ประวัติของโปรโตพลาสซึมลักษณะทั่วไปส่วนประกอบฟังก์ชัน

สิ่งมีชีวิตอยู่ในเซลล์ของสัตว์และพืช มันเป็นวัสดุมีชีวิตของเซลล์ โครงสร้างนี้ถูกระบุเป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1839 ในฐานะของเหลวที่แยกได้ของผนัง มันถูกพิจารณาว่าเป็นสารที่มีความหนืดโปร่งใสและสามารถขยายได้ มันถูกตีความว่าเป็นโครงสร้างที่ไม่มีองค์กรที่ชัดเจนและมีหลายองค์กร.

ได้รับการพิจารณาแล้วว่าโปรโตพลาสซึมเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ทั้งหมดที่อยู่ภายในเยื่อหุ้มพลาสมา อย่างไรก็ตามผู้เขียนบางคนได้รวมอยู่ในโปรโตปลาสซึมของเซลล์เยื่อหุ้มเซลล์นิวเคลียสและพลาสซึม.

ปัจจุบันคำว่าโปรโตพลาสซึมไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย นักวิทยาศาสตร์ต้องการที่จะอ้างถึงส่วนประกอบของเซลล์โดยตรง.

ดัชนี

• 1 ประวัติ
  • 1.1 ทฤษฎีโปรโตพลาสมา
• 2 ลักษณะทั่วไป
• 3 ส่วนประกอบ
  • 3.1 พลาสมาเมมเบรน
  • 3.2 Cytoplasm
  • 3.3 Citosol
  • 3.4 Cytoskeleton
  • 3.5 Organelles
  • 3.6 นิวคลีโอพลาสซึม
• 4 ฟังก์ชั่น
  • 4.1 คุณสมบัติทางสรีรวิทยา
• 5 อ้างอิง

ประวัติศาสตร์

คำว่าโปรโตปลาสซึมเกิดจากนักกายวิภาคศาสตร์ชาวสวีเดนชื่อ Jan Purkyne ในปี 1839 มันถูกใช้เพื่ออ้างถึงวัสดุฝึกอบรมของตัวอ่อนสัตว์.

อย่างไรก็ตามในปี 1835 นักสัตวศาสตร์เฟลิกซ์ดูจาร์ดินได้อธิบายถึงสารที่อยู่ภายในแรดโซพอด มันให้ชื่อ sarcoda และบ่งบอกว่ามันมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี.

ต่อมาในปีพ. ศ. 2389 Hugo von Mohl นักพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมันได้นำเสนอคำว่า protoplasm เพื่ออ้างถึงสารที่มีอยู่ภายในเซลล์พืช.

ในปี ค.ศ. 1850 นักพฤกษศาสตร์เฟอร์ดินานด์โคห์นได้รวมข้อตกลงไว้แสดงว่าทั้งพืชและสัตว์มีโปรโตพลาสซึม นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าในทั้งสองสิ่งมีชีวิตสารที่เติมเซลล์คล้ายกัน.

ในปี 1872 บีลล์เปิดตัวคำศัพท์ bioplasma. ในปี 1880 Hanstein เสนอคำว่า โปรโตพลา, คำศัพท์ใหม่เพื่ออ้างถึงเซลล์ทั้งหมดยกเว้นผนังเซลล์ คำนี้ถูกใช้โดยผู้เขียนบางคนเพื่อแทนที่เซลล์.

ในปี 1965 ลาร์ดีแนะนำคำศัพท์ เซลล์, ซึ่งใช้ในการตั้งชื่อของเหลวภายในเซลล์.

ทฤษฎีโปรโตพลาสมา

Max Schultze นักกายวิภาคศาสตร์เสนอในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 ที่พื้นฐานพื้นฐานของชีวิตคือโปรโตพลาสซึม Schultze แนะนำว่าโปรโตพลาสซึมเป็นสารที่ควบคุมกิจกรรมสำคัญของเนื้อเยื่อในสิ่งมีชีวิต.

ถือว่าเป็นงานของ Schultze เป็นจุดเริ่มต้นของทฤษฎี protoplasmatic ทฤษฎีนี้ได้รับการสนับสนุนจากข้อเสนอของ Thomas Huxley ในปี 1868 และโดยนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ในเวลานั้น.

ทฤษฎีโพรโทพลาสซึมระบุว่าโปรโตพลาสซึมเป็นพื้นฐานทางกายภาพของชีวิต ในลักษณะที่ว่าการศึกษาของสารนี้จะช่วยให้เข้าใจการทำงานของสิ่งมีชีวิตรวมถึงกลไกของการสืบทอด.

ด้วยความเข้าใจที่ดีที่สุดของโครงสร้างเซลล์และการทำงานทฤษฎีโปรโตพลาสมาจึงสูญเสียความถูกต้อง.

ลักษณะทั่วไป

โปรโตพลาสซึมประกอบด้วยสารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์หลายชนิด สารที่มีมากที่สุดคือน้ำซึ่งคิดเป็นเกือบ 70% ของน้ำหนักทั้งหมดและหน้าที่ของมันในฐานะสายพานลำเลียงตัวทำละลายตัวควบคุมอุณหภูมิสารหล่อลื่นและองค์ประกอบโครงสร้าง.

นอกจากนี้ 26% ของโปรโตพลาสซึมถูกสร้างขึ้นจาก macromolecules อินทรีย์ทั่วไป เหล่านี้เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นจากการรวมตัวของหน่วยย่อยที่เล็กกว่า.

กลุ่มคนเหล่านี้คือคาร์โบไฮเดรตโมเลกุลขนาดใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอนไฮโดรเจนและออกซิเจนซึ่งเก็บพลังงานไว้สำหรับเซลล์ พวกมันถูกใช้ในฟังก์ชันเมแทบอลิซึมและโครงสร้างของโปรโตพลาสซึม.

นอกจากนี้ยังมีไขมันหลายประเภท (ไขมันที่เป็นกลาง, คอเลสเตอรอลและฟอสโฟลิปิด) ซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเซลล์ นอกจากนี้ยังเป็นส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ที่ควบคุมการทำงานของโปรโตปลาสซึมที่แตกต่างกัน.

โปรตีนประกอบด้วยองค์ประกอบของโปรโตพลาสซึมเกือบ 15% กลุ่มคนเหล่านี้เรามีโปรตีนโครงสร้าง โปรตีนเหล่านี้ก่อให้เกิดโครงร่างของโปรโตพลาสซึมทำให้องค์กรของพวกเขาและการขนส่งเซลล์.

โปรตีนอื่น ๆ ที่มีอยู่ในโปรโตพลาสซึมคือเอนไซม์ พวกเขาทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา (สารที่ปรับเปลี่ยนความเร็วของปฏิกิริยาเคมี) ของกระบวนการเผาผลาญอาหารทั้งหมด.

เช่นเดียวกันไอออนอนินทรีย์ต่าง ๆ มีอยู่เพียง 1% ขององค์ประกอบเท่านั้น (โพแทสเซียมแมกนีเซียมฟอสฟอรัสซัลเฟอร์โซเดียมและคลอรีน) สิ่งเหล่านี้มีส่วนช่วยรักษาความเป็นกรดด่างของโปรโตพลาสซึม.

ส่วนประกอบ

โปรโตปลาสซึมประกอบด้วยพลาสมาเมมเบรนพลาสซึมและนิวเคลียส อย่างไรก็ตามในปัจจุบันด้วยความก้าวหน้าของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กทรอนิกส์เป็นที่ทราบกันดีว่าโครงสร้างของเซลล์มีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น.

นอกจากนี้ยังมีช่องขนาดเล็กจำนวนมากและเนื้อหาของเซลล์ที่ซับซ้อนมาก นอกจากออร์แกเนลล์ซึ่งรวมอยู่ที่นี่เป็นส่วนหนึ่งของพลาสซึม.

พลาสมาเมมเบรน

พลาสมาเมมเบรนหรือพลาสม่าเลมม่าประกอบด้วยโปรตีนประมาณ 60% และไขมัน 40% การจัดเรียงโครงสร้างของมันถูกอธิบายโดยแบบจำลองโมเสคเหลว ในเรื่องนี้เยื่อหุ้มเซลล์จะแสดงฟอสโฟลิปิดของฟอสโฟไลปิดซึ่งมีการฝังโปรตีน.

มีการพิจารณาว่าเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมดมีโครงสร้างเดียวกัน อย่างไรก็ตามพลาสม่าเลมม่าเป็นพังผืดที่หนาที่สุดในเซลล์.

พลาสม่าเลมม่าไม่พบด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง จนกระทั่งเมื่อปลายทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ยี่สิบนั้นรายละเอียดของโครงสร้างก็สามารถทำได้.

พลาสซึม

พลาสซึมหมายถึงวัสดุทั้งหมดของเซลล์ที่อยู่ภายในพลาสม่าเลมม่าไม่รวมถึงนิวเคลียส ออร์แกเนลล์ทั้งหมดรวมอยู่ในไซโตปลาสซึม (โครงสร้างของเซลล์ที่มีรูปแบบและฟังก์ชั่นที่กำหนด) นอกจากนี้สารที่ส่วนประกอบของเซลล์ที่แตกต่างกันจะถูกแช่.

เซลล์

cytosol เป็นระยะของเหลวของไซโตพลาสซึม มันเป็นเจลเหลวเกือบที่มากกว่า 20% ของโปรตีนในเซลล์ ส่วนใหญ่เป็นเอนไซม์.

โครงร่าง

โครงร่างโครงกระดูกถือเป็นโครงร่างโปรตีนที่ก่อตัวเป็นโครงร่างเซลลูลาร์ มันถูกสร้างขึ้นโดยไมโครฟิล์มและไมโครทูบูล ไมโครฟิล์มส่วนใหญ่ประกอบด้วยแอคตินแม้ว่าจะมีโปรตีนชนิดอื่น.

เส้นใยเหล่านี้มีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันในเซลล์ประเภทต่าง ๆ Microtubules เป็นโครงสร้างท่อที่เกิดขึ้นโดยทั่วไปของ tubulin.

เนลล์

ออร์แกเนลล์เป็นโครงสร้างเซลล์ที่ทำหน้าที่เฉพาะอย่าง แต่ละอันถูกคั่นด้วยเมมเบรน บาง organelles มีเพียงหนึ่งพังผืด (vacuole, dictyosomes) ในขณะที่คนอื่น ๆ ถูก จำกัด โดยสองเยื่อหุ้ม (mitochondria, chloroplasts).

เยื่อหุ้มของ organelles มีโครงสร้างเดียวกันกับพลาสม่า พวกมันบางลงและองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างกันไปตามหน้าที่ที่พวกมันเติมเต็ม.

ภายใน organelles เกิดปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์เฉพาะ ในทางกลับกันพวกมันสามารถเคลื่อนที่ในระยะที่เป็นน้ำของไซโตพลาสซึม.

ในออร์แกเนลล์มีปฏิกิริยาที่แตกต่างกันซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานของเซลล์ การหลั่งของสารการสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจแบบแอโรบิก

nucleoplasma

นิวเคลียสเป็นอวัยวะของเซลล์ที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมของเซลล์ ในกระบวนการแบ่งเซลล์เดียวกันเกิดขึ้น.

ส่วนประกอบของนิวเคลียสนั้นได้รับการยอมรับ: ซองจดหมายนิวเคลียร์, นิวเคลียสและนิวเคลียส ซองจดหมายนิวเคลียร์จะแยกนิวเคลียสออกจากไซโตพลาสซึมและเกิดขึ้นจากสองหน่วยเมมเบรน. 

นิวคลีโอพลาสซึมเป็นสารภายในที่ถูกหุ้มด้วยเปลือกหุ้มภายใน มันเป็นน้ำที่มีโปรตีนจำนวนมาก พวกเขาเป็นเอนไซม์ส่วนใหญ่ที่ควบคุมการเผาผลาญของกรดนิวคลีอิก.

Chromatin (DNA ในช่วงการกระจายตัวของมัน) มีอยู่ในนิวโตพลาสซึม นอกจากนี้นิวเคลียสจะถูกนำเสนอซึ่งเป็นโครงสร้างที่เกิดขึ้นจากโปรตีนและ RNA.

ฟังก์ชั่น

กระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในเซลล์นั้นสัมพันธ์กับโปรโตพลาสซึมผ่านส่วนประกอบต่างๆ.

พลาสมาเมมเบรนเป็นสิ่งกีดขวางโครงสร้างที่เลือกที่ควบคุมความสัมพันธ์ระหว่างเซลล์และสภาพแวดล้อมที่ล้อมรอบมัน ไขมันป้องกันการผ่านของสารชอบน้ำ โปรตีนควบคุมสารที่สามารถข้ามเมมเบรนควบคุมการเข้าและออกของเซลล์เดียวกัน.

ปฏิกิริยาทางเคมีหลายอย่างเกิดขึ้นใน cytosol เช่น glycolysis อันนี้แทรกแซงโดยตรงในการปรับเปลี่ยนความหนืดของเซลล์การเคลื่อนที่ของอะมีบาและวัฏจักร ในทำนองเดียวกันมันมีความสำคัญอย่างยิ่งในการก่อตัวของกระสวยอวกาศระหว่างการแบ่งเซลล์.

ในโครงร่างของเซลล์ไมโครฟิล์มนั้นสัมพันธ์กับการหดตัวของเซลล์และการเคลื่อนไหว ในขณะที่ microtubules แทรกแซงในการขนส่งเซลล์และมีส่วนร่วมในการสร้างเซลล์ พวกเขายังมีส่วนร่วมในการสร้าง centrioles, cilia และ flagella.

การขนส่งภายในเซลล์เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงการประกอบและการหลั่งของสารเป็นความรับผิดชอบของเอนโดพลาสซึม reticulum และ dictyosomes.

กระบวนการเปลี่ยนแปลงและการสะสมพลังงานเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงที่มีคลอโรพลาสต์ การได้รับ ATP ผ่านการหายใจของเซลล์เกิดขึ้นในไมโตคอนเดรีย.

คุณสมบัติทางสรีรวิทยา

มีการอธิบายคุณสมบัติทางสรีรวิทยาสามประการที่เกี่ยวข้องกับโปรโตพลาสซึม เหล่านี้คือการเผาผลาญการสืบพันธุ์และความหงุดหงิด.

กระบวนการเมตาบอลิซึมทั้งหมดของเซลล์เกิดขึ้นในโปรโตพลาสซึม บางกระบวนการเป็นโบลิคและเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรโตพลาสซึม คนอื่น ๆ เป็น catabolic และแทรกแซงในการสลายตัวของพวกเขา เมแทบอลิซึมรวมถึงกระบวนการต่าง ๆ เช่นการย่อยการหายใจการดูดซึมและการขับถ่าย.

กระบวนการทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์โดยการแบ่งเซลล์เช่นเดียวกับการเข้ารหัสสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนที่จำเป็นในปฏิกิริยาของเซลล์ทั้งหมดที่เกิดขึ้นในนิวเคลียสของเซลล์ที่มีอยู่ภายในโปรโตพลาสมา.

หงุดหงิดคือการตอบสนองของโปรโตพลาสซึมต่อสิ่งเร้าภายนอก สิ่งนี้สามารถกระตุ้นการตอบสนองทางสรีรวิทยาที่ทำให้เซลล์ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่อยู่รอบ ๆ.

การอ้างอิง

1. Liu D (2017) เซลล์และโปรโตพลาสซึมเป็นภาชนะวัตถุและสาร: 1835-1861 วารสารประวัติศาสตร์ชีววิทยา 50: 889-925.
2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáezและ M Miguel (1997) พืชและสัตว์เซลล์วิทยาและจุล ชีววิทยาของเซลล์สัตว์และพืชและเนื้อเยื่อ ฉบับที่สอง McGraw Hill-Interamericana ของสเปน มาดริด, สเปน 960 หน้า.
3. Welch GR และ J Clegg (2010) จากทฤษฎีโพรโทพลาสซึมสู่ชีววิทยาของระบบเซลลูลาร์: ภาพสะท้อน 150 ปี Am. J. Physiol เซลล์ Physiol 298: 1280-1290.
4. Welch GR และ J Clegg (2012) เซลล์กับโปรโตพลาสซึม: ประวัติผู้ปรับปรุงใหม่ เซลล์ Biol Int 36: 643-647.