Что такое цитоплазма,ее строение и функции
Цитоплазма представлена полужидким гелеобразным веществом, которое можно найти в каждой живой клетке. Данное вещество окружает ядро клетки, а также органеллы. Данная среда предназначена для оптимального протекания многочисленных клеточных процессов, к которым относится синтез белка, метаболизм, а также иные химические реакции.
В цитоплазме содержится вода, питательные вещества и разнообразные молекулы с ионами, нужными для жизнедеятельности любой клетки.
Разбираемся, что такое цитоплазма, ее строение, компоненты и в чем заключаются функции.
Содержание
Понятие
Она представлена идеальной средой для клеточных процессов. Она обладает полужидкой консистенцией. Ее можно встретить в прокариотических и эукариотических клетках. Именно ею заполнено пространство между мембраной и ядром клетки. Она представлена суспензионной средой для органелл.
Именно в цитоплазме осуществляются разнообразные метаболические реакции, к которым относится синтез белка и гликолиз. Благодаря ей молекулы перемещаются внутри клетки с помощью диффузии и активного транспорта.
Историческая информация
Впервые термин «цитоплазма» появился в 1863 году, причем ее открыл ученый Р. А. фон Кёлликером. Он выступал синонимом «протоплазмы», но чуть позже цитоплазма стала обозначать особое клеточное вещество. В 1882 году ботаник из Германии Э. Страсбургер утверждал, что из этого вещества нужно исключить определенные органеллы, к которым относится вакуоли и пластиды.
Уже ко второй половине 19 века были придуманы новые положения теории симбиогенеза, которая объясняет происхождение многих органелл, входящих в цитоплазму как симбионтов, которые сохраняют свои ДНК. Данная теория была подтверждена в 21 веке.
Особенности строения
Цитоплазма состоит из двух слоев:
- Наружный слой называется эктопзамой. В ней отсутствуют гранулы и большое количество органелл. Она обладает достаточно высокой вязкостью, а также в ней сплетаются микрофиламенты.
- Внутренний слой представлен эндоплазмой. В ней содержится множество органелл с гранулами, но она обладает невысокой вязкостью.
В цитоплазме содержатся органеллы, представленные пластидами. Дополнительно имеется аппарат Гольджи, являющийся диктиосомами, рассеянными по веществу. Цитоплазма пронизана микротрубочками, микрофиламентами, а также филаментами. Совокупность этих элементов позволяет получить цитосекелет, являющийся опорно-двигательной системой любой клетки.
Цитоплазма обладает уникальным свойством затвердевать при отсутствии метаболической активности. Это является защитной функцией для предотвращения повреждения органелл, но при этом отсутствуют препятствие для перемещения белковых молекул с метаболитами.
Компоненты
Цитоплазма состоит из нескольких важных компонентов:
- Цитозоль. Она представлена жидкой частью цитоплазмы, которая делится мембранами на компартменты. Она состоит из белковых структур цитоскелета, воды, белков и веществ, которые могут быть органическими или неорганическими, причем к ним относятся соли, глюкоза и аминокислоты.
- Органеллы. Они представлены субъединицами, которые можно идентифицируются только под микроскопией или с помощью клеточного фракционирования.
- Включения. Данные молекулы веществ не связаны с мембранами. К ним относятся запасные питательные вещества, гранулы пигментов и секреторные продукты.
Изучить состав цитоплазмы можно под микроскопом.
Какие имеются органеллы
В цитоплазме присутствуют следующие органеллы:
- Ядро. Оно представлено самой крупной органеллой, а также является командным центром для всех клеточных операций. Именно в нем хранится ДНК клетки. Внутри располагается ядрышко с другими небольшими образованиями сферической формы. Дополнительно в ядре содержатся хромосомы с генами. Оно управляет операциями клеток, а также их свойствами. Ядро отслеживает клеточные функции с помощью генетической информации. В ядрышках осуществляется синтез белка и РНК.
- Митохондрии. Они вырабатывают энергию в форме АТФ для клеток, поэтому по-другому они называются электростанциями. Во многих митохондриях геном получается от матери. Они обладают формой сосиски.
- Эндоплазматический ретикулум. Он является сетью мембранных трубочек, заполненных жидкостью. Они предназначены для транспортировки материалов по клеткам. Ретикулум может быть грубым или гладким. Первый состоит из везикул, канальцев и цистерн, а также предназначен для выработки белков. Гладкий эндоплазматический ретикулум выступает хранилищем, а также принимает участие в синтезе стероидов и липидов. Он требуется для детоксикации клетки.
- Пластиды. Они связаны с мембраной, а также предназначены для удержания пигмента. Они делятся на 3 отдельные группы. Хлоропласты – это двойные мембраносвязанные органеллы, которые образуются в клетках мезофилла листьев. Хромопласты включают соединения, обладающие низкое количество насыщенного каротина. Лейкопласты – это бесцветные пластиды, предназначенные для хранения пищи.
- Рибосомы. Они не связаны с мембраной, а также состоят из РНК и белка. Они могут быть окружены эндоплазматическим ретикулум или рассеяны по цитоплазме. Основной их функцией является синтез белков.
- Аппарат Гольджи. Он является органеллой, связанной с мембранной и состоящей из цистерн. Он предназначен для транспортировки и упаковки белков с липидами.
- Цитоскелет. Он формируется с помощью белковых нитей из эукариотических клеток. Он поддерживает структуру клетки и требуется для транспорта разных веществ.
- Центросома и центриоля. Центросома формируется из 2-х центриолей, представленных структурами цилиндрической формы. Они предназначены для организации и направления формирования митотического веретена
Такое количество органелл необходимо для нормального функционирования клеток.
Функции
Цитоплазма выполняет несколько важных функций:
- Метаболическая. Именно цитоплазма объединяет клеточные структуры, что обеспечивает их бесперебойное взаимодействие. Поэтому здесь протекает множество обменных процессов, а также метаболических путей.
- Передача сигналов. В цитоплазме передаются сигналы от мембраны к ядру и органеллам, поэтому обеспечивается вторичный мессенджинг. Это необходимо для синтеза белков, их роста, движения и дифференцировки.
- Транспортная. Благодаря проницаемости цитоплазмы обеспечивается перемещение ее компонентов. Благодаря диффузии осуществляется перемещение маленьких молекул, а более крупные перемещаются через транспортную систему микротрубочек.
- Механическая. Такая функция по-другому называется двигательной. Цитоплазма постоянно находится в движении, поэтому перетекает внутри клетки, что позволяет ей менять агрегатное состояние. При этом она перемещает разные вещества, что формирует эндоплазматический поток, который может быть спонтанным, постоянным или происходящим под влиянием внешних факторов.
Дополнительно цитоплазма обладает поддерживающей функцией, поскольку поддерживает цитоскелет, придающей клетке форму с подвижностью.
О цитоплазме в видео:
Цитоплазма является важнейшим полужидким гелеобразным веществом, необходимым для выполнения многочисленных клеточных процессов. Она состоит из большого количества органелл, а также может переходить в твердое состояние, если нет метаболической активности
