Τι είναι το κυτταρόπλασμα και ποιες οι λειτουργίες του. Παροχή θρεπτικών συστατικών

Κυτόπλασμα- αυτό είναι το εσωτερικό περιβάλλον του κυττάρου, που περιορίζεται από την κυτταρική μεμβράνη, εκτός από τον πυρήνα και το κενοτόπιο. Προηγουμένως, ειπώθηκε ότι το κελί αποτελείται κατά 80% από νερό. Ένα χαρακτηριστικό της δομής του κυτταροπλάσματος του κυττάρου είναι ότι το μεγαλύτερο μέρος της δομής του νερού του κυττάρου πέφτει στο κυτταρόπλασμα. Το στερεό μέρος του κυτταροπλάσματος περιλαμβάνει πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, φωσφολιπίδια, χοληστερόλη και άλλες οργανικές ενώσεις που περιέχουν άζωτο, μεταλλικά άλατα, εγκλείσματα με τη μορφή σταγονιδίων γλυκογόνου (σε ζωικά κύτταρα) και άλλες ουσίες. Σχεδόν όλες οι διεργασίες του κυτταρικού μεταβολισμού λαμβάνουν χώρα στο κυτταρόπλασμα. Το κυτταρόπλασμα περιέχει επίσης αποθεματικά θρεπτικά συστατικά και αδιάλυτα απόβλητα των μεταβολικών διεργασιών.

Λειτουργίες του κυτταροπλάσματος ή ο ρόλος του κυτταροπλάσματος στο κύτταρο

Λειτουργίες του κυτταροπλάσματος ή ο ρόλος του κυτταροπλάσματος:
1. Συνδέστε όλα τα μέρη του κελιού σε ένα ενιαίο σύνολο.
2. Σε αυτό λαμβάνουν χώρα χημικές διεργασίες.
3. Μεταφέρει ουσίες.
4. Εκτελεί μια λειτουργία υποστήριξης.

 

ΠΡΟΣ ΤΗΝ δομικά χαρακτηριστικά του κυτταροπλάσματοςμπορεί να περιλαμβάνει τα ακόλουθα:
1. Άχρωμη παχύρρευστη ουσία.
2. Βρίσκεται σε συνεχή κίνηση.
3. Περιέχει οργανοειδή (μόνιμα δομικά συστατικά και κυτταρικά εγκλείσματα και μη μόνιμα δομικά κύτταρα).
4. Τα εγκλείσματα μπορεί να είναι με τη μορφή σταγόνων (λίπη) και κόκκων (πρωτεΐνες και υδατάνθρακες).

Μπορείτε να δείτε πώς φαίνεται το κυτταρόπλασμα στο παράδειγμα της δομής ενός φυτικού ή ζωικού κυττάρου.

Κίνηση του κυτταροπλάσματος

Η κίνηση του κυτταροπλάσματος στο κύτταρο είναι ουσιαστικά συνεχής. Η ίδια η κίνηση του κυτταροπλάσματος πραγματοποιείται λόγω του κυτταροσκελετού, ή μάλλον, λόγω μιας αλλαγής στο σχήμα του κυτταροσκελετού.

Οργανοειδή του κυτταροπλάσματος

Όλα τα οργανοειδή που βρίσκονται στο κύτταρο μπορούν να αποδοθούν στα οργανοειδή του κυτταροπλάσματος του κυττάρου, αφού όλα βρίσκονται μέσα στο κυτταρόπλασμα. Όλα τα οργανοειδή στο κυτταρόπλασμα βρίσκονται σε κινητή κατάσταση και μπορούν να κινηθούν λόγω του κυτταροσκελετού.

Η σύνθεση του κυτταροπλάσματος

Η σύνθεση του κυτταροπλάσματος περιλαμβάνει:
1. Νερό περίπου 80%?
2. Πρωτεΐνη περίπου 10%.
3. Λιπίδια περίπου 2%.
4. Οργανικά άλατα περίπου 1%.
5. Ανόργανα άλατα 1%;
6. RNA περίπου 0,7%.
7. DNA περίπου 0,4%.
Η ονομαζόμενη σύνθεση του κυτταροπλάσματος ισχύει για ευκαρυωτικά κύτταρα.

1. Δώστε παραδείγματα ζωντανών όντων των οποίων τα κύτταρα είναι σε θέση να διατηρήσουν ένα μόνιμο σχήμα.

Απάντηση. Τα κύτταρα των φυτών, των μυκήτων, δηλαδή αυτών που έχουν κυτταρικό τοίχωμα, διατηρούν σταθερή μορφή.

2. Ποιες είναι οι λειτουργίες των ριβοσωμάτων;

Απάντηση. Το ριβόσωμα είναι το πιο σημαντικό μη μεμβρανικό οργανίδιο ενός ζωντανού κυττάρου, το οποίο χρησιμεύει για τη βιοσύνθεση πρωτεΐνης από αμινοξέα σύμφωνα με μια δεδομένη μήτρα με βάση τη γενετική πληροφορία που παρέχεται από το αγγελιοφόρο RNA (mRNA).

3. Τι είναι το κυτταρόπλασμα;

Απάντηση. Το εσωτερικό περιβάλλον του κυττάρου - το κυτταρόπλασμα - είναι ένα πολύπλοκα οργανωμένο σύστημα, που περιλαμβάνει τον πυρήνα, τα μεμβρανικά και μη μεμβρανικά οργανίδια, εγκλείσματα που αιωρούνται στο υαλόπλασμα. Το τελευταίο είναι ένα τζελ με βαθμό ιξώδους που ποικίλλει ανάλογα με τη λειτουργική κατάσταση του κυττάρου.

Ερωτήσεις μετά την §15

1. Ποιες λειτουργίες επιτελεί ο κυτταροσκελετός;

Απάντηση. Όλοι οι ευκαρυώτες έχουν ένα πολύπλοκο σύστημα υποστήριξης στο κυτταρόπλασμα - τον κυτταροσκελετό. Αποτελείται από τρία στοιχεία: μικροσωληνίσκους, ενδιάμεσα νήματα και μικρονημάτια.

Οι μικροσωληνίσκοι διαπερνούν ολόκληρο το κυτταρόπλασμα και είναι κοίλοι σωλήνες διαμέτρου 20–30 nm. Τα τοιχώματά τους σχηματίζονται από ειδικά στριμμένα νήματα κατασκευασμένα από την πρωτεΐνη τουμπουλίνη. Η συναρμολόγηση μικροσωληνίσκων από τουμπουλίνη λαμβάνει χώρα στο κέντρο του κυττάρου. Οι μικροσωληνίσκοι είναι ισχυροί και αποτελούν τη ραχοκοκαλιά υποστήριξης του κυτταροσκελετού. Συχνά είναι διατεταγμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να εξουδετερώνουν τη διαστολή και τη συστολή του κυττάρου. Εκτός από τη μηχανική λειτουργία, οι μικροσωληνίσκοι εκτελούν και λειτουργία μεταφοράς, συμμετέχοντας στη μεταφορά διαφόρων ουσιών μέσω του κυτταροπλάσματος.

Τα ενδιάμεσα νημάτια έχουν πάχος περίπου 10 nm και έχουν επίσης πρωτεϊνική φύση. Οι λειτουργίες τους επί του παρόντος δεν είναι καλά κατανοητές.

Τα μικρονήματα είναι πρωτεϊνικά νημάτια με διάμετρο μόνο 4 nm. Η βάση τους είναι η πρωτεΐνη ακτίνη. Μερικές φορές τα νημάτια ακτίνης ομαδοποιούνται σε δέσμες. Τα μικρονήματα εντοπίζονται συχνότερα κοντά στην πλασματική μεμβράνη και είναι σε θέση να αλλάξουν το σχήμα της, κάτι που είναι πολύ σημαντικό, για παράδειγμα, για τις διαδικασίες φαγοκυττάρωσης και πινοκύτωσης.

Έτσι, το κυτταρόπλασμα διαποτίζεται από κυτταροσκελετικές δομές που διατηρούν το σχήμα του κυττάρου και παρέχουν ενδοκυτταρική μεταφορά. Ο κυτταροσκελετός μπορεί γρήγορα να «αποσυναρμολογηθεί» και να «συναρμολογηθεί». Όταν συναρμολογηθεί, τότε τα οργανίδια μπορούν να κινηθούν κατά μήκος των δομών του με τη βοήθεια ειδικών πρωτεϊνών, φτάνοντας σε εκείνα τα σημεία του κυττάρου όπου χρειάζονται αυτή τη στιγμή.

2. Από τι αποτελείται το κυτταρικό κέντρο;

Απάντηση. Κυτταρικό κέντρο (κεντρόσωμα). Βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα κοντά στον πυρήνα και σχηματίζεται από δύο κεντρόλια - κύλινδρους που βρίσκονται κάθετα μεταξύ τους. Η διάμετρος κάθε κεντρολίου είναι 150–250 nm και το μήκος είναι 300–500 nm. Το τοίχωμα κάθε κεντρολίου αποτελείται από εννέα σύμπλοκα μικροσωληνίσκων και κάθε σύμπλεγμα (ή τριπλέτα), με τη σειρά του, αποτελείται από τρεις μικροσωληνίσκους. Τα τρίδυμα του κεντρολίου συνδέονται μεταξύ τους με μια σειρά συνδέσμων. Η κύρια πρωτεΐνη που σχηματίζει τα κεντριόλια είναι η τουμπουλίνη. Η τουμπουλίνη μεταφέρεται στην περιοχή του κυτταρικού κέντρου μέσω του κυτταροπλάσματος. Εδώ, στοιχεία του κυτταροσκελετού συναρμολογούνται από αυτήν την πρωτεΐνη. Ήδη συναρμολογημένα, αποστέλλονται σε διάφορα μέρη του κυτταροπλάσματος, όπου εκτελούν τις λειτουργίες τους.

Τα κεντρόλια είναι επίσης απαραίτητα για το σχηματισμό των βασικών σωμάτων των βλεφαρίδων και των μαστιγίων. Τα κεντριόλια διπλασιάζονται πριν από την κυτταρική διαίρεση. Στη διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης, αποκλίνουν ανά ζεύγη σε αντίθετους πόλους του κυττάρου και συμμετέχουν στο σχηματισμό νηματίων ατράκτου.

Στα κύτταρα των ανώτερων φυτών, το κυτταρικό κέντρο είναι διατεταγμένο διαφορετικά και δεν περιέχει κεντρόλες.

3. Ποια διαδικασία πραγματοποιείται στα ριβοσώματα;

Απάντηση. Τα οργανίδια που χρειάζεται ένα κύτταρο για τη σύνθεση πρωτεϊνών είναι τα ριβοσώματα. Το μέγεθός τους είναι περίπου 20 x 30 nm. υπάρχουν πολλά εκατομμύρια από αυτά σε ένα κελί. Τα ριβοσώματα αποτελούνται από δύο υπομονάδες, τη μεγάλη και τη μικρή. Κάθε υπομονάδα είναι ένα σύμπλεγμα rRNA με πρωτεΐνες. Τα ριβοσώματα σχηματίζονται στην περιοχή των πυρήνων του πυρήνα και στη συνέχεια εξέρχονται μέσω των πυρηνικών πόρων στο κυτταρόπλασμα. Πραγματοποιούν τη σύνθεση πρωτεϊνών, δηλαδή τη συναρμολόγηση μορίων πρωτεΐνης από αμινοξέα που παραδίδονται στο ριβόσωμα tRNA. Μεταξύ των υπομονάδων του ριβοσώματος υπάρχει ένα κενό στο οποίο βρίσκεται το μόριο mRNA και στη μεγάλη υπομονάδα υπάρχει ένα αυλάκι κατά μήκος του οποίου ολισθαίνει το μόριο της συντιθέμενης πρωτεΐνης. Έτσι, η διαδικασία μετάφρασης της γενετικής πληροφορίας πραγματοποιείται σε ριβοσώματα, δηλαδή η μετάφρασή της από τη «γλώσσα των νουκλεοτιδίων» στη «γλώσσα των αμινοξέων».

Τα ριβοσώματα μπορεί να αιωρούνται στο κυτταρόπλασμα, αλλά πιο συχνά βρίσκονται σε ομάδες στην επιφάνεια του ενδοπλασματικού δικτύου του κυττάρου. Πιστεύεται ότι τα ελεύθερα ριβοσώματα συνθέτουν πρωτεΐνες απαραίτητες για τις ανάγκες του ίδιου του κυττάρου και τα ριβοσώματα που συνδέονται με το EPS παράγουν πρωτεΐνες "προς εξαγωγή", δηλαδή πρωτεΐνες που προορίζονται για χρήση στον εξωκυτταρικό χώρο ή σε άλλα κύτταρα του σώματος.

Κύτταρο- η στοιχειώδης μονάδα ενός ζωντανού συστήματος. Διάφορες δομές ενός ζωντανού κυττάρου, οι οποίες είναι υπεύθυνες για την εκτέλεση μιας συγκεκριμένης λειτουργίας, ονομάζονται οργανίδια, όπως και τα όργανα ολόκληρου του οργανισμού. Συγκεκριμένες λειτουργίες στο κύτταρο κατανέμονται μεταξύ των οργανιδίων, των ενδοκυτταρικών δομών που έχουν ορισμένο σχήμα, όπως ο πυρήνας του κυττάρου, τα μιτοχόνδρια κ.λπ.

Κυτταρικές δομές:

Κυτόπλασμα. Υποχρεωτικό τμήμα του κυττάρου, που περικλείεται μεταξύ της πλασματικής μεμβράνης και του πυρήνα. Cytosolείναι ένα παχύρρευστο υδατικό διάλυμα διαφόρων αλάτων και οργανικών ουσιών, διαποτισμένο από ένα σύστημα πρωτεϊνικών νημάτων - κυτταροσκελετών. Οι περισσότερες από τις χημικές και φυσιολογικές διεργασίες του κυττάρου λαμβάνουν χώρα στο κυτταρόπλασμα. Δομή: Κυτοσόλιο, κυτταροσκελετός. Λειτουργίες: περιλαμβάνει διάφορα οργανίδια, το εσωτερικό περιβάλλον του κυττάρου
μεμβράνη πλάσματος. Κάθε κύτταρο ζώων, φυτών, περιορίζεται από το περιβάλλον ή άλλα κύτταρα από την πλασματική μεμβράνη. Το πάχος αυτής της μεμβράνης είναι τόσο μικρό (περίπου 10 nm) που μπορεί να φανεί μόνο με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Λιπίδιασχηματίζουν ένα διπλό στρώμα στη μεμβράνη και οι πρωτεΐνες διεισδύουν σε όλο το πάχος της, βυθίζονται σε διαφορετικά βάθη στο λιπιδικό στρώμα ή βρίσκονται στην εξωτερική και εσωτερική επιφάνεια της μεμβράνης. Η δομή των μεμβρανών όλων των άλλων οργανιδίων είναι παρόμοια με την πλασματική μεμβράνη. Δομή: διπλό στρώμα λιπιδίων, πρωτεϊνών, υδατανθράκων. Λειτουργίες: περιορισμός, διατήρηση του σχήματος του κυττάρου, προστασία από βλάβες, ρυθμιστής πρόσληψης και απομάκρυνσης ουσιών.

Λυσοσώματα. Τα λυσοσώματα είναι μεμβρανώδη οργανίδια. Έχουν οβάλ σχήμα και διάμετρο 0,5 microns. Περιέχουν ένα σύνολο ενζύμων που διασπούν την οργανική ύλη. Η μεμβράνη των λυσοσωμάτων είναι πολύ ισχυρή και εμποδίζει τη διείσδυση των δικών της ενζύμων στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, αλλά εάν το λυσόσωμα καταστραφεί από οποιεσδήποτε εξωτερικές επιδράσεις, τότε ολόκληρο το κύτταρο ή μέρος του καταστρέφεται.
Τα λυσοσώματα βρίσκονται σε όλα τα κύτταρα των φυτών, των ζώων και των μυκήτων.

Πραγματοποιώντας την πέψη διαφόρων οργανικών σωματιδίων, τα λυσοσώματα παρέχουν πρόσθετες «πρώτες ύλες» για χημικές και ενεργειακές διεργασίες στο κύτταρο. Κατά τη διάρκεια της ασιτίας, τα κύτταρα λυσοσωμάτων αφομοιώνουν ορισμένα οργανίδια χωρίς να σκοτώνουν το κύτταρο. Μια τέτοια μερική πέψη παρέχει στο κύτταρο τα απαραίτητα ελάχιστα θρεπτικά συστατικά για λίγο. Μερικές φορές τα λυσοσώματα χωνεύουν ολόκληρα κύτταρα και ομάδες κυττάρων, κάτι που παίζει ουσιαστικό ρόλο στις αναπτυξιακές διαδικασίες στα ζώα. Ένα παράδειγμα είναι η απώλεια της ουράς κατά τη μετατροπή ενός γυρίνου σε βάτραχο. Δομή: κυστίδια οβάλ σχήματος, μεμβράνη έξω, ένζυμα μέσα. Λειτουργίες: διάσπαση οργανικών ουσιών, καταστροφή νεκρών οργανιδίων, καταστροφή εξαντλημένων κυττάρων.

συγκρότημα Golgi. Τα προϊόντα της βιοσύνθεσης που εισέρχονται στους αυλούς των κοιλοτήτων και των σωληναρίων του ενδοπλασματικού δικτύου συγκεντρώνονται και μεταφέρονται στη συσκευή Golgi. Αυτό το οργανίδιο έχει μέγεθος 5–10 μm.

Δομή: κοιλότητες που περιβάλλονται από μεμβράνες (κυστίδια). Λειτουργίες: συσσώρευση, συσκευασία, απέκκριση οργανικών ουσιών, σχηματισμός λυσοσωμάτων

Ενδοπλασματικό δίκτυο. Το ενδοπλασματικό δίκτυο είναι ένα σύστημα για τη σύνθεση και τη μεταφορά οργανικών ουσιών στο κυτταρόπλασμα ενός κυττάρου, το οποίο είναι μια διάτρητη δομή συνδεδεμένων κοιλοτήτων.
Ένας μεγάλος αριθμός ριβοσωμάτων συνδέεται με τις μεμβράνες του ενδοπλασματικού δικτύου - τα μικρότερα κυτταρικά οργανίδια που μοιάζουν με σφαίρα με διάμετρο 20 nm. και αποτελείται από RNA και πρωτεΐνη. Τα ριβοσώματα είναι εκεί όπου λαμβάνει χώρα η πρωτεϊνοσύνθεση. Στη συνέχεια, οι νεοσυντιθέμενες πρωτεΐνες εισέρχονται στο σύστημα των κοιλοτήτων και των σωληναρίων, μέσω των οποίων κινούνται μέσα στο κύτταρο. Κοιλότητες, σωληνάρια, σωληνάρια από μεμβράνες, στην επιφάνεια των μεμβρανών του ριβοσώματος. Λειτουργίες: σύνθεση οργανικών ουσιών με τη βοήθεια ριβοσωμάτων, μεταφορά ουσιών.

Ριβοσώματα. Τα ριβοσώματα συνδέονται με τις μεμβράνες του ενδοπλασματικού δικτύου ή βρίσκονται ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα, είναι διατεταγμένα σε ομάδες και πάνω τους συντίθενται πρωτεΐνες. Σύνθεση πρωτεΐνης, Λειτουργίες ριβοσωμικού RNA: παρέχει βιοσύνθεση πρωτεΐνης (συναρμολόγηση μορίου πρωτεΐνης από).
Μιτοχόνδρια. Τα μιτοχόνδρια είναι ενεργειακά οργανίδια. Το σχήμα των μιτοχονδρίων είναι διαφορετικό, μπορεί να είναι τα υπόλοιπα, σε σχήμα ράβδου, νηματοειδή με μέση διάμετρο 1 micron. και μήκους 7 μm. Ο αριθμός των μιτοχονδρίων εξαρτάται από τη λειτουργική δραστηριότητα του κυττάρου και μπορεί να φτάσει τις δεκάδες χιλιάδες στους ιπτάμενους μύες των εντόμων. Τα μιτοχόνδρια οριοθετούνται εξωτερικά από μια εξωτερική μεμβράνη, κάτω από αυτήν είναι μια εσωτερική μεμβράνη που σχηματίζει πολυάριθμες εκβολές - cristae.

Μέσα στα μιτοχόνδρια υπάρχουν RNA, DNA και ριβοσώματα. Στις μεμβράνες του ενσωματώνονται συγκεκριμένα ένζυμα, με τη βοήθεια των οποίων η ενέργεια των τροφικών ουσιών μετατρέπεται σε ενέργεια ATP στα μιτοχόνδρια, η οποία είναι απαραίτητη για τη ζωή του κυττάρου και του οργανισμού συνολικά.

Μεμβράνη, μήτρα, αποφύσεις - cristae. Λειτουργίες: σύνθεση ενός μορίου ATP, σύνθεση των δικών του πρωτεϊνών, νουκλεϊκών οξέων, υδατανθράκων, λιπιδίων, σχηματισμός των δικών του ριβοσωμάτων.

πλαστίδια. Μόνο στο φυτικό κύτταρο: λευκοπλάστες, χλωροπλάστες, χρωμοπλάστες. Λειτουργίες: συσσώρευση αποθεματικών οργανικών ουσιών, προσέλκυση εντόμων επικονίασης, σύνθεση ATP και υδατανθράκων. Οι χλωροπλάστες έχουν σχήμα δίσκου ή μπάλας με διάμετρο 4-6 μικρά. Με διπλή μεμβράνη - εξωτερική και εσωτερική. Μέσα στον χλωροπλάστη υπάρχουν ριβοσώματα DNA και ειδικές μεμβρανικές δομές - grana, που συνδέονται μεταξύ τους και με την εσωτερική μεμβράνη του χλωροπλάστη. Κάθε χλωροπλάστης περιέχει περίπου 50 κόκκους, κλιμακωμένους για καλύτερη σύλληψη φωτός. Η χλωροφύλλη βρίσκεται στις μεμβράνες gran, χάρη στις οποίες η ενέργεια του ηλιακού φωτός μετατρέπεται στη χημική ενέργεια του ATP. Η ενέργεια του ATP χρησιμοποιείται στους χλωροπλάστες για τη σύνθεση οργανικών ενώσεων, κυρίως υδατανθράκων.
Χρωμοπλάστες. Οι κόκκινες και κίτρινες χρωστικές που βρίσκονται στους χρωμοπλάστες δίνουν σε διάφορα μέρη του φυτού το κόκκινο και κίτρινο χρώμα τους. καρότα, ντομάτες.

Οι λευκοπλάστες είναι ο τόπος συσσώρευσης ενός αποθεματικού θρεπτικού συστατικού - αμύλου. Υπάρχουν ιδιαίτερα πολλοί λευκοπλάστες στα κύτταρα των κονδύλων της πατάτας. Στο φως, οι λευκοπλάστες μπορούν να μετατραπούν σε χλωροπλάστες (με αποτέλεσμα τα κύτταρα της πατάτας να γίνουν πράσινα). Το φθινόπωρο, οι χλωροπλάστες μετατρέπονται σε χρωμοπλάστες και τα πράσινα φύλλα και καρποί γίνονται κίτρινα και κόκκινα.

Κέντρο κυττάρων. Αποτελείται από δύο κυλίνδρους, κεντρόλες, που βρίσκονται κάθετα μεταξύ τους. Λειτουργίες: υποστήριξη για νήματα ατράκτου

Τα κυτταρικά εγκλείσματα είτε εμφανίζονται στο κυτταρόπλασμα είτε εξαφανίζονται κατά τη διάρκεια της ζωής του κυττάρου.

Τα πυκνά εγκλείσματα με τη μορφή κόκκων περιέχουν εφεδρικά θρεπτικά συστατικά (άμυλο, πρωτεΐνες, σάκχαρα, λίπη) ή κυτταρικά απόβλητα που δεν μπορούν ακόμη να αφαιρεθούν. Όλα τα πλαστίδια των φυτικών κυττάρων έχουν την ικανότητα να συνθέτουν και να συσσωρεύουν αποθεματικά θρεπτικά συστατικά. Στα φυτικά κύτταρα, η συσσώρευση των εφεδρικών θρεπτικών συστατικών συμβαίνει στα κενοτόπια.

Κόκκοι, κόκκοι, σταγόνεςΛειτουργίες: μη μόνιμοι σχηματισμοί που αποθηκεύουν οργανική ύλη και ενέργεια

Πυρήνας. Πυρηνικός φάκελος δύο μεμβρανών, πυρηνικός χυμός, πυρήνας. Λειτουργίες: αποθήκευση κληρονομικών πληροφοριών στο κύτταρο και αναπαραγωγή του, σύνθεση RNA - πληροφοριακή, μεταφορά, ριβοσωμική. Τα σπόρια βρίσκονται στην πυρηνική μεμβράνη, μέσω της οποίας πραγματοποιείται ενεργός ανταλλαγή ουσιών μεταξύ του πυρήνα και του κυτταροπλάσματος. Ο πυρήνας αποθηκεύει κληρονομικές πληροφορίες όχι μόνο για όλα τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητες ενός δεδομένου κυττάρου, για τις διαδικασίες που πρέπει να προχωρήσουν σε αυτό (για παράδειγμα, σύνθεση πρωτεϊνών), αλλά και για τα χαρακτηριστικά του οργανισμού στο σύνολό του. Οι πληροφορίες καταγράφονται σε μόρια DNA, τα οποία αποτελούν το κύριο μέρος των χρωμοσωμάτων. Ο πυρήνας περιέχει έναν πυρήνα. Ο πυρήνας, λόγω της παρουσίας σε αυτόν χρωμοσωμάτων που περιέχουν κληρονομικές πληροφορίες, εκτελεί τις λειτουργίες ενός κέντρου που ελέγχει όλη τη ζωτική δραστηριότητα και την ανάπτυξη του κυττάρου.

Το κυτταρόπλασμα είναι ίσως το πιο σημαντικό μέρος οποιασδήποτε κυτταρικής δομής, αντιπροσωπεύοντας ένα είδος «συνδετικού ιστού» μεταξύ όλων των συστατικών του κυττάρου.

Οι λειτουργίες και οι ιδιότητες του κυτταροπλάσματος είναι ποικίλες· ο ρόλος του στη διασφάλιση της ζωής του κυττάρου δύσκολα μπορεί να υπερεκτιμηθεί.

Αυτό το άρθρο περιγράφει τις περισσότερες από τις διεργασίες που συμβαίνουν στη μικρότερη ζωντανή δομή σε μακροεπίπεδο, όπου ο κύριος ρόλος αποδίδεται στη μάζα που μοιάζει με γέλη που γεμίζει τον εσωτερικό όγκο του κυττάρου και του δίνει την εμφάνιση και το σχήμα του.

Το κυτταρόπλασμα είναι μια παχύρρευστη (σαν ζελέ) διαφανής ουσία που γεμίζει κάθε κύτταρο και περιορίζεται από την κυτταρική μεμβράνη. Αποτελείται από νερό, άλατα, πρωτεΐνες και άλλα οργανικά μόρια.

Όλα τα ευκαρυωτικά οργανίδια, όπως ο πυρήνας, το ενδοπλασματικό δίκτυο και τα μιτοχόνδρια, βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Το τμήμα του που δεν περιέχεται στα οργανίδια ονομάζεται κυτοσόλιο. Αν και μπορεί να φαίνεται ότι το κυτταρόπλασμα δεν έχει ούτε σχήμα ούτε δομή, στην πραγματικότητα πρόκειται για μια εξαιρετικά οργανωμένη ουσία, η οποία παρέχεται από τον λεγόμενο κυτταροσκελετό (δομή πρωτεΐνης). Το κυτταρόπλασμα ανακαλύφθηκε το 1835 από τον Robert Brown και άλλους επιστήμονες.

Χημική σύνθεση

Βασικά, το κυτταρόπλασμα είναι η ουσία που γεμίζει το κύτταρο. Αυτή η ουσία είναι παχύρρευστη, σαν γέλη, 80% νερό και είναι συνήθως διαυγής και άχρωμη.

Το κυτταρόπλασμα είναι η ουσία της ζωής, η οποία ονομάζεται επίσης μοριακή σούπα, στο οποίο τα κυτταρικά οργανίδια βρίσκονται σε εναιώρηση και συνδέονται μεταξύ τους με μια λιπιδική μεμβράνη δύο στρωμάτων. Ο κυτταροσκελετός στο κυτταρόπλασμα του δίνει το σχήμα του. Η διαδικασία της κυτταροπλασματικής ροής εξασφαλίζει τη μετακίνηση χρήσιμων ουσιών μεταξύ των οργανιδίων και την απομάκρυνση των αποβλήτων. Αυτή η ουσία περιέχει πολλά άλατα και είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού.

Όπως αναφέρθηκε, ουσία αποτελείται από 70-90% νερό και είναι άχρωμο. Οι περισσότερες κυτταρικές διεργασίες λαμβάνουν χώρα σε αυτό, για παράδειγμα, γλυκόζη, μεταβολισμός, διεργασίες κυτταρικής διαίρεσης. Το εξωτερικό διαφανές υαλώδες στρώμα ονομάζεται εκτόπλασμα ή κυτταρικός φλοιός, το εσωτερικό μέρος της ουσίας ονομάζεται ενδοπλάσμα. Στα φυτικά κύτταρα λαμβάνει χώρα η διαδικασία της κυτταροπλασματικής ροής, η οποία είναι η ροή του κυτταροπλάσματος γύρω από το κενοτόπιο.

Τα κύρια χαρακτηριστικά

Θα πρέπει να αναφέρονται οι ακόλουθες ιδιότητες του κυτταροπλάσματος:

Δομή και εξαρτήματα

Σε προκαρυώτες (π.χ. βακτήρια) που δεν έχουν πυρήνα συνδεδεμένο σε μεμβράνη, το κυτταρόπλασμα αντιπροσωπεύει ολόκληρο το περιεχόμενο του κυττάρου εντός της πλασματικής μεμβράνης. Στους ευκαρυώτες (για παράδειγμα, φυτικά και ζωικά κύτταρα), το κυτταρόπλασμα σχηματίζεται από τρία συστατικά που διαφέρουν μεταξύ τους: κυτοσόλιο, οργανίδια, διάφορα σωματίδια και κόκκους, που ονομάζονται κυτταροπλασματικά εγκλείσματα.

Κυτοσόλιο, οργανίδια, εγκλείσματα

Το κυτοσόλιο είναι ένα ημι-υγρό συστατικό που βρίσκεται έξω από τον πυρήνα και μέσα στην πλασματική μεμβράνη. Το κυτοσόλιο αποτελεί περίπου το 70% του όγκου των κυττάρων και αποτελείται από νερό, κυτταροσκελετικές ίνες, άλατα και οργανικά και ανόργανα μόρια διαλυμένα στο νερό. Περιέχει επίσης πρωτεΐνες και διαλυτές δομές όπως ριβοσώματα και πρωτεοσώματα. Το εσωτερικό μέρος του κυτοσόλης, το πιο ρευστό και κοκκώδες, ονομάζεται ενδοπλάσμα.

Το δίκτυο των ινών και οι υψηλές συγκεντρώσεις διαλυμένων μακρομορίων, όπως οι πρωτεΐνες, οδηγούν στο σχηματισμό μακρομοριακών συστάδων, που επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τη μεταφορά ουσιών μεταξύ των συστατικών του κυτταροπλάσματος.

Οργανοειδές σημαίνει «μικρό όργανο» που συνδέεται με μια μεμβράνη. Τα οργανίδια βρίσκονται μέσα στο κύτταρο και εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες που είναι απαραίτητες για τη διατήρηση της ζωής αυτού του μικρότερου τούβλου της ζωής. Τα οργανίδια είναι μικρές κυτταρικές δομές που εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες. Μπορούν να δοθούν τα ακόλουθα παραδείγματα:

• μιτοχόνδρια;
• ριβοσώματα;
• πυρήνας;
• λυσοσώματα;
• χλωροπλάστες (στα φυτά).
• ενδοπλασματικό δίκτυο;
• συσκευή golgi.

Μέσα στο κύτταρο βρίσκεται επίσης ο κυτταροσκελετός, ένα δίκτυο ινών που το βοηθούν να διατηρήσει το σχήμα του.

Τα κυτταροπλασματικά εγκλείσματα είναι σωματίδια που αιωρούνται προσωρινά σε μια ουσία που μοιάζει με ζελέ και αποτελούνται από μακρομόρια και κόκκους. Μπορείτε να βρείτε τρεις τύπους τέτοιων εγκλεισμάτων: εκκριτική, θρεπτική, χρωστική. Παραδείγματα εκκριτικών εγκλεισμάτων περιλαμβάνουν πρωτεΐνες, ένζυμα και οξέα. Το γλυκογόνο (μόριο αποθήκευσης γλυκόζης) και τα λιπίδια είναι κύρια παραδείγματα διατροφικών εγκλεισμάτων, η μελανίνη που βρίσκεται στα κύτταρα του δέρματος είναι ένα παράδειγμα έγχρωμων εγκλεισμάτων.

Τα κυτταροπλασματικά εγκλείσματα, όντας μικρά σωματίδια αιωρούμενα στο κυτταρόπλασμα, αντιπροσωπεύουν ένα ευρύ φάσμα εγκλεισμάτων που υπάρχουν σε διάφορους τύπους κυττάρων. Αυτά μπορεί να είναι κρύσταλλοι οξαλικού ασβεστίου ή διοξειδίου του πυριτίου στα φυτά ή κόκκοι αμύλου και γλυκογόνου. Ένα ευρύ φάσμα εγκλεισμάτων είναι λιπίδια που έχουν σφαιρικό σχήμα, υπάρχουν τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες και χρησιμεύουν για τη συσσώρευση λιπών και λιπαρών οξέων. Για παράδειγμα, τέτοια εγκλείσματα καταλαμβάνουν το μεγαλύτερο μέρος του όγκου των λιπωδών ουσιών - εξειδικευμένα κύτταρα αποθήκευσης.

Λειτουργίες του κυτταροπλάσματος στο κύτταρο

Οι πιο σημαντικές συναρτήσεις μπορούν να αναπαρασταθούν με τη μορφή του παρακάτω πίνακα:

• παρέχοντας το σχήμα του κυττάρου.
• ενδιαίτημα για οργανοειδή·
• μεταφορά ουσιών·
• παροχή θρεπτικών συστατικών.

Το κυτταρόπλασμα χρησιμεύει για την υποστήριξη οργανιδίων και κυτταρικών μορίων. Πολλές κυτταρικές διεργασίες λαμβάνουν χώρα στο κυτταρόπλασμα. Μερικές από αυτές τις διαδικασίες περιλαμβάνουν πρωτεϊνοσύνθεση, το πρώτο βήμα στην κυτταρική αναπνοή, που φέρει το όνομα γλυκόλυση, διεργασίες μίτωσης και μείωσης. Επιπλέον, το κυτταρόπλασμα βοηθά τις ορμόνες να κινούνται γύρω από το κύτταρο και τα απόβλητα απομακρύνονται επίσης μέσω αυτού.

Οι περισσότερες από τις διαφορετικές δράσεις και γεγονότα λαμβάνουν χώρα σε αυτό το ζελατινώδες υγρό, το οποίο περιέχει ένζυμα που συμβάλλουν στην αποσύνθεση των άχρηστων προϊόντων, και πολλές μεταβολικές διεργασίες λαμβάνουν χώρα επίσης εδώ. Το κυτταρόπλασμα παρέχει στο κύτταρο μια μορφή, γεμίζοντας το, βοηθά στη διατήρηση των οργανιδίων στις θέσεις τους. Χωρίς αυτό, το κύτταρο θα φαινόταν «ξεφουσκωμένο», και διάφορες ουσίες δεν θα μπορούσαν εύκολα να μετακινηθούν από το ένα οργανίδιο στο άλλο.

Μεταφορά ουσιών

Η υγρή ουσία του περιεχομένου του κυττάρου είναι πολύ σημαντική για τη διατήρηση της ζωτικής του δραστηριότητας, αφού επιτρέπει την εύκολη ανταλλαγή θρεπτικών συστατικών μεταξύ των οργανιδίων. Μια τέτοια ανταλλαγή οφείλεται στη διαδικασία της κυτταροπλασματικής ροής, η οποία είναι η ροή του κυτταρολύματος (το πιο κινητό και ρευστό μέρος του κυτταροπλάσματος), που μεταφέρει θρεπτικά συστατικά, γενετικές πληροφορίες και άλλες ουσίες από το ένα οργανοειδές στο άλλο.

Μερικές από τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο κυτοσόλιο περιλαμβάνουν επίσης μεταφορά μεταβολίτη. Το οργανοειδές μπορεί να παράγει αμινοξέα, λιπαρά οξέα και άλλες ουσίες που ταξιδεύουν μέσω του κυτοσόλης στο οργανοειδές που χρειάζεται αυτές τις ουσίες.

Τα κυτταροπλασματικά ρεύματα οδηγούν στο γεγονός ότι το ίδιο το κύτταρο μπορεί να κινηθεί. Μερικές από τις μικρότερες δομές ζωής είναι εξοπλισμένες με βλεφαρίδες (μικρές δομές που μοιάζουν με τρίχες στο εξωτερικό του κυττάρου που επιτρέπουν στο τελευταίο να κινείται στο διάστημα). Για άλλα κύτταρα, για παράδειγμα, την αμοιβάδα, ο μόνος τρόπος κίνησης είναι η κίνηση του υγρού στο κυτταρόπλασμα.

Παροχή θρεπτικών συστατικών

Εκτός από τη μεταφορά διαφόρων υλικών, ο υγρός χώρος μεταξύ των οργανιδίων λειτουργεί ως ένα είδος θαλάμου αποθήκευσης για αυτά τα υλικά μέχρι τη στιγμή που πραγματικά χρειάζονται το ένα ή το άλλο οργανοειδές. Μέσα στο κυτταρόπλασμα, πρωτεΐνες, οξυγόνο και διάφορα δομικά στοιχεία αιωρούνται. Εκτός από χρήσιμες ουσίες, το κυτταρόπλασμα περιέχει και μεταβολικά προϊόντα που περιμένουν τη σειρά τους έως ότου η διαδικασία απομάκρυνσης τα απομακρύνει από το κύτταρο.

μεμβράνη πλάσματος

Το κύτταρο, ή πλασματική, μεμβράνη είναι ένας σχηματισμός που εμποδίζει το κυτταρόπλασμα να ρέει έξω από το κύτταρο. Αυτή η μεμβράνη αποτελείται από φωσφολεπίδια που σχηματίζουν μια διπλή στοιβάδα λιπιδίων που είναι ημιπερατή: μόνο ορισμένα μόρια μπορούν να περάσουν από αυτό το στρώμα. Οι πρωτεΐνες, τα λιπίδια και άλλα μόρια μπορούν να διασχίσουν την κυτταρική μεμβράνη μέσω της διαδικασίας της ενδοκυττάρωσης, η οποία σχηματίζει ένα κυστίδιο από αυτές τις ουσίες.

Η φυσαλίδα, η οποία περιλαμβάνει υγρό και μόρια, αποσπάται από τη μεμβράνη, σχηματίζοντας ένα ενδοσώμα. Το τελευταίο μετακινείται μέσα στο κελί στους αποδέκτες του. Τα άχρηστα προϊόντα απεκκρίνονται μέσω της διαδικασίας εξωκυττάρωσης. Σε αυτή τη διαδικασία, τα κυστίδια που σχηματίζονται στη συσκευή Golgi συνδέονται με τη μεμβράνη, η οποία ωθεί το περιεχόμενό τους στο περιβάλλον. Η μεμβράνη παρέχει επίσης το σχήμα του κυττάρου και χρησιμεύει ως πλατφόρμα στήριξης για τον κυτταροσκελετό και το κυτταρικό τοίχωμα (στα φυτά).

Φυτικά και ζωικά κύτταρα

Η ομοιότητα του εσωτερικού περιεχομένου των φυτικών και ζωικών κυττάρων μιλά για την πανομοιότυπη προέλευσή τους. Το κυτταρόπλασμα παρέχει μηχανική υποστήριξη στις εσωτερικές δομές του κυττάρου, οι οποίες αιωρούνται σε αυτό.

Το κυτταρόπλασμα διατηρεί το σχήμα και τη συνοχή του κυττάρου και περιέχει πολλές χημικές ουσίες που είναι βασικές για τη διατήρηση των διαδικασιών ζωής και του μεταβολισμού.

Μεταβολικές αντιδράσεις όπως η γλυκόζη και η πρωτεϊνοσύνθεση λαμβάνουν χώρα στο περιεχόμενο που μοιάζει με ζελέ. Στα φυτικά κύτταρα, σε αντίθεση με τα ζώα, υπάρχει μια κίνηση του κυτταροπλάσματος γύρω από το κενοτόπιο, η οποία είναι γνωστή ως κυτταροπλασματική ροή.

Το κυτταρόπλασμα των ζωικών κυττάρων είναι μια ουσία παρόμοια με μια γέλη διαλυμένη στο νερό, γεμίζει ολόκληρο τον όγκο του κυττάρου και περιέχει πρωτεΐνες και άλλα σημαντικά μόρια απαραίτητα για τη ζωή. Η μάζα που μοιάζει με γέλη περιέχει πρωτεΐνες, υδρογονάνθρακες, άλατα, σάκχαρα, αμινοξέα και νουκλεοτίδια, όλα τα κυτταρικά οργανίδια και ο κυτταροσκελετός.