PROTOPLASMA: HISTORIA, OMINAISUUDET, KOMPONENTIT, TOIMINNOT - BIOLOGIA - 2026

Protoplasma on elävä solu materiaalia. Tämä rakenne tunnistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1839 erotettavana nesteenä seinästä. Sitä pidettiin läpinäkyvänä, viskoosisena ja laajennettavana aineena. Se tulkittiin rakenteena, jolla ei ollut näkyvää organisaatiota ja jossa oli lukuisia organelleja.

Protoplasman on katsottu olevan se kaikki solun osa, joka löytyy plasmakalvon sisällä. Jotkut kirjoittajat ovat kuitenkin sisällyttäneet solukalvon, ytimen ja sytoplasman protoplasmaan.

Eläinten eukaryoottinen solu. Lähde: Nikol valentina romero ruiz, Wikimedia Commonsista

Tällä hetkellä termiä protoplasma ei ole laajalti käytetty. Sen sijaan tutkijat ovat mieluummin viitanneet suoraan solukomponenteihin.

Historia

Termi protoplasma johtuu ruotsalaisesta anatomisti Jan Purkynesta vuonna 1839. Sitä käytettiin viittaamaan eläinten alkioiden muodostusaineeseen.

Kuitenkin jo vuonna 1835 eläintieteilijä Felix Dujardin kuvasi ainetta rhizopodien sisällä. Se antaa sille nimen sarcoda ja osoittaa, että sillä on fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia.

Myöhemmin, vuonna 1846, saksalainen kasvitieteilijä Hugo von Mohl otti käyttöön termin protoplasma viittaamaan kasvisoluissa läsnä olevaan aineeseen.

Kasvitieteilijä Ferdinand Cohn yhdisti termit vuonna 1850 ilmaiseen, että sekä kasveilla että eläimillä on protoplasma. Tutkija huomauttaa, että molemmissa organismeissa solut täyttävä aine on samanlainen.

Vuonna 1872 Beale otti käyttöön termin bioplasma. Vuonna 1880 Hanstein ehdotti sanaa protoplast, uutta termiä viittaamaan koko soluun, pois lukien soluseinä. Jotkut kirjoittajat käyttivät tätä termiä solun korvaamiseen.

Vuonna 1965 Lardy otti käyttöön termin sytosoli, jota käytettiin myöhemmin solun sisällä olevan nesteen nimeämiseen.

Protoplasminen teoria

Anatomisti Max Schultze ehdotti 1800-luvun lopulla, että elämän perusta on protoplasma. Schultze ehdotti, että protoplasma on aine, joka säätelee kudosten elintärkeitä aktiviteetteja elävissä olosuhteissa.

Schultzen teoksia pidetään protoplasmisen teorian lähtökohtana. Tätä teoriaa tukivat Thomas Huxleyn vuonna 1868 ja muiden tuolloisten tutkijoiden ehdotukset.

Protoplasmisen teorian mukaan protoplasma oli fyysinen perusta elämälle. Sillä tavalla, että tämän aineen tutkiminen antaisi meille mahdollisuuden ymmärtää elävien olentojen toiminta, myös perintömekanismit.

Solujen toiminnan ja rakenteen ymmärtämisen myötä protoplasminen teoria on menettänyt paikkansa.

Yleispiirteet, yleiset piirteet

Protoplasma koostuu useista orgaanisista ja epäorgaanisista yhdisteistä. Rikkain aine on vesi, joka muodostaa lähes 70% sen kokonaispainosta ja toimii kantajana, liuottimena, lämpöregulaattorina, voiteluaineena ja rakenneosana.

Lisäksi 26% protoplasmasta koostuu yleensä orgaanisista makromolekyyleistä. Nämä ovat suuria molekyylejä, jotka muodostuvat pienempien alayksiköiden polymeroinnilla.

Näistä löytyy hiilihydraatteja, makromolekyylejä, jotka koostuvat hiilestä, vedystä ja hapesta ja jotka varastoivat energian solulle. Niitä käytetään protoplasman erilaisissa metabolisissa ja rakenteellisissa toiminnoissa.

Samoin on erityyppisiä lipidejä (neutraaleja rasvoja, kolesterolia ja fosfolipidejä), jotka toimivat myös solun energialähteenä. Lisäksi ne ovat osa kalvoja, jotka säätelevät erilaisia ​​protoplasmisia toimintoja.

Proteiinit muodostavat lähes 15% protoplasman koostumuksesta. Näiden joukossa meillä on rakenneproteiineja. Nämä proteiinit muodostavat protoplasmisen kehyksen, myötävaikuttaen sen organisointiin ja solun kuljetukseen.

Muut protoplasmassa läsnä olevat proteiinit ovat entsyymejä. Ne toimivat kaikkien aineenvaihduntaprosessien katalysaattoreina (aineet, jotka muuttavat kemiallisen reaktion nopeutta).

Samoin läsnä on erilaisia ​​epäorgaanisia ioneja, jotka vastaavat vain 1% sen koostumuksesta (kalium, magnesium, fosfori, rikki, natrium ja kloori). Ne auttavat ylläpitämään protoplasman pH: ta.

komponentit

Protoplasma koostuu plasmamembraanista, sytoplasmasta ja nukleoplasmasta. Tänään on kuitenkin elektronimikroskopian edistyksen ansiosta tiedossa, että solurakenne on vielä monimutkaisempi.

Lisäksi on olemassa suuri joukko solun ulkopuolisia osastoja ja rakenteellisesti erittäin monimutkaisia ​​solusisällöitä. Organelien lisäksi, jotka sisällytetään tähän osana sytoplasmaan.

Plasmakalvo

Plasmakalvo tai plasmalemma koostuu noin 60% proteiineista ja 40% lipideistä. Sen rakenteellista järjestelyä selittää nestemäinen mosaiikkimalli. Tässä kalvossa on fosfolipidikerros, johon proteiinit upotetaan.

Kaikilla solumembraaneilla katsotaan olevan sama rakenne. Plasmalemma on kuitenkin solun paksuin kalvo.

Plasmalemmaa ei voida nähdä valomikroskoopilla. Vasta 1900-luvun loppupuolella 50-luvulla sen rakenne voitiin yksityiskohtainen.

sytoplasma

Sytoplasma määritellään kaikkea solumateriaalia, joka löytyy plasmalemmasta, mukaan lukien ydin. Sytoplasma sisältää kaikki organelit (solurakenteet, joilla on määritelty muoto ja toiminta). Samoin aine, johon erilaiset solukomponentit upotetaan.

sytosoliin

Sytoskeleton muodostaa proteiinikehyksen, joka muodostaa solurakenteen. Se koostuu mikrosäikeistä ja mikrotubuluksista. Mikrofilamentit valmistetaan pääasiassa aktiinista, vaikka proteiineja on myös muita.

Näillä filamenteilla on erilainen kemiallinen koostumus erityyppisissä soluissa. Mikrotubulukset ovat putkimaisia ​​rakenteita, jotka on pohjimmiltaan tehty tubuliinista.

soluelimiin

Ydin on solun organeli, joka sisältää solun geneettisen informaation. Siinä tapahtuvat solunjakautumisprosessit.

Ytimen kolme komponenttia tunnistetaan: ydinverho, nukleoplasma ja nukleoli. Ydinverho erottaa ytimen sytoplasmasta ja koostuu kahdesta kalvoyksiköstä.

Nukleoplasma on sisäinen aine, jonka sisäisesti rajaa ydinvaippa. Se muodostaa vesifaasin, joka sisältää suuren määrän proteiineja. Pääasiassa ne ovat entsyymejä, jotka säätelevät nukleiinihappojen metaboliaa.

Kromatiini (DNA dispergoituneessa faasissaan) sisältyy nukleoplasmaan. Lisäksi esitetään nukleoli, joka on proteiinien ja RNA: n muodostama rakenne.

ominaisuudet

Kaikki solussa tapahtuvat prosessit liittyvät protoplasmaan sen eri komponenttien kautta.

Plasmakalvo on selektiivinen rakenteellinen este, joka hallitsee solun ja sitä ympäröivän ympäristön välistä suhdetta. Lipidit estävät hydrofiilisten aineiden kulkeutumisen. Proteiinit kontrolloivat aineita, jotka voivat ylittää kalvon, säätelemällä niiden tuloa ja poistumista soluun.

Sytosolissa tapahtuu erilaisia ​​kemiallisia reaktioita, kuten glykolyysi. Tämä liittyy suoraan soluviskositeetin muutoksiin, ameeboidiseen liikkeeseen ja syklosiin. Samalla tavoin sillä on suuri merkitys mitoottisen karan muodostumisessa solunjakautumisen aikana.

Sytoskeletossa mikrofilamentit liittyvät solujen liikkeeseen ja supistumiseen. Vaikka mikrotubulukset osallistuvat solun kuljetukseen ja auttavat solun muovaamisessa. Ne osallistuvat myös keskipisteiden, silikoiden ja silmien muodostumiseen.

Solunsisäinen kuljetus, samoin kuin aineiden transformaatio, kokoonpano ja eritys, ovat endoplasmisen retikulumin ja dicososomien vastuulla.

Transformaatioprosessit ja energian kerääntyminen tapahtuvat fotosynteettisissä organismeissa, joissa on kloroplasteja. ATP: n saaminen soluhengityksellä tapahtuu mitokondrioissa.

Fysiologiset ominaisuudet

Kolme protoplasmaan liittyvää fysiologista ominaisuutta on kuvattu. Näitä ovat aineenvaihdunta, lisääntyminen ja ärtyneisyys.

Protoplasmassa tapahtuu kaikki solun metaboliset prosessit. Jotkut prosessit ovat anabolisia ja liittyvät protoplasman synteesiin. Toiset ovat katabolisia ja osallistuvat sen hajoamiseen. Aineenvaihduntaan kuuluvat prosessit, kuten ruuansulatus, hengitys, imeytyminen ja erittyminen.

Kaikki prosessit, jotka liittyvät lisääntymiseen solujakautumisen avulla, samoin kuin kaikissa solureaktioissa tarvittavien proteiinien synteesin koodaus tapahtuvat protoplasman sisältämässä solun ytimessä.

Ärtyneisyys on protoplasman vastaus ulkoiseen ärsykkeeseen. Tämä kykenee laukaisemaan fysiologisen vasteen, jonka avulla solu voi mukautua ympäröivään ympäristöön.

Viitteet

1. Liu D (2017) Solu ja protoplasma säiliönä, esineenä ja aineena: 1835-1861. Journal of History of Biology 50: 889-925.
2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez ja M Miguel (1997) Kasvien ja eläinten sytologia ja histologia. Eläin- ja kasvisolujen ja -kudosten biologia. Toinen painos. McGraw Hill-Interamericana Espanjasta. Madrid, Espanja. 960 s.
3. Welch GR ja J Clegg (2010) Protoplasmisen teoriasta solujärjestelmäbiologiaan: 150 vuoden pohdinta. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280 - 1290.
4. Welch GR ja J Clegg (2012) Cell vs. protoplasm: revisionistinen historia. Cell Biol. Int. 36: 643-647.