SYTOPLASMA: TOIMINNOT, OSAT JA OMINAISUUDET - BIOLOGIA - 2026

Sytoplasmassa on aine löydetty solujen sisällä, joka sisältää sytoplasmisen matriisin tai sytosolissa ja subsellulaaristen. Sytosoli muodostaa hiukan yli puolet (noin 55%) solun kokonaistilavuudesta ja on alue, jolla tapahtuu proteiinien synteesi ja hajoaminen, mikä tarjoaa riittävän väliaineen välttämättömien metabolisten reaktioiden tapahtumiseksi..

Kaikki prokaryoottisen solun komponentit ovat sytoplasmassa, kun taas eukaryooteissa on muita jakautumisia, kuten ydin. Eukaryoottisoluissa jäljellä olevan solutilavuuden (45%) miehittävät sytoplasmiset organelit, kuten mitokondriat, sileä ja karkea endoplasminen retikulum, ydin, peroksisomat, lysosomit ja endosomit.

Yleispiirteet, yleiset piirteet

Sytoplasma on aine, joka täyttää solujen sisäosat ja on jaettu kahteen komponenttiin: nestesuhteeksi, jota kutsutaan sytosoliksi tai sytoplasmamatriisiksi, ja siihen upotettuihin organelleihin - eukaryoottisen suvun tapauksessa.

Sytosoli on sytoplasman gelatiinimatriisi ja koostuu laajasta joukosta liuenneita aineita, kuten ioneja, välituoteaineenvaihduntatuotteita, hiilihydraatteja, lipidejä, proteiineja ja ribonukleiinihappoja (RNA). Se voi esiintyä kahdessa muunnettavissa olevassa vaiheessa: geelifaasi ja soolifaasi.

Se koostuu kolloidisesta matriisista, joka on samanlainen kuin vesipitoinen geeli, joka koostuu vedestä - pääasiassa - ja verkosta kuituproteiineja, jotka vastaavat sytoskeletonia, mukaan lukien aktiini, mikrotubulit ja välifilamentit, lisäksi joukon apuproteiineja, jotka edistävät puitteissa.

Tämä proteiinifilamenttien muodostama verkko diffundoituu koko sytoplasmassa antaen sille viskoelastiset ominaisuudet ja supistuvan geelin ominaisuudet.

Sytoskeleton tehtävänä on tukea ja stabiilisuutta soluarkkitehtuurille. Sen lisäksi, että se osallistuu sytoplasmassa olevien aineiden kuljetukseen ja edistää solujen liikkumista, kuten fagosytoosi. Seuraavassa animaatiossa voit nähdä eläinsolun sytoplasman (sytoplasma):

ominaisuudet

Sytoplasma on eräänlainen molekyylikeitto, jossa tapahtuu entsymaattisia reaktioita, jotka ovat välttämättömiä solun toiminnan ylläpitämiseksi.

Se on ihanteellinen kuljetusväliaine solujen hengitysprosesseihin ja biosynteesireaktioihin, koska molekyylit eivät liukene väliaineeseen ja kelluvat sytoplasmassa, käyttövalmiina.

Kemiallisen koostumuksensa ansiosta sytoplasma voi toimia myös puskurina tai puskurina. Se toimii myös sopivana keinona keuhkojen suspensioon, suojaten niitä - ja ytimeen rajoitettua geneettistä materiaalia - äkillisiltä liikkeiltä ja mahdollisilta törmäyksiltä.

Sytoplasma myötävaikuttaa ravintoaineiden liikkeeseen ja solujen siirtymiseen sytoplasmisen virtauksen muodostumisen ansiosta. Tämä ilmiö koostuu sytoplasman liikkeestä.

Sytoplasman virrat ovat erityisen tärkeitä suurissa kasvisoluissa ja auttavat nopeuttamaan materiaalin jakautumista.

komponentit

Sytoplasma, tila solun sisällä

Sytoplasma koostuu sytoplasmisesta matriisista tai sytosolista ja tämän geeliytyvän aineen upotettujen organelien päästä. Jokaista kuvataan tarkemmin alla:

sytosoliin

Sytosoli on väritön, joskus harmahtava, gelatiinimainen ja läpikuultava aine, jota löytyy organelien ulkopinnalta. Sitä pidetään sytoplasman liukoisena osana.

Tämän matriisin yleisin komponentti on vesi, joka muodostaa 65-80% sen kokonaiskoostumuksesta, paitsi luusoluissa, hammaskiilissä ja siemenissä.

Kemiallisesta koostumuksestaan ​​20% vastaa proteiinimolekyylejä. Siinä on yli 46 solua käyttämää elementtiä. Näistä vain 24 pidetään välttämättöminä elämälle.

Näkyvimpiä elementtejä ovat hiili, vety, typpi, happi, fosfori ja rikki.

Samalla tavalla tämä matriisi on rikas ionien kanssa ja näiden pidättäminen lisää solun osmoottisen paineen nousua. Nämä ionit auttavat ylläpitämään optimaalista happo-emäs tasapainoa soluympäristössä.

Sytosolista löydettyjen ionien monimuotoisuus vaihtelee tutkitun solutyypin mukaan. Esimerkiksi lihas- ja hermosoluissa on korkeat pitoisuudet kaliumia ja magnesiumia, kun taas kalsiumionia on erityisen runsaasti verisoluissa.

Kalvot organelles

Eukaryoottisolujen tapauksessa sytoplasmisessa matriisissa on upotettu erilaisia ​​solun ulkopuolisia osastoja. Ne voidaan jakaa kalvoihin ja erillisiin organelleihin.

Endoplasmainen retikulumi ja Golgi-laite kuuluvat ensimmäiseen ryhmään, molemmat ovat säkkimuotoisten kalvojen järjestelmiä, jotka ovat kytketty toisiinsa. Tästä syystä sen rakenteen rajaa on vaikea määritellä. Lisäksi näillä osastoilla on alueellinen ja ajallinen jatkuvuus plasmakalvon kanssa.

Endoplasminen retikulum jaetaan sileään tai karkeaseen riippuen ribosomien läsnäolosta tai puutteesta. Sileä on vastuussa pienten molekyylien metaboliasta, sillä on vieroitusmekanismit ja lipidien ja steroidien synteesi.

Sitä vastoin karkeassa endoplasmisessa retikulumissa on ribosomit kiinnittyneinä kalvoonsa ja se on pääasiassa vastuussa solujen erittämien proteiinien synteesistä.

Golgi-laite on joukko kiekonmuotoisia säkkejä ja osallistuu membraanien ja proteiinien synteesiin. Lisäksi siinä on entsymaattinen koneisto, joka tarvitaan proteiinien ja lipidien modifikaatioiden suorittamiseen, mukaan lukien glykosylaatio. Se osallistuu myös lysosomien ja peroksisomien varastointiin ja jakeluun.

Hienovarainen organelli

Toinen ryhmä koostuu solunsisäisistä organelleista, jotka ovat erillisiä ja joiden rajat havaitaan selvästi kalvojen läsnä ollessa.

Ne on eristetty muista organelleista rakenteellisesta ja fyysisestä näkökulmasta, vaikkakin voi olla vuorovaikutuksia muiden osastojen kanssa, esimerkiksi mitokondriat voivat olla vuorovaikutuksessa kalvoisten organelien kanssa.

Tähän ryhmään kuuluvat mitokondriat, organelit, joilla on entsyymejä, jotka ovat välttämättömiä välttämättömien metabolisten reittien, kuten sitruunahapposyklin, elektronin kuljetusketjun, ATP-synteesin ja rasvahappojen b-hapettumisen suorittamiseksi.

Lysosomit ovat myös erillisiä organelleja, ja niiden tehtävänä on varastoida hydrolyyttisiä entsyymejä, jotka auttavat proteiinien imeytymistä uudelleen, tuhoavat bakteerit ja sytoplasmisen organelien hajoamisen.

Mikro-elimet (peroksisomit) osallistuvat hapettaviin reaktioihin. Näissä rakenteissa on katalaasi-entsyymi, joka auttaa muuttamaan vetyperoksidia - myrkyllistä aineenvaihduntaa - soluille vaarattomiksi aineiksi: vedeksi ja happeksi. Näissä elimissä tapahtuu rasvahappojen b-hapettumista.

Kasvien tapauksessa on olemassa muita organelleja, joita kutsutaan plastiksi. Ne suorittavat kymmeniä toimintoja kasvisolussa, ja merkittävimpiä ovat kloroplastit, joissa tapahtuu fotosynteesi.

Muita kuin tyypillisiä organelleja

Solulla on myös rakenteita, joita biologiset membraanit eivät rajoita. Ne sisältävät sytoskeleton komponentit, joihin kuuluvat mikrotubulukset, välifilamentit ja aktiinimikrokuidut.

Aktiinifilamentit koostuvat globaaleista molekyyleistä ja ovat joustavia ketjuja, kun taas välifilamentit ovat kestävämpiä ja koostuvat eri proteiineista. Nämä proteiinit vastaavat vetolujuuden tuottamisesta ja antavat solulle lujuuden.

Sentrioolit ovat sylinterinmuotoisia rakenneduvoja ja ovat myös ei-munanmuotoisia organelleja. Ne sijaitsevat mikrotubulusten centrosomeissa tai järjestetyissä keskuksissa. Nämä rakenteet synnyttävät silikoiden peruselimet.

Lopuksi on ribosomeja, proteiineista ja ribosomaalisesta RNA: sta koostuvia rakenteita, jotka osallistuvat translaatioprosessiin (proteiinisynteesi). Ne voivat olla vapaita sytosolissa tai ankkuroituina karkeaseen endoplasmiseen retikulumiin.

Useat kirjoittajat eivät kuitenkaan katso, että ribosomit olisi luokiteltava itse organelleiksi.

Inkluusio

Sulkeumat ovat sytoplasman komponentteja, jotka eivät vastaa organelleja ja joita useimmissa tapauksissa ei ole lipidikalvojen ympäröimä.

Tähän luokkaan kuuluu suuri joukko heterogeenisiä rakenteita, kuten pigmenttirakeet, kiteet, rasvat, glykogeeni ja jotkut jäteaineet.

Nämä elimet voivat ympäröimä itsensä entsyymeillä, jotka osallistuvat makromolekyylien synteesiin inkluusioon sisältyvästä aineesta. Esimerkiksi glykogeeni voi joskus olla ympäröity entsyymeillä, kuten glykogeenisynteesi tai glykogeenifosforylaasi.

Lisäykset ovat yleisiä maksasoluissa ja lihassoluissa. Samoin hiusten ja ihon sulkemisissa on pigmenttirakeita, jotka antavat niille näiden rakenteiden ominaisen värin.

Sytoplasman ominaisuudet

Se on kolloidi

Kemiallisesti sytoplasma on kolloidi, joten sillä on liuoksen ja suspension ominaisuudet samanaikaisesti. Se koostuu pienimolekyylipainoisista molekyyleistä, kuten suoloista ja glukoosista, sekä suuremmista massamolekyyleistä, kuten proteiineista.

Kolloidinen järjestelmä voidaan määritellä seoksena partikkeleista, joiden halkaisija on välillä 1/1 000 000 - 1/10 000, dispergoituneina nestemäiseen väliaineeseen. Kaikki solun protoplasma, joka sisältää sekä sytoplasman että nukleoplasman, on kolloidinen liuos, koska dispergoituneilla proteiineilla on kaikki näiden järjestelmien ominaisuudet.

Proteiinit kykenevät muodostamaan stabiileja kolloidisia järjestelmiä, koska ne käyttäytyvät liuenneina varautuneina ioneina ja ovat vuorovaikutuksessa varauksiensa kanssa ja toiseksi ne kykenevät houkuttelemaan vesimolekyylejä. Kuten kaikki kolloidit, sillä on ominaisuus ylläpitää tätä suspensiotilaa, joka antaa soluille stabiilisuuden.

Sytoplasman ulkonäkö on sameaa, koska sitä muodostavat molekyylit ovat suuria ja taitevat valoa, tätä ilmiötä kutsutaan Tyndall-ilmiöksi.

Toisaalta hiukkasten Brownin liike lisää hiukkasten kokoontumista, suosimalla entsymaattisia reaktioita solusytoplasmassa.

Tiksotrooppiset ominaisuudet

Sytoplasmalla on tiksotrooppisia ominaisuuksia, samoin kuin joillakin muilla kuin Newtonin nesteillä ja pseudoplastisilla aineilla. Tiksotropia viittaa viskositeetin muutoksiin ajan myötä: kun nesteelle kohdistuu stressiä, sen viskositeetti laskee.

Tiksotropiinisilla aineilla on vakautta lepotilassa ja häiriintyessä ne saavat juoksevuutta. Jokapäiväisessä ympäristössä olemme yhteydessä tällaisiin materiaaleihin, kuten tomaattikastike ja jogurtti.

Sytoplasma käyttäytyy kuin hydrogeeli

Hydrogeeli on luonnollinen tai synteettinen aine, joka voi olla huokoinen tai ei, ja jolla on kyky imeä suuria määriä vettä. Sen venyvyys riippuu sellaisista tekijöistä kuin väliaineen osmolaarisuus, ionivahvuus ja lämpötila.

Sytoplasmalla on hydrogeelin ominaisuuksia, koska se voi absorboida merkittäviä määriä vettä ja tilavuus vaihtelee vasteena ulkopuolelle. Nämä ominaisuudet on vahvistettu nisäkkäiden sytoplasmassa.

Sykloosiliikkeet

Sytoplasminen matriisi kykenee suorittamaan liikkeitä, jotka luovat sytoplasmisen virran tai virtauksen. Tätä liikettä tarkkaillaan yleensä sytosolin nestemäisessä faasissa ja se aiheuttaa muun muassa soluosastojen, kuten pinosomien, fagosomien, lysosomien, mitokondrioiden, keskioleiden, siirtymisen.

Tämä ilmiö on havaittu useimmissa eläin- ja kasvisoluissa. Alkueläimien, leukosyyttien, epiteelisolujen ja muiden rakenteiden ameeboidiset liikkeet riippuvat sykloosin liikkeestä sytoplasmassa.

Sytosolifaasit

Tämän matriisin viskositeetti vaihtelee solussa olevien molekyylipitoisuuksien funktiona. Kolloidisen luonteensa ansiosta sytoplasmassa voidaan erottaa kaksi faasia tai tilaa: soolifaasi ja geelifaasi. Ensimmäinen muistuttaa nestettä, kun taas toinen on samanlainen kuin kiinteä aine makromolekyylien korkeamman pitoisuuden ansiosta.

Esimerkiksi gelatiinin valmistuksessa voimme erottaa molemmat tilat. Soolifaasissa hiukkaset voivat liikkua vapaasti vedessä, mutta kun liuos jäähdytetään, se kovettuu ja siitä tulee eräänlainen puolikiinteä geeli.

Geelitilassa molekyylit kykenevät pitämään yhdessä erityyppisillä kemiallisilla sidoksilla, mukaan lukien HH, CH tai CN. Heti kun liuosta käytetään lämpöä, se palaa aurinkovaiheeseen.

Luonnollisissa olosuhteissa vaiheen inversio tässä matriisissa riippuu monista fysiologisista, mekaanisista ja biokemiallisista tekijöistä soluympäristössä.

Viitteet

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., ja Walter, P. (2008). Solun molekyylibiologia. Garland Science.
2. Campbell, NA, ja Reece, JB (2007). Biologia. Panamerican Medical Ed.
3. Fels, J., Orlov, SN, ja Grygorczyk, R. (2009). Nisäkkäiden sytoplasman hydrogeeli-luonto edistää osmosensointia ja solunulkoista pH-herkkyyttä. Biophysical Journal, 96 (10), 4276-4285.
4. Luby-Phelps, K., Taylor, DL, & Lanni, F. (1986). Sytoplasman rakenteen koettaminen. The Journal of Cell Biology, 102 (6), 2015-2022.
5. Ross, MH, ja Pawlina, W. (2007). Histologia. Teksti- ja väri-atlas sekä solu- ja molekyylibiologia, 5a. Panamerican Medical Ed.
6. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Johdatus mikrobiologiaan. Panamerican Medical Ed.