายในเซลล์และแบ่งออกเป็นสองส่วน: ส่วนที่เป็นของเหลวที่รู้จักกันในชื่อ cytosol หรือ cytoplasmic matrix และออร์แกเนลล์ที่ฝังอยู่ในนั้น - ในกรณีของเชื้อยูคาริโอต.

Cytosol เป็นเมทริกซ์แบบเจลาตินของไซโตพลาสซึมและประกอบด้วยตัวละลายที่หลากหลายเช่นไอออน, เมตาโบไลต์กลาง, คาร์โบไฮเดรต, ไขมัน, โปรตีนและกรดริบอนนิวคลีโอก มันสามารถเกิดขึ้นได้ในสองขั้นตอน interconvertible: ระยะเจลและดวงอาทิตย์.

มันประกอบไปด้วยเมทริกซ์คอลลอยด์ที่คล้ายกับเจลน้ำที่ประกอบด้วยน้ำ - ส่วนใหญ่ - และเครือข่ายของโปรตีนเส้นใยที่สอดคล้องกับโครงร่างของเซลล์รวมทั้ง Actin, microtubules และเส้นใยกลางเช่นเดียวกับชุดของโปรตีนเสริมที่มีส่วนร่วมในรูปแบบ กรอบ.

เครือข่ายนี้เกิดจากเส้นใยโปรตีนกระจายไปทั่วไซโตปลาสซึมทำให้คุณสมบัติของความหนืดและลักษณะของเจลหดตัว.

โครงร่างโครงกระดูกมีหน้าที่รับผิดชอบในการให้การสนับสนุนและความมั่นคงแก่สถาปัตยกรรมเซลลูลาร์ นอกเหนือจากการมีส่วนร่วมในการขนส่งสารในไซโตพลาสซึมและมีส่วนร่วมในการเคลื่อนไหวของเซลล์เช่นเดียวกับใน phagocytosis.

ส่วนประกอบ

พลาสซึมประกอบด้วยไซโตพลาสซึมเมทริกซ์หรือไซโตโลสและออร์แกเนลล์ที่ฝังอยู่ในสารวุ้น ถัดไปแต่ละคนจะอธิบายในเชิงลึก:

เซลล์

Cytosol เป็นสารที่ไม่มีสีบางครั้งมีสีเทาเทาและมีสารโปร่งแสงอยู่ด้านนอกของออร์แกเนลล์ ถือว่าเป็นส่วนที่ละลายได้ของไซโตพลาสซึม.

ส่วนประกอบที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดของเมทริกซ์นี้คือน้ำซึ่งอยู่ระหว่าง 65 และ 80% ขององค์ประกอบทั้งหมดยกเว้นในเซลล์กระดูกเคลือบฟันและเมล็ด.

เกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของมัน 20% สอดคล้องกับโมเลกุลโปรตีน มันมีมากกว่า 46 องค์ประกอบที่ใช้โดยเซลล์ ของเหล่านี้เพียง 24 ถือว่าเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับชีวิต.

ในบรรดาองค์ประกอบที่โดดเด่นที่สุดสามารถกล่าวถึงคาร์บอนไฮโดรเจนไนโตรเจนออกซิเจนฟอสฟอรัสและกำมะถัน.

ในทำนองเดียวกันเมทริกซ์นี้อุดมไปด้วยไอออนและการเก็บรักษาเหล่านี้ก่อให้เกิดแรงดันออสโมติกของเซลล์เพิ่มขึ้น ไอออนเหล่านี้ช่วยรักษาสมดุลกรดเบสที่ดีที่สุดในสภาพแวดล้อมของเซลล์.

ความหลากหลายของไอออนที่พบในไซโตโซลแตกต่างกันไปตามชนิดของเซลล์ที่ศึกษา ยกตัวอย่างเช่นเซลล์กล้ามเนื้อและเส้นประสาทมีโปแตสเซียมและแมกนีเซียมสูงในขณะที่แคลเซียมไอออนมีมากในเซลล์เม็ดเลือด.

organelles เมมเบรน

ในกรณีของเซลล์ยูคาริโอตนั้นมีเซลล์ใต้ผิวหนังหลากหลายชนิดที่ฝังอยู่ในเซลล์ไซโตพลาสซึม เหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็น organelles เยื่อและไม่ต่อเนื่อง.

เอนโดพลาสซึม reticulum และอุปกรณ์ Golgi อยู่ในกลุ่มแรกซึ่งทั้งคู่เป็นระบบของเยื่อหุ้มเซลล์รูปถุงซึ่งเชื่อมต่อกัน ด้วยเหตุนี้จึงเป็นการยากที่จะกำหนดขีด จำกัด ของโครงสร้าง นอกจากนี้ช่องเหล่านี้ยังมีความต่อเนื่องเชิงพื้นที่และเชิงเวลาด้วยเมมเบรนพลาสม่า.

เอนโดพลาสซึม reticulum แบ่งออกเป็นเรียบหรือหยาบขึ้นอยู่กับการมีหรือไม่มีไรโบโซม ความเรียบนั้นมีหน้าที่ในการเผาผลาญของโมเลกุลขนาดเล็กมีกลไกของการล้างพิษและการสังเคราะห์ไขมันและสเตอรอยด์.

ในทางตรงกันข้าม reticulum endoplasmic หยาบมีไรโบโซมที่ยึดกับเมมเบรนและมีหน้าที่หลักในการสังเคราะห์โปรตีนที่จะถูกขับออกจากเซลล์.

อุปกรณ์ Golgi เป็นชุดของดิสก์ในรูปแบบของดิสก์และมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์เยื่อหุ้มและโปรตีน นอกจากนี้ยังมีกลไกของเอนไซม์ที่จำเป็นในการเปลี่ยนแปลงโปรตีนและไขมันรวมถึง glycosylation นอกจากนี้ยังมีส่วนร่วมในการจัดเก็บและการกระจายของไลโซโซมและเปอร์ออกไซด์.

อวัยวะที่ไม่ต่อเนื่อง

กลุ่มที่สองประกอบด้วยอวัยวะภายในเซลล์ที่ไม่ต่อเนื่องและข้อ จำกัด ของพวกเขาจะสังเกตได้อย่างชัดเจนโดยการปรากฏตัวของเยื่อหุ้มเซลล์.

พวกมันถูกแยกออกจากออร์แกเนลล์อื่นจากมุมมองเชิงโครงสร้างและกายภาพแม้ว่าอาจจะมีปฏิสัมพันธ์กับช่องอื่น ๆ เช่นไมโทคอนเดรียอาจมีปฏิสัมพันธ์กับเยื่อหุ้มอวัยวะ.

ในกลุ่มนี้คือไมโตคอนเดรีย, ออร์แกเนลล์ที่มีเอนไซม์ที่จำเป็นต่อการเผาผลาญที่จำเป็นเช่นวงจรกรดซิตริก, ห่วงโซ่การขนส่งของอิเล็กตรอน, การสังเคราะห์ ATP และกรดไขมัน b-oxidation.

ไลโซโซมนั้นยังมีออร์แกเนลล์ที่ไม่ต่อเนื่องและมีหน้าที่ในการเก็บเอนไซม์ไฮโดรไลติกที่ช่วยในการดูดซับโปรตีนทำลายแบคทีเรียและการย่อยสลายของออร์โตพลาซึม.

จุลินทรีย์ (peroxisomes) มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาออกซิเดชั่น โครงสร้างเหล่านี้มีเอนไซม์ catalase ที่ช่วยในการเปลี่ยนไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ซึ่งเป็นสารเมตาบอลิซึมที่เป็นพิษกลายเป็นสารที่ไม่เป็นอันตรายต่อเซลล์: น้ำและออกซิเจน B-oxidation ของกรดไขมันเกิดขึ้นในร่างกายเหล่านี้.

ในกรณีของพืชมีออร์แกเนลล์อื่น ๆ ที่เรียกว่าพลาสมิด ฟังก์ชันเหล่านี้ทำหน้าที่หลายอย่างในเซลล์พืชและสิ่งที่โดดเด่นที่สุดคือคลอโรพลาสต์ซึ่งเกิดการสังเคราะห์ด้วยแสง.

อวัยวะที่ไม่ใช่เยื่อบุ

เซลล์ยังมีโครงสร้างที่ไม่มีขอบเขตโดยเยื่อหุ้มชีวภาพ เหล่านี้รวมถึงส่วนประกอบของเซลล์ cytoskeletal ที่ประกอบด้วย microtubules, filaments เป็นระยะและ microfilaments actin.

เส้นใยแอคตินนั้นประกอบด้วยโมเลกุลทรงกลมและเป็นโซ่ที่มีความยืดหยุ่นในขณะที่เส้นใยระดับกลางนั้นมีความต้านทานมากกว่าและประกอบด้วยโปรตีนที่แตกต่างกัน โปรตีนเหล่านี้มีหน้าที่ในการต้านทานการยึดเกาะและให้ความแข็งแรงแก่เซลล์.

Centrioles เป็นคู่โครงสร้างในรูปทรงกระบอกและยังเป็นอวัยวะที่ไม่ใช่เยื่อ พวกเขาอยู่ใน centrosomes หรือศูนย์กลางของ microtubules โครงสร้างเหล่านี้ก่อให้เกิดฐานร่างกายของตา.

ในที่สุดก็มีไรโบโซมโครงสร้างที่เกิดจากโปรตีนและไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอที่เข้าร่วมในกระบวนการแปล (การสังเคราะห์โปรตีน) พวกเขาสามารถเป็นอิสระใน cytosol หรือจะยึดกับ reticulum endoplasmic หยาบ.

อย่างไรก็ตามผู้เขียนหลายคนไม่คิดว่าไรโบโซมควรจัดเป็นออร์แกเนลล์.

รวม

การรวมเป็นส่วนประกอบของไซโตพลาสซึมที่ไม่สอดคล้องกับออร์แกเนลล์และในกรณีส่วนใหญ่พวกเขาไม่ได้ถูกล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มไขมัน.

หมวดหมู่นี้รวมถึงโครงสร้างที่แตกต่างกันจำนวนมากเช่นเม็ดสี, คริสตัล, ไขมัน, ไกลโคเจนและของเสียบางประเภท.

ร่างกายเหล่านี้สามารถล้อมรอบด้วยเอนไซม์ที่มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ macromolecules จากสารที่มีอยู่ในการรวม ตัวอย่างเช่นบางครั้งไกลโคเจนสามารถล้อมรอบด้วยเอนไซม์เช่นไกลโคเจน synthase หรือไกลโคเจนฟอสโฟรีเลส.

การรวมกันเป็นเรื่องปกติในเซลล์ของตับและในเซลล์กล้ามเนื้อ ในทำนองเดียวกันการรวมกันของผมและผิวหนังมีเม็ดสีที่ทำให้พวกเขามีลักษณะสีของโครงสร้างเหล่านี้.

สรรพคุณของพลาสซึม

มันเป็นคอลลอยด์

ทางเคมีไซโตพลาสซึมเป็นคอลลอยด์ดังนั้นจึงมีลักษณะของสารละลายและสารแขวนลอยพร้อมกัน มันประกอบด้วยโมเลกุลที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำเช่นเกลือและกลูโคสและโมเลกุลของมวลขนาดใหญ่เช่นโปรตีน.

ระบบคอลลอยด์สามารถนิยามได้ว่าเป็นส่วนผสมของอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 1 / 1,000,000 ถึง 1 / 10,000 ซึ่งกระจายอยู่ในตัวกลางที่เป็นของเหลว โปรโตปลาสซึมของเซลล์ทั้งหมดซึ่งรวมถึงทั้งไซโตพลาสซึมและนิวคลีโอพลาสซึมนั้นเป็นวิธีการแก้ปัญหาคอลลอยด์เนื่องจากโปรตีนที่กระจัดกระจายมีคุณสมบัติทั้งหมดของระบบ.

โปรตีนสามารถสร้างระบบคอลลอยด์ที่มีความเสถียรเนื่องจากพวกมันทำหน้าที่เป็นไอออนที่มีประจุในการแก้ปัญหาและโต้ตอบกับประจุและข้อที่สองพวกมันสามารถดึงดูดโมเลกุลของน้ำได้ เช่นเดียวกับคอลลอยด์ใด ๆ มันมีคุณสมบัติในการรักษาสถานะของการระงับนี้ซึ่งให้ความมั่นคงแก่เซลล์.

การปรากฏตัวของไซโตพลาสซึมมีเมฆมากเพราะโมเลกุลที่ประกอบมันมีขนาดใหญ่และหักเหแสงปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเอฟเฟกต์ Tyndall.

ในทางตรงกันข้ามการเคลื่อนที่ของอนุภาคบราวเนียนช่วยเพิ่มการเผชิญหน้าของอนุภาคซึ่งเป็นที่ชื่นชอบปฏิกิริยาของเอนไซม์ในพลาสซึมของเซลล์.

คุณสมบัติ Thixotropic

พลาสซึมของไซโตพลาสซึมแสดงคุณสมบัติของ thixotropic เช่นเดียวกับของเหลวที่ไม่ใช่นิวตันและ pseudoplastics Thixotropy หมายถึงการเปลี่ยนแปลงความหนืดเมื่อเวลาผ่านไป: เมื่อของเหลวอยู่ภายใต้ความพยายามความหนืดของค่าเดียวกันจะลดลง.

สาร Thixotropic มีความเสถียรในสถานะพักและเมื่อถูกรบกวนจะได้รับความลื่นไหล ในสภาพแวดล้อมในชีวิตประจำวันเราได้สัมผัสกับวัสดุประเภทนี้เช่นซอสมะเขือเทศและโยเกิร์ต.

พลาสซึมทำตัวเหมือนไฮโดรเจล

ไฮโดรเจลเป็นสารธรรมชาติหรือสารสังเคราะห์ที่สามารถเป็นรูพรุนได้หรือไม่และมีความสามารถในการดูดซับน้ำในปริมาณสูง ความสามารถในการยืดของมันขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่นออสโมลาริตีของตัวกลางความแรงไอออนิกและอุณหภูมิ.

พลาสซึมของไซโตพลาสซึมมีลักษณะของไฮโดรเจลเนื่องจากสามารถดูดซับน้ำในปริมาณที่มากและปริมาตรแปรผันตามการตอบสนองจากภายนอก คุณสมบัติเหล่านี้ได้รับการยืนยันในโปรโตปลาสซึมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม.

รอบการเคลื่อนไหว

เมทริกซ์ไซโตพลาสซึมมีความสามารถในการสร้างการเคลื่อนไหวที่สร้างกระแสหรือไซโตพลาสซึม การเคลื่อนไหวนี้มักพบในระยะของเหลวมากที่สุดของไซโตทอลและเป็นสาเหตุของการกระจัดของช่องใส่ของเซลล์เช่น pinosomes, phagosomes, lysosomes, ไมโตคอนเดรีย, centrioles และอื่น ๆ.

ปรากฏการณ์นี้พบได้ในสัตว์และพืชส่วนใหญ่ การเคลื่อนไหวของอะมีบาของโปรโตซัว, เม็ดเลือดขาว, เซลล์เยื่อบุผิวและโครงสร้างอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนไหวของไซโตซีสในพลาสซึม.

เฟสของไซโตโซล

ความหนืดของเมทริกซ์นี้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของโมเลกุลในเซลล์ ต้องขอบคุณธรรมชาติของคอลลอยด์สองเฟสหรือสถานะสามารถแยกออกได้ในไซโตพลาสซึม: ระยะดวงอาทิตย์และระยะเจล คนแรกมีลักษณะเป็นของเหลวในขณะที่คนที่สองจะคล้ายกับของแข็งด้วยความเข้มข้นที่สูงขึ้นของ macromolecules.

ตัวอย่างเช่นในการจัดทำเจลาตินเราสามารถแยกแยะความแตกต่างทั้งสองสถานะ ในระยะที่ดวงอาทิตย์อนุภาคสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในน้ำอย่างไรก็ตามเมื่อสารละลายถูกทำให้เย็นมันจะแข็งตัวและกลายเป็นเจลกึ่งของแข็ง.

ในสถานะเจลโมเลกุลสามารถจับยึดกันด้วยพันธะเคมีชนิดต่าง ๆ รวมถึง H-H, C-H หรือ C-N ในขณะที่ความร้อนถูกนำไปใช้กับการแก้ปัญหาก็จะกลับไปที่เฟสดวงอาทิตย์.

ภายใต้สภาพธรรมชาติการผกผันของเฟสในเมทริกซ์นี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยทางสรีรวิทยาเครื่องกลและชีวเคมีที่หลากหลายในสภาพแวดล้อมของเซลล์.

ฟังก์ชั่น

ไซโตพลาสซึมเป็นซุปโมเลกุลที่มีปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการบำรุงรักษาการทำงานของเซลล์.

มันเป็นวิธีการขนส่งในอุดมคติสำหรับกระบวนการหายใจของเซลล์และปฏิกิริยาการสังเคราะห์เนื่องจากโมเลกุลไม่ละลายในตัวกลางและลอยในไซโตพลาสซึมพร้อมใช้งาน.

นอกจากนี้ด้วยองค์ประกอบทางเคมีไซโตพลาสซึมสามารถทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์หรือบัฟเฟอร์ได้ มันยังทำหน้าที่เป็นสื่อกลางที่เพียงพอสำหรับการหยุดยั้งของ organelles, ปกป้องพวกมัน - และสารพันธุกรรมที่ จำกัด อยู่ที่นิวเคลียส - จากการเคลื่อนไหวอย่างฉับพลันและการชนที่เป็นไปได้.

โปรโตปลาสซึมของเซลล์ก่อให้เกิดการเคลื่อนไหวของสารอาหารและการเคลื่อนที่ของเซลล์เนื่องจากการสร้างกระแสไซโตพลาสซึม ปรากฏการณ์นี้ประกอบด้วยการเคลื่อนไหวของไซโตพลาสซึม.  

กระแสในไซโตพลาสซึมมีความสำคัญอย่างยิ่งในเซลล์พืชขนาดใหญ่และช่วยเร่งกระบวนการกระจายของวัสดุ.

การอ้างอิง

1. Alberts, B. , Johnson, A. , Lewis, J. , Raff, M. , Roberts, K. , & Walter, P. (2008). ชีววิทยาโมเลกุลของเซลล์. วิทยาศาสตร์พวงมาลัย.
2. Campbell, N. A. , & Reece, J. B. (2007). ชีววิทยา. Ed. Panamericana การแพทย์.
3. Fels, J. , Orlov, S. N. , & Grygorczyk, R. (2009) ธรรมชาติของ Hydrogel ของ Mammalian Cytoplasm มีส่วนช่วยในการตรวจวัดค่าความเป็นกรด - ด่าง. วารสารชีวฟิสิกส์, 96(10), 4276-4285.
4. Luby-Phelps, K. , Taylor, D.L. , & Lanni, F. (1986) ตรวจสอบโครงสร้างของไซโตพลาสซึม. วารสารชีววิทยาเซลล์, 102(6) 2015-2022.
5. Ross, M. H. , & Pawlina, W. (2007). จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ สีข้อความและแผนที่ด้วยชีววิทยาเซลล์และโมเลกุล 5aed. Ed. Panamericana การแพทย์.
6. Tortora, G. J. , Funke, B. R. , และ Case, C. L. (2007). จุลชีววิทยาเบื้องต้น. Ed. Panamericana การแพทย์.