რა არის ციტოპლაზმა და რა ფუნქციები აქვს მას? საკვები ნივთიერებების მიწოდება

ციტოპლაზმა- ეს არის უჯრედის შიდა გარემო, რომელიც შემოიფარგლება უჯრედის მემბრანით, გარდა ბირთვისა და ვაკუოლისა. ადრე ითქვა, რომ უჯრედი 80% წყლისგან შედგება. უჯრედის ციტოპლაზმის სტრუქტურის თავისებურება ის არის, რომ უჯრედის წყლის სტრუქტურის უმეტესი ნაწილი ციტოპლაზმაშია. ციტოპლაზმის მყარი ნაწილი მოიცავს ცილებს, ნახშირწყლებს, ფოსფოლიპიდებს, ქოლესტერინს და სხვა აზოტის შემცველ ორგანულ ნაერთებს, მინერალურ მარილებს, ჩანართებს გლიკოგენის წვეთების სახით (ცხოველთა უჯრედებში) და სხვა ნივთიერებებს. უჯრედული მეტაბოლიზმის თითქმის ყველა პროცესი ციტოპლაზმაში მიმდინარეობს. ციტოპლაზმა ასევე შეიცავს სარეზერვო საკვებ ნივთიერებებს და მეტაბოლური პროცესების უხსნად ნარჩენ პროდუქტებს.

ციტოპლაზმის ფუნქციები ან ციტოპლაზმის როლი უჯრედში

ციტოპლაზმის ფუნქციები ან ციტოპლაზმის როლი:
1. შეაერთეთ უჯრედის ყველა ნაწილი ერთ მთლიანობაში;
2. მასში მიმდინარეობს ქიმიური პროცესები;
3. ატარებს ნივთიერებებს;
4. ასრულებს დამხმარე ფუნქციას.

 

TO ციტოპლაზმის სტრუქტურული მახასიათებლებიშემდეგი შეიძლება მიეკუთვნოს:
1. უფერო ბლანტი ნივთიერება;
2. მუდმივ მოძრაობაშია;
3. შეიცავს ორგანოოიდებს (მუდმივ სტრუქტურულ კომპონენტებს და უჯრედულ ჩანართებს და არამუდმივ სტრუქტურულ უჯრედებს);
4. ჩანართები შეიძლება იყოს წვეთების (ცხიმების) და მარცვლეულის (ცილებისა და ნახშირწყლების) სახით.

თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ, როგორ გამოიყურება ციტოპლაზმა მცენარეული ან ცხოველური უჯრედის სტრუქტურის მაგალითის გამოყენებით.

ციტოპლაზმის მოძრაობა

უჯრედში ციტოპლაზმის მოძრაობა პრაქტიკულად უწყვეტია. თავად ციტოპლაზმის მოძრაობა ხორციელდება ციტოჩონჩხის, უფრო ზუსტად კი ციტოჩონჩხის ფორმის ცვლილების გამო.

ციტოპლაზმური ორგანელები

უჯრედის ციტოპლაზმის ორგანოიდები მოიცავს უჯრედში მდებარე ყველა ორგანოიდს, რადგან ისინი ყველა ციტოპლაზმის შიგნით მდებარეობს. ციტოპლაზმის ყველა ორგანელა მოძრავ მდგომარეობაშია და ციტოჩონჩხის გამო გადაადგილება შეუძლია.

ციტოპლაზმის შემადგენლობა

ციტოპლაზმის შემადგენლობა მოიცავს:
1. წყალი დაახლოებით 80%;
2. ცილა დაახლოებით 10%;
3. ლიპიდები დაახლოებით 2%;
4. ორგანული მარილები დაახლოებით 1%;
5. არაორგანული მარილები 1%;
6. რნმ დაახლოებით 0,7%;
7. დნმ დაახლოებით 0,4%.
ციტოპლაზმის ზემოაღნიშნული შემადგენლობა მართალია ევკარიოტული უჯრედებისთვის.

1. მოიყვანეთ ცოცხალი არსებების მაგალითები, რომელთა უჯრედებს შეუძლიათ შეინარჩუნონ მუდმივი ფორმა.

უპასუხე. მცენარეებისა და სოკოების უჯრედები, ანუ მათ, რომლებსაც აქვთ უჯრედის კედელი, ინარჩუნებენ მუდმივ ფორმას.

2. რა ფუნქციები აქვთ რიბოზომებს?

უპასუხე. რიბოსომა არის ცოცხალი უჯრედის ყველაზე მნიშვნელოვანი არამემბრანული ორგანელა, რომელიც ემსახურება ამინომჟავებიდან ცილის ბიოსინთეზს მოცემული მატრიცის მიხედვით, მესინჯერ რნმ-ის (mRNA) მიერ მოწოდებული გენეტიკური ინფორმაციის საფუძველზე.

3. რა არის ციტოპლაზმა?

უპასუხე. უჯრედის შიდა გარემო - ციტოპლაზმა - არის კომპლექსურად ორგანიზებული სისტემა, რომელშიც შედის ბირთვი, მემბრანული და არამემბრანული ორგანელები, ჩანართები, რომლებიც შეჩერებულია ჰიალოპლაზმაში. ეს უკანასკნელი არის გელი სიბლანტის ხარისხით, რომელიც იცვლება უჯრედის ფუნქციური მდგომარეობის მიხედვით.

კითხვები §15-ის შემდეგ

1. რა ფუნქციებს ასრულებს ციტოჩონჩხი?

უპასუხე. ყველა ევკარიოტს აქვს რთული დამხმარე სისტემა ციტოპლაზმაში - ციტოჩონჩხი. იგი შედგება სამი ელემენტისგან: მიკროტუბულები, შუალედური ძაფები და მიკროფილამენტები.

მიკროტუბულები შეაღწევს მთელ ციტოპლაზმას და წარმოადგენს ღრუ მილებს 20-30 ნმ დიამეტრით. მათი კედლები წარმოიქმნება ცილოვანი ტუბულინისგან აგებული სპეციალურად გრეხილი ძაფებით. ტუბულინის მიკროტუბულების შეკრება ხდება უჯრედის ცენტრში. მიკროტუბულები ძლიერია და ქმნიან ციტოჩონჩხის დამხმარე ჩარჩოს. ხშირად ისინი განლაგებულია ისე, რომ ეწინააღმდეგება უჯრედის დაჭიმვას და შეკუმშვას. გარდა მექანიკური ფუნქციისა, მიკროტუბულები ასრულებენ სატრანსპორტო ფუნქციასაც, მონაწილეობენ ციტოპლაზმის მეშვეობით სხვადასხვა ნივთიერების ტრანსპორტირებაში.

შუალედური ძაფები დაახლოებით 10 ნმ სისქისაა და ასევე ცილოვანია. მათი ფუნქციები ამჟამად კარგად არ არის გასაგები.

მიკროფილამენტები არის ცილოვანი ძაფები, რომელთა დიამეტრი მხოლოდ 4 ნმ-ია. მათი საფუძველია ცილა აქტინი. ზოგჯერ აქტინის ძაფები ჯგუფდება ჩალიჩებად. მიკროფილამენტები ყველაზე ხშირად განლაგებულია პლაზმურ მემბრანასთან ახლოს და შეუძლიათ შეცვალონ მისი ფორმა, რაც ძალიან მნიშვნელოვანია, მაგალითად, ფაგოციტოზისა და პინოციტოზის პროცესებისთვის.

ამრიგად, ციტოპლაზმა გაჟღენთილია ციტოჩონჩხის სტრუქტურებით, რომლებიც ინარჩუნებენ უჯრედის ფორმას და უზრუნველყოფენ უჯრედშიდა ტრანსპორტს. ციტოჩონჩხს შეუძლია სწრაფად "დაშალოს" და "შეიკრიბოს". როდესაც ის იკრიბება, ორგანელებს შეუძლიათ გადაადგილდნენ მის სტრუქტურებში სპეციალური ცილების დახმარებით და მიაღწიონ უჯრედის იმ ადგილებს, სადაც ისინი იმ მომენტშია საჭირო.

2. რისგან შედგება უჯრედის ცენტრი?

უპასუხე. ფიჭური ცენტრი (ცენტროსომა). იგი მდებარეობს ციტოპლაზმაში ბირთვის მახლობლად და წარმოიქმნება ორი ცენტრიოლით - ცილინდრით, რომლებიც განლაგებულია ერთმანეთზე პერპენდიკულარულად. თითოეული ცენტრიოლის დიამეტრი 150–250 ნმ, ხოლო სიგრძე 300–500 ნმ. თითოეული ცენტრიოლის კედელი შედგება მიკროტუბულის ცხრა კომპლექსისგან, ხოლო თითოეული კომპლექსი (ან სამეული), თავის მხრივ, აგებულია სამი მიკროტუბულისგან. ცენტრიოლის ტრიპლეტები ერთმანეთთან დაკავშირებულია ლიგატების რიგით. მთავარი ცილა, რომელიც ქმნის ცენტრიოლებს, არის ტუბულინი. ტუბულინი ციტოპლაზმის მეშვეობით უჯრედის ცენტრში გადადის. აქ ციტოჩონჩხის ელემენტები იკრიბება ამ ცილისგან. უკვე აწყობილი, ისინი იგზავნება ციტოპლაზმის სხვადასხვა ნაწილში, სადაც ისინი ასრულებენ თავიანთ ფუნქციებს.

ცენტრიოლები ასევე აუცილებელია წამწამების და ფლაგელას ბაზალური სხეულების ფორმირებისთვის. უჯრედის გაყოფამდე ცენტრიოლები გაორმაგდება. უჯრედების გაყოფის პროცესში ისინი წყვილ-წყვილად გადადიან უჯრედის საპირისპირო პოლუსებზე და მონაწილეობენ ღეროს ძაფების წარმოქმნაში.

უმაღლესი მცენარეების უჯრედებში უჯრედის ცენტრი განსხვავებულად არის აგებული და არ შეიცავს ცენტრიოლებს.

3. რა პროცესი ტარდება რიბოზომებში?

უპასუხე. უჯრედის მიერ ცილის სინთეზისთვის საჭირო ორგანელები არის რიბოსომები. მათი ზომა არის დაახლოებით 20 x 30 ნმ; რამდენიმე მილიონი მათგანია საკანში. რიბოსომები შედგება ორი ქვედანაყოფისგან - დიდი და პატარა. თითოეული ქვედანაყოფი არის rRNA-ს კომპლექსი ცილებთან. რიბოსომები წარმოიქმნება ბირთვის ბირთვების მიდამოში, შემდეგ კი ციტოპლაზმაში შედის ბირთვული ფორების მეშვეობით. ისინი ახორციელებენ ცილის სინთეზს, კერძოდ, ცილის მოლეკულების შეკრებას ამინომჟავებიდან, რომლებიც მიეწოდება tRNA რიბოსომას. რიბოსომის ქვედანაყოფებს შორის არის უფსკრული, რომელშიც მდებარეობს mRNA მოლეკულა, ხოლო დიდ ქვედანაყოფზე არის ღარი, რომლის გასწვრივ სრიალებს სინთეზირებული ცილის მოლეკულა. ამრიგად, რიბოსომებში ხდება გენეტიკური ინფორმაციის თარგმნის პროცესი, ანუ მისი თარგმნა "ნუკლეოტიდების ენიდან" "ამინომჟავების ენაზე".

რიბოსომები შეიძლება შეჩერდეს ციტოპლაზმაში, მაგრამ უფრო ხშირად ისინი განლაგებულია ჯგუფებად უჯრედის ენდოპლაზმური ბადის ზედაპირზე. ითვლება, რომ თავისუფალი რიბოსომები სინთეზირებენ ცილებს, რომლებიც აუცილებელია თავად უჯრედის საჭიროებისთვის, ხოლო EPS-ზე მიმაგრებული რიბოსომები წარმოქმნიან ცილებს "ექსპორტისთვის", ანუ ცილებს, რომლებიც განკუთვნილია უჯრედგარე სივრცეში ან სხეულის სხვა უჯრედებში გამოსაყენებლად. .

უჯრედი- ცოცხალი სისტემის ელემენტარული ერთეული. ცოცხალი უჯრედის სხვადასხვა სტრუქტურებს, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან კონკრეტული ფუნქციის შესრულებაზე, ეწოდება ორგანელებს, ისევე როგორც მთელი ორგანიზმის ორგანოებს. უჯრედში სპეციფიკური ფუნქციები ნაწილდება ორგანელებს შორის, უჯრედშიდა სტრუქტურებს შორის, რომლებსაც აქვთ გარკვეული ფორმა, როგორიცაა უჯრედის ბირთვი, მიტოქონდრია და ა.შ.

ფიჭური სტრუქტურები:

ციტოპლაზმა. უჯრედის არსებითი ნაწილი, რომელიც მოქცეულია პლაზმურ მემბრანასა და ბირთვს შორის. ციტოზოლიარის სხვადასხვა მარილებისა და ორგანული ნივთიერებების ბლანტი წყალხსნარი, გაჟღენთილი ცილოვანი ძაფების სისტემით - ციტოჩონჩხები. უჯრედის ქიმიური და ფიზიოლოგიური პროცესების უმეტესობა ციტოპლაზმაში მიმდინარეობს. სტრუქტურა: ციტოზოლი, ციტოჩონჩხი. ფუნქციები: მოიცავს სხვადასხვა ორგანელებს, უჯრედის შიდა გარემოს
პლაზმური მემბრანა. ცხოველების, მცენარეების თითოეული უჯრედი შემოიფარგლება გარემოდან ან სხვა უჯრედებიდან პლაზმური მემბრანით. ამ მემბრანის სისქე იმდენად მცირეა (დაახლოებით 10 ნმ), რომ მისი დანახვა შესაძლებელია მხოლოდ ელექტრონული მიკროსკოპით.

ლიპიდებიისინი ქმნიან მემბრანაში ორმაგ ფენას და ცილები შეაღწევენ მის მთელ სისქეში, ჩაეფლო ლიპიდურ შრეში სხვადასხვა სიღრმეში ან განლაგებულია მემბრანის გარე და შიდა ზედაპირებზე. ყველა სხვა ორგანელის მემბრანების სტრუქტურა პლაზმური მემბრანის მსგავსია. სტრუქტურა: ლიპიდების, ცილების, ნახშირწყლების ორმაგი ფენა. ფუნქციები: შეზღუდვა, უჯრედის ფორმის შენარჩუნება, დაზიანებისგან დაცვა, ნივთიერებების მიღებისა და მოცილების რეგულატორი.

ლიზოსომები. ლიზოსომები მემბრანასთან დაკავშირებული ორგანელებია. მათ აქვთ ოვალური ფორმა და დიამეტრი 0,5 მიკრონი. ისინი შეიცავს ფერმენტების ერთობლიობას, რომლებიც ანადგურებენ ორგანულ ნივთიერებებს. ლიზოსომების მემბრანა ძალიან ძლიერია და ხელს უშლის საკუთარი ფერმენტების შეღწევას უჯრედის ციტოპლაზმაში, მაგრამ თუ ლიზოსომა დაზიანებულია რაიმე გარეგანი ზემოქმედებით, მაშინ ნადგურდება მთელი უჯრედი ან მისი ნაწილი.
ლიზოსომები გვხვდება მცენარეების, ცხოველების და სოკოების ყველა უჯრედში.

სხვადასხვა ორგანული ნაწილაკების მონელებით, ლიზოსომები უზრუნველყოფენ დამატებით „ნედლეულს“ უჯრედში ქიმიური და ენერგეტიკული პროცესებისთვის. როდესაც უჯრედები შიმშილდებიან, ლიზოსომები შლიან ზოგიერთ ორგანელას უჯრედის მოკვლის გარეშე. ეს ნაწილობრივი მონელება უზრუნველყოფს უჯრედს საკვები ნივთიერებების აუცილებელ მინიმუმს გარკვეული დროის განმავლობაში. ზოგჯერ ლიზოსომები შთანთქავს მთელ უჯრედებს და უჯრედების ჯგუფებს, რაც მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ცხოველების განვითარების პროცესებში. ამის მაგალითია კუდის დაკარგვა, როდესაც თათი ბაყაყად გარდაიქმნება. სტრუქტურა: ოვალური ვეზიკულები, მემბრანა გარეთ, ფერმენტები შიგნით. ფუნქციები: ორგანული ნივთიერებების დაშლა, მკვდარი ორგანილების განადგურება, დახარჯული უჯრედების განადგურება.

გოლგის კომპლექსი. ბიოსინთეზური პროდუქტები, რომლებიც შედიან ენდოპლაზმური ბადის ღრუებისა და მილაკების სანათურში, კონცენტრირდება და ტრანსპორტირდება გოლჯის აპარატში. ეს ორგანელა ზომავს 5-10 მკმ.

სტრუქტურა: ღრუები (ბუშტები) გარშემორტყმული გარსებით. ფუნქციები: დაგროვება, შეფუთვა, ორგანული ნივთიერებების გამოყოფა, ლიზოსომების წარმოქმნა.

ენდოპლაზმური რეტიკულუმი. ენდოპლაზმური ბადე არის ორგანული ნივთიერებების სინთეზისა და ტრანსპორტირების სისტემა უჯრედის ციტოპლაზმაში, რომელიც წარმოადგენს დაკავშირებული ღრუების ღია სტრუქტურას.
ენდოპლაზმური ბადის გარსებზე მიმაგრებულია რიბოზომების დიდი რაოდენობა - უჯრედის ყველაზე პატარა ორგანელები, 20 ნმ დიამეტრის მქონე სფეროების ფორმის. და შედგება რნმ-ისა და ცილისგან. ცილის სინთეზი ხდება რიბოზომებზე. შემდეგ ახლად სინთეზირებული ცილები შედიან ღრუების და მილაკების სისტემაში, რომლის მეშვეობითაც ისინი უჯრედის შიგნით მოძრაობენ. ღრუები, მილაკები, მილები მემბრანებიდან, რიბოსომები მემბრანის ზედაპირზე. ფუნქციები: ორგანული ნივთიერებების სინთეზი რიბოზომების გამოყენებით, ნივთიერებების ტრანსპორტირება.

რიბოსომები. რიბოსომები მიმაგრებულია ენდოპლაზმური ბადის გარსებზე ან თავისუფალია ციტოპლაზმაში, ისინი განლაგებულია ჯგუფებად და მათზე სინთეზირდება ცილები. ცილის შემადგენლობა, რიბოსომული რნმ ფუნქციები: უზრუნველყოფს ცილის ბიოსინთეზს (ცილის მოლეკულის შეკრება).
მიტოქონდრია. მიტოქონდრია არის ენერგეტიკული ორგანელები. მიტოქონდრიების ფორმა განსხვავებულია, ისინი შეიძლება იყოს სხვა, ღეროების ფორმის, ძაფისებრი საშუალო დიამეტრით 1 მიკრონი. და 7 მკმ სიგრძით. მიტოქონდრიების რაოდენობა დამოკიდებულია უჯრედის ფუნქციურ აქტივობაზე და შეიძლება მიაღწიოს ათეულ ათასობით მწერების ფრენის კუნთებს. მიტოქონდრია გარედან შემოსაზღვრულია გარე გარსით, რომლის ქვეშ არის შიდა მემბრანა, რომელიც ქმნის მრავალ პროექციას - cristae.

მიტოქონდრიის შიგნით არის რნმ, დნმ და რიბოსომები. მის მემბრანებში ჩაშენებულია სპეციფიკური ფერმენტები, რომელთა დახმარებით საკვები ნივთიერებების ენერგია გარდაიქმნება მიტოქონდრიაში ATP ენერგიად, რაც აუცილებელია უჯრედისა და მთლიანად ორგანიზმის სიცოცხლისთვის.

მემბრანა, მატრიცა, გამონაზარდები - cristae. ფუნქციები: ატფ-ის მოლეკულის სინთეზი, საკუთარი ცილების, ნუკლეინის მჟავების, ნახშირწყლების, ლიპიდების სინთეზი, საკუთარი რიბოზომების ფორმირება.

პლასტიდები. მხოლოდ მცენარეულ უჯრედებში: ლეიკოპლასტები, ქლოროპლასტები, ქრომოპლასტები. ფუნქციები: სარეზერვო ორგანული ნივთიერებების დაგროვება, დამბინძურებელი მწერების მოზიდვა, ატფ-ის და ნახშირწყლების სინთეზი. ქლოროპლასტები 4-6 მიკრონი დიამეტრის მქონე დისკის ან ბურთის ფორმისაა. ორმაგი გარსით - გარე და შიდა. ქლოროპლასტის შიგნით არის რიბოსომის დნმ და სპეციალური მემბრანული სტრუქტურები - გრანა, რომლებიც დაკავშირებულია ერთმანეთთან და ქლოროპლასტის შიდა გარსთან. თითოეულ ქლოროპლასტს აქვს დაახლოებით 50 მარცვალი, რომლებიც განლაგებულია ჭადრაკით, რათა უკეთ დაიჭიროს შუქი. გრან მემბრანები შეიცავს ქლოროფილს, რომლის წყალობითაც მზის სინათლის ენერგია გარდაიქმნება ატფ-ის ქიმიურ ენერგიად. ატფ-ის ენერგია გამოიყენება ქლოროპლასტებში ორგანული ნაერთების, ძირითადად ნახშირწყლების სინთეზისთვის.
ქრომოპლასტები. ქრომოპლასტებში ნაპოვნი წითელი და ყვითელი პიგმენტები მცენარის სხვადასხვა ნაწილს წითელ და ყვითელ ფერს აძლევს. სტაფილო, პომიდვრის ხილი.

ლეიკოპლასტები არის სარეზერვო საკვები ნივთიერების - სახამებლის დაგროვების ადგილი. განსაკუთრებით ბევრი ლეიკოპლასტებია კარტოფილის ტუბერების უჯრედებში. შუქზე ლეიკოპლასტები შეიძლება გადაიქცეს ქლოროპლასტებად (რის შედეგადაც კარტოფილის უჯრედები მწვანე ხდება). შემოდგომაზე ქლოროპლასტები გადაიქცევა ქრომოპლასტებად, ხოლო მწვანე ფოთლები და ნაყოფი ყვითელ-წითლდება.

უჯრედის ცენტრი. შედგება ორი ცილინდრისაგან, ცენტრიოლებისგან, რომლებიც განლაგებულია ერთმანეთის პერპენდიკულარულად. ფუნქციები: spindle ძაფების მხარდაჭერა

უჯრედული ჩანართები ან ჩნდება ციტოპლაზმაში ან ქრება უჯრედის სიცოცხლის განმავლობაში.

მკვრივი, მარცვლოვანი ჩანართები შეიცავს სარეზერვო საკვებ ნივთიერებებს (სახამებელი, ცილები, შაქარი, ცხიმები) ან უჯრედის ნარჩენ პროდუქტებს, რომელთა ამოღებაც ჯერ შეუძლებელია. მცენარეთა უჯრედების ყველა პლასტიდს აქვს სარეზერვო საკვები ნივთიერებების სინთეზისა და დაგროვების უნარი. მცენარეთა უჯრედებში სარეზერვო საკვები ნივთიერებების შენახვა ხდება ვაკუოლებში.

მარცვლები, გრანულები, წვეთებიფუნქციები: არამუდმივი წარმონაქმნები, რომლებიც ინახავენ ორგანულ ნივთიერებებს და ენერგიას

ბირთვი. ორი მემბრანის ბირთვული კონვერტი, ბირთვული წვენი, ნუკლეოლი. ფუნქციები: უჯრედში მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა და მისი გამრავლება, რნმ-ის სინთეზი - საინფორმაციო, სატრანსპორტო, რიბოსომური. ბირთვული მემბრანა შეიცავს სპორებს, რომელთა მეშვეობითაც ხდება ნივთიერებების აქტიური გაცვლა ბირთვსა და ციტოპლაზმას შორის. ბირთვი ინახავს მემკვიდრეობით ინფორმაციას არა მხოლოდ მოცემული უჯრედის ყველა მახასიათებლისა და თვისების შესახებ, მასში მიმდინარე პროცესების შესახებ (მაგალითად, ცილის სინთეზი), არამედ მთლიანად ორგანიზმის მახასიათებლებზე. ინფორმაცია ჩაწერილია დნმ-ის მოლეკულებში, რომლებიც ქრომოსომების ძირითადი ნაწილია. ბირთვი შეიცავს ბირთვს. ბირთვი, მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შემცველი ქრომოსომების არსებობის გამო, ფუნქციონირებს როგორც ცენტრი, რომელიც აკონტროლებს უჯრედის მთელ სასიცოცხლო აქტივობას და განვითარებას.

ციტოპლაზმა, ალბათ, ნებისმიერი უჯრედული სტრუქტურის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილია, რომელიც წარმოადგენს ერთგვარ „შემაერთებელ ქსოვილს“ უჯრედის ყველა კომპონენტს შორის.

ციტოპლაზმის ფუნქციები და თვისებები მრავალფეროვანია, მისი როლი უჯრედის სიცოცხლის უზრუნველსაყოფად შეუძლებელია.

ეს სტატია აღწერს პროცესების უმეტესობას, რომელიც ხდება ყველაზე პატარა ცოცხალ სტრუქტურაში მაკრო დონეზე, სადაც მთავარ როლს თამაშობს გელისმაგვარი მასა, რომელიც ავსებს უჯრედის შიდა მოცულობას და აძლევს მას გარეგნობას და ფორმას.

ციტოპლაზმა არის ბლანტი (ჟელესმაგვარი) გამჭვირვალე ნივთიერება, რომელიც ავსებს თითოეულ უჯრედს და ესაზღვრება უჯრედის მემბრანას. იგი შედგება წყლის, მარილების, ცილების და სხვა ორგანული მოლეკულებისგან.

ევკარიოტების ყველა ორგანელი, როგორიცაა ბირთვი, ენდოპლაზმური ბადე და მიტოქონდრია, მდებარეობს ციტოპლაზმაში. მის ნაწილს, რომელიც არ არის ორგანელებში, ციტოზოლი ეწოდება. მიუხედავად იმისა, რომ შეიძლება ჩანდეს, რომ ციტოპლაზმას არც ფორმა აქვს და არც სტრუქტურა, სინამდვილეში ეს არის მაღალორგანიზებული ნივთიერება, რომელსაც უზრუნველყოფს ე.წ. ციტოჩონჩხი (ცილის სტრუქტურა). ციტოპლაზმა აღმოაჩინეს 1835 წელს რობერტ ბრაუნმა და სხვა მეცნიერებმა.

ქიმიური შემადგენლობა

ძირითადად ციტოპლაზმა არის ნივთიერება, რომელიც ავსებს უჯრედს. ეს ნივთიერება არის ბლანტი, გელის მსგავსი, შედგება 80% წყლისგან და ჩვეულებრივ გამჭვირვალე და უფეროა.

ციტოპლაზმა არის სიცოცხლის ნივთიერება, რომელსაც ასევე უწოდებენ მოლეკულური წვნიანი, რომელშიც უჯრედული ორგანელები შეჩერებულია და ერთმანეთთან დაკავშირებულია ორშრიანი ლიპიდური მემბრანით. ციტოჩონჩხი, რომელიც მდებარეობს ციტოპლაზმაში, აძლევს მას ფორმას. ციტოპლაზმური ნაკადის პროცესი უზრუნველყოფს სასარგებლო ნივთიერებების გადაადგილებას ორგანელებს შორის და ნარჩენების მოცილებას. ეს ნივთიერება შეიცავს ბევრ მარილს და არის ელექტროენერგიის კარგი გამტარი.

როგორც ითქვა, ნივთიერება შედგება 70–90% წყლისგან და უფეროა. მასში ხდება უჯრედული პროცესების უმეტესობა, მაგალითად, გლიკოზი, მეტაბოლიზმი, უჯრედების გაყოფის პროცესები. გარე გამჭვირვალე შუშის ფენას ეწოდება ექტოპლაზმა ან უჯრედის ქერქი, ნივთიერების შიდა ნაწილს ეწოდება ენდოპლაზმა. მცენარეთა უჯრედებში მიმდინარეობს ციტოპლაზმური ნაკადის პროცესი, რაც არის ციტოპლაზმის ნაკადი ვაკუოლის გარშემო.

ძირითადი მახასიათებლები

ციტოპლაზმის შემდეგი თვისებები უნდა იყოს ჩამოთვლილი:

სტრუქტურა და კომპონენტები

პროკარიოტებში (როგორიცაა ბაქტერიები), რომლებსაც არ აქვთ მემბრანასთან დაკავშირებული ბირთვი, ციტოპლაზმა წარმოადგენს უჯრედის მთელ შიგთავსს პლაზმურ მემბრანაში. ევკარიოტებში (მაგალითად, მცენარეთა და ცხოველურ უჯრედებში), ციტოპლაზმა იქმნება სამი განსხვავებული კომპონენტისგან: ციტოზოლი, ორგანელები და სხვადასხვა ნაწილაკები და გრანულები, რომლებსაც ციტოპლაზმური ჩანართები ეწოდება.

ციტოზოლი, ორგანელები, ჩანართები

ციტოზოლი არის ნახევრად თხევადი კომპონენტი, რომელიც მდებარეობს ბირთვის გარეთ და პლაზმური მემბრანის შიგნით. ციტოზოლი შეადგენს უჯრედის მოცულობის დაახლოებით 70%-ს და შედგება წყლის, ციტოჩონჩხის ბოჭკოების, მარილებისა და წყალში გახსნილი ორგანული და არაორგანული მოლეკულებისგან. ასევე შეიცავს ცილებს და ხსნად სტრუქტურებს, როგორიცაა რიბოსომები და პროტეაზომები. ციტოზოლის შიდა ნაწილს, ყველაზე თხევად და მარცვლოვან ნაწილს, ენდოპლაზმა ეწოდება.

ბოჭკოების ქსელი და დაშლილი მაკრომოლეკულების მაღალი კონცენტრაცია, როგორიცაა ცილები, იწვევს მაკრომოლეკულური აგრეგატების წარმოქმნას, რაც ძლიერ გავლენას ახდენს ნივთიერებების გადატანაზე ციტოპლაზმის კომპონენტებს შორის.

ორგანოიდი ნიშნავს "პატარა ორგანოს", რომელიც ასოცირდება გარსთან. ორგანელები განლაგებულია უჯრედის შიგნით და ასრულებენ სპეციფიკურ ფუნქციებს, რომლებიც აუცილებელია სიცოცხლის ამ უმცირესი სამშენებლო ბლოკის სიცოცხლის შესანარჩუნებლად. ორგანელები არის პატარა უჯრედული სტრუქტურები, რომლებიც ასრულებენ სპეციალიზებულ ფუნქციებს. შემდეგი მაგალითების მოყვანა შეიძლება:

• მიტოქონდრია;
• რიბოზომები;
• ბირთვი;
• ლიზოსომები;
• ქლოროპლასტები (მცენარეებში);
• ენდოპლაზმური ბადე;
• გოლჯის აპარატი.

უჯრედის შიგნით ასევე არის ციტოჩონჩხი - ბოჭკოების ქსელი, რომელიც ეხმარება მას ფორმის შენარჩუნებაში.

ციტოპლაზმური ჩანართები არის ნაწილაკები, რომლებიც დროებით შეჩერებულია ჟელეს მსგავს ნივთიერებაში და შედგება მაკრომოლეკულებისა და გრანულებისგან. ასეთი ჩანართების სამი ტიპი შეიძლება მოიძებნოს: სეკრეტორული, მკვებავი და პიგმენტური. სეკრეტორული ჩანართების მაგალითებია ცილები, ფერმენტები და მჟავები. გლიკოგენი (გლუკოზის შესანახი მოლეკულა) და ლიპიდები საკვები ნივთიერებების ჩართვის მთავარი მაგალითებია, ხოლო კანის უჯრედებში ნაპოვნი მელანინი პიგმენტური ჩანართების მაგალითია.

ციტოპლაზმური ჩანართები, რომლებიც ციტოზოლში შეჩერებული მცირე ნაწილაკებია, წარმოადგენს სხვადასხვა ტიპის უჯრედებში არსებული ჩანართების მრავალფეროვნებას. ეს შეიძლება იყოს მცენარეებში კალციუმის ოქსალატის ან სილიციუმის დიოქსიდის კრისტალები, ან სახამებლისა და გლიკოგენის გრანულები. ჩანართების ფართო სპექტრია ლიპიდები, რომლებსაც აქვთ სფერული ფორმა, გვხვდება როგორც პროკარიოტებში, ასევე ევკარიოტებში და ემსახურება ცხიმებისა და ცხიმოვანი მჟავების დაგროვებას. მაგალითად, ასეთი ჩანართები იკავებს ადიპოზიტების მოცულობის უმეტეს ნაწილს - სპეციალიზებული შენახვის უჯრედებს.

ციტოპლაზმის ფუნქციები უჯრედში

ყველაზე მნიშვნელოვანი ფუნქციები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგ ცხრილში:

• უჯრედის ფორმის უზრუნველყოფა;
• ორგანელების ჰაბიტატი;
• ნივთიერებების ტრანსპორტირება;
• საკვები ნივთიერებების მიწოდება.

ციტოპლაზმა ემსახურება ორგანელებისა და უჯრედული მოლეკულების მხარდაჭერას. მრავალი ფიჭური პროცესი ხდება ციტოპლაზმაში. ზოგიერთი ეს პროცესი მოიცავს ცილის სინთეზი, უჯრედული სუნთქვის პირველი ეტაპი, რომელსაც ე.წ გლიკოლიზი, მიტოზის და მეიოზის პროცესები. გარდა ამისა, ციტოპლაზმა ეხმარება ჰორმონებს გადაადგილდეს მთელ უჯრედში და ნარჩენი პროდუქტებიც გამოიყოფა მისი მეშვეობით.

სხვადასხვა მოქმედებებისა და მოვლენების უმეტესობა ხდება ამ ჟელატინის მსგავს სითხეში, რომელიც შეიცავს ფერმენტებს, რომლებიც ხელს უწყობენ ნარჩენი პროდუქტების დაშლას და აქ ასევე მიმდინარეობს მრავალი მეტაბოლური პროცესი. ციტოპლაზმა აძლევს უჯრედს ფორმას, ავსებს მას და ხელს უწყობს ორგანოელების შენარჩუნებას თავის ადგილზე. მის გარეშე უჯრედი „გაფუჭებული“ გამოჩნდებოდა და სხვადასხვა ნივთიერებები ადვილად ვერ გადავიდოდნენ ერთი ორგანელიდან მეორეში.

ნივთიერებების ტრანსპორტირება

უჯრედის შიგთავსის თხევადი ნივთიერება ძალიან მნიშვნელოვანია მისი სასიცოცხლო აქტივობის შესანარჩუნებლად, ვინაიდან ორგანელებს შორის საკვები ნივთიერებების ადვილად გაცვლას იძლევა. ეს გაცვლა გამოწვეულია ციტოპლაზმური ნაკადის პროცესით, რომელიც არის ციტოზოლის (ციტოპლაზმის ყველაზე მოძრავი და თხევადი ნაწილის) ნაკადი, რომელიც გადააქვს ნუტრიენტები, გენეტიკური ინფორმაცია და სხვა ნივთიერებები ერთი ორგანელიდან მეორეში.

ზოგიერთი პროცესი, რომელიც ხდება ციტოზოლში, ასევე მოიცავს მეტაბოლიტის გადაცემა. ორგანელას შეუძლია გამოიმუშაოს ამინომჟავა, ცხიმოვანი მჟავა და სხვა ნივთიერებები, რომლებიც ციტოზოლის მეშვეობით გადადიან ორგანელამდე, რომელსაც ესაჭიროება ეს ნივთიერებები.

ციტოპლაზმური ნაკადები იწვევს თავად უჯრედს შეუძლია გადაადგილება. ზოგიერთი ყველაზე პატარა სასიცოცხლო სტრუქტურა აღჭურვილია ცილიებით (უჯრედის გარედან პატარა თმის მსგავსი სტრუქტურები, რომლებიც უჯრედს სივრცეში გადაადგილების საშუალებას აძლევს). სხვა უჯრედებისთვის, მაგალითად, ამება, გადაადგილების ერთადერთი გზა ციტოზოლში სითხის მოძრაობაა.

საკვები ნივთიერებების მიწოდება

სხვადასხვა მასალის ტრანსპორტირების გარდა, ორგანელებს შორის თხევადი სივრცე მოქმედებს, როგორც ამ მასალების ერთგვარი შესანახი კამერა იმ მომენტამდე, როდესაც ისინი რეალურად საჭირო იქნება ამა თუ იმ ორგანელას. ციტოზოლის შიგნით შეჩერებულია ცილები, ჟანგბადი და სხვადასხვა სამშენებლო ბლოკები. გარდა სასარგებლო ნივთიერებებისა, ციტოპლაზმა შეიცავს მეტაბოლურ პროდუქტებსაც, რომლებიც თავის რიგს ელოდება, სანამ მოცილების პროცესი არ გამოიყვანს მათ უჯრედიდან.

პლაზმური მემბრანა

უჯრედი, ანუ პლაზმა, მემბრანა არის წარმონაქმნი, რომელიც ხელს უშლის ციტოპლაზმის გადინებას უჯრედიდან. ეს მემბრანა შედგება ფოსფოლიპიდებისგან, რომლებიც ქმნიან ლიპიდურ ორ ფენას, რომელიც ნახევრად გამტარია: მხოლოდ გარკვეულ მოლეკულებს შეუძლიათ შეაღწიონ ამ ფენაში. პროტეინებს, ლიპიდებს და სხვა მოლეკულებს შეუძლიათ გადაკვეთონ უჯრედის მემბრანა ენდოციტოზის პროცესის მეშვეობით, რომელიც წარმოქმნის ამ ნივთიერებების შემცველ ვეზიკულას.

სითხისა და მოლეკულების შემცველი ვეზიკულა იშლება მემბრანისგან და ქმნის ენდოსომას. ეს უკანასკნელი უჯრედის შიგნით გადადის მის მიმღებებთან. ნარჩენები გამოიყოფა ეგზოციტოზის პროცესით. ამ პროცესში გოლჯის აპარატში წარმოქმნილი ვეზიკულები უკავშირდება მემბრანას, რომელიც უბიძგებს მათ შიგთავსს გარემოში. მემბრანა ასევე უზრუნველყოფს უჯრედის ფორმას და ემსახურება როგორც დამხმარე პლატფორმას ციტოჩონჩხისა და უჯრედის კედლისთვის (მცენარეებში).

მცენარეული და ცხოველური უჯრედები

მცენარეთა და ცხოველთა უჯრედების შიდა შიგთავსის მსგავსება მათ მსგავს წარმოშობაზე მიუთითებს. ციტოპლაზმა უზრუნველყოფს მექანიკურ მხარდაჭერას უჯრედის შიდა სტრუქტურებს, რომლებიც შეჩერებულია მასში.

ციტოპლაზმა ინარჩუნებს უჯრედის ფორმას და თანმიმდევრულობას და ასევე შეიცავს ბევრ ქიმიურ ნივთიერებას, რომლებიც სასიცოცხლო პროცესებისა და მეტაბოლიზმის შენარჩუნების გასაღებია.

ჟელეს მსგავსი შიგთავსში ხდება მეტაბოლური რეაქციები, როგორიცაა გლიკოზი და ცილის სინთეზი. მცენარეულ უჯრედებში, ცხოველური უჯრედებისგან განსხვავებით, ხდება ციტოპლაზმის მოძრაობა ვაკუოლის გარშემო, რომელიც ცნობილია როგორც ციტოპლაზმური ნაკადი.

ცხოველური უჯრედების ციტოპლაზმა არის წყალში გახსნილი გელის მსგავსი ნივთიერება, რომელიც ავსებს უჯრედის მთელ მოცულობას და შეიცავს ცილებს და სიცოცხლისთვის აუცილებელ სხვა მნიშვნელოვან მოლეკულებს. გელის მსგავსი მასა შეიცავს ცილებს, ნახშირწყალბადებს, მარილებს, შაქარს, ამინომჟავებს და ნუკლეოტიდები, ყველა უჯრედული ორგანელი და ციტოჩონჩხი.