Funcții, părți și caracteristici ale citoplasmei



citoplasma este substanța găsită în interiorul celulelor, care include matricea citoplasmatică (sau citozol) și compartimentele sub-celulare. Citozolul reprezintă un pic mai mult de jumătate (aproximativ 55%) din volumul total al celulei și este zona în care are loc sinteza și degradarea proteinelor, oferind mijloace adecvate pentru efectuarea reacțiilor metabolice necesare .

Toate componentele unei celule procariote sunt în citoplasmă, în timp ce în eucariote există și alte diviziuni, cum ar fi nucleul. În celulele eucariote, volumul de celule rămase (45%) este ocupată de organitele citoplasmatice, cum ar fi mitocondriile, reticulul endoplasmic neted si dur, nucleul, peroxizomi, lizozomi și endosomii.

index

  • 1 Caracteristici generale
  • 2 Componente
    • 2.1 Citosol
    • 2.2 Organele membranoase
    • 2.3 Organele discrete
    • 2.4 Organele non-membranoase
    • 2.5 Incluziuni
  • 3 Proprietățile citoplasmei
    • 3.1 Este un coloid
    • 3.2 Proprietăți tixotropice
    • 3.3 Citoplasma se comportă ca un hidrogel
    • 3.4 Mișcări de cicluri
  • 4 faze ale citozolului
  • 5 Funcții
  • 6 Referințe

Caracteristici generale

Citoplasma este substanta care umple interiorul celulelor și este împărțit în două componente: fracția lichidă cunoscută ca citosol sau organite și matricea citoplasmatice care sunt încorporate în ea - în cazul descendență eucariotă.

Citosolul este matricea gelatinos în citoplasmă și este compus dintr-o mare varietate de soluți, cum ar fi ionii, metaboliți intermediari, carbohidrați, lipide, proteine ​​și acizi ribonucleic (ARN). Se poate întâmpla în două faze interconvertibile: faza de gel și faza soarelui.

Este o matrice coloidala similar cu un gel apos compus din apă - în principal - și o rețea de proteine ​​fibroase corespunzătoare citoscheletul, inclusiv actină, microtubulii și filamentele intermediare, precum și o serie de proteine ​​accesorii care contribuie la formarea unui de rețea.

Această rețea formată din filamente proteice difuzează în toată citoplasma, dând proprietăți viscoelasticității și caracteristicile unui gel contractil.

Cytoskeletonul este responsabil pentru asigurarea suportului și stabilității pentru arhitectura celulară. În plus față de participarea la transportul de substanțe în citoplasmă și de a contribui la mișcarea celulelor, ca în fagocitoză.

componente

Citoplasma este compusă dintr-o matrice citoplasmatică sau citosol și din organele care sunt încorporate în această substanță gelatinoasă. Apoi, fiecare va fi descris în profunzime:

citosol

Citozolul este substanța incoloră, uneori cenușie, gelatinoasă și translucidă, care se găsește în exteriorul organelurilor. Este considerată porțiunea solubilă a citoplasmei.

Componenta cea mai abundentă a acestei matrice este de formare 65 și 80% din totalul compoziției apei, cu excepția celulelor osoase, smalțul dinților și în semințe.

În ceea ce privește compoziția sa chimică, 20% corespunde moleculelor de proteine. Are mai mult de 46 de elemente folosite de celulă. Dintre acestea, numai 24 sunt considerate esențiale pentru viață.

Printre elementele cele mai proeminente se numara carbonul, hidrogenul, azotul, oxigenul, fosforul si sulful.

În același mod, această matrice este bogată în ioni, iar retenția acestora generează o creștere a presiunii osmotice a celulei. Acești ioni ajută la menținerea unui echilibru optim acid-bază în mediul celular.

Diversitatea ionilor găsiți în citozol variază în funcție de tipul celular studiat. De exemplu, celulele musculare și nervoase au concentrații mari de potasiu și magneziu, în timp ce ionul de calciu este deosebit de abundent în celulele sanguine.

Organele membranare

În cazul celulelor eucariote, există o varietate de compartimente subcelulare încorporate în matricea citoplasmatică. Acestea pot fi împărțite în organele membrane și discrete.

Reticulul endoplasmatic și aparatul Golgi aparțin primului grup, ambele fiind sisteme de membrană în formă de sac care sunt interconectate. Din acest motiv, este dificil să se definească limita structurii sale. În plus, aceste compartimente prezintă continuitate spațială și temporală cu membrana plasmatică.

Reticulul endoplasmatic este împărțit în netedă sau dur, în funcție de prezența sau absența ribozomilor. Neteda este responsabilă de metabolismul moleculelor mici, are mecanisme de detoxificare și sinteză a lipidelor și a steroizilor.

In contrast, reticulul endoplasmic dur are ribozomi ancorată la membrana și este principalul responsabil pentru sinteza proteinelor care sunt excretate prin celulă.

Aparatul Golgi este un set de discuri sub formă de discuri și participă la sinteza membranelor și a proteinelor. În plus, are mecanismele enzimatice necesare pentru a face schimbări în proteine ​​și lipide, inclusiv în glicozilare. De asemenea, participă la depozitarea și distribuirea lizozomilor și peroxizomilor.

Organeluri discrete

Al doilea grup este alcătuit din organele intracelulare care sunt discrete și limitele lor sunt observate în mod clar prin prezența membranelor.

Ele sunt izolate de celelalte organele din punct de vedere structural și fizic, deși pot exista interacțiuni cu alte compartimente, de exemplu, mitocondriile pot interacționa cu organele membranoase.

În acest grup sunt mitocondriile, organele care posedă enzimele necesare pentru a realiza căi metabolice esențiale, cum ar fi ciclul acidului citric, lanțul de transport al electronilor, sinteza ATP și oxidarea b-acizi grași.

Lizozomii sunt, de asemenea, organele discrete și sunt responsabile pentru stocarea enzimelor hidrolitice care ajută la reabsorbția proteinelor, distrug bacteriile și degradarea organelurilor citoplasmatice.

Microbidele (peroxizomii) participă la reacțiile oxidative. Aceste structuri posedă enzima catalazică care ajută la transformarea peroxidului de hidrogen - un metabolism toxic - în substanțe inofensive pentru celulă: apă și oxigen. În aceste organisme apare oxidarea acizilor grași.

În cazul plantelor, există și alte organele numite plastide. Acestea efectuează zeci de funcții în celula plantelor, iar cele mai remarcabile sunt cloroplastele, în care apare fotosinteza.

Organeluri non-membranoase

Celula are, de asemenea, structuri care nu sunt legate de membranele biologice. Printre acestea se numără componentele citoscheletului care includ microtubuli, filamente intermediare și microfilamente de actină.

Filamentele actinice sunt compuse din molecule globulare și sunt lanțuri flexibile, în timp ce filamentele intermediare sunt mai rezistente și sunt compuse din proteine ​​diferite. Aceste proteine ​​sunt responsabile pentru asigurarea rezistenței la tracțiune și conferă rezistență celulei.

Centriolii sunt un duo structural sub formă de cilindri și sunt, de asemenea, organele ne-membranoase. Acestea sunt situate în centrozomii sau centrul organizat al microtubulilor. Aceste structuri dau naștere la organismele bazale ale cilia.

În final, există ribozomi, structuri formate din proteine ​​și ARN ribozomal care participă la procesul de translație (sinteza proteinelor). Acestea pot fi libere în citozol sau pot fi ancorate în reticulul endoplasmatic brut.

Cu toate acestea, mai mulți autori nu consideră că ribozomii ar trebui clasificați ca organelli înșiși.

incluziuni

Incluziunile sunt componentele citoplasmei care nu corespund organelilor și în majoritatea cazurilor nu sunt înconjurate de membranele lipidice.

Această categorie include un număr mare de structuri eterogene, cum ar fi granule de pigmenți, cristale, grăsimi, glicogen și unele substanțe reziduale.

Aceste corpuri pot fi înconjurate de enzime care participă la sinteza macromoleculelor din substanța prezentă în incluziune. De exemplu, uneori glicogenul poate fi înconjurat de enzime cum ar fi glicogen sintaza sau glicogen fosforilaza.

Incluziile sunt frecvente în celulele hepatice și în celulele musculare. În același mod, incluziunile părului și ale pielii au granule de pigmenți care le dau culoarea caracteristică a acestor structuri.

Proprietățile citoplasmei

Este un coloid

Din punct de vedere chimic, citoplasma este un coloid, de aceea are caracteristicile simultane ale unei soluții și ale unei suspensii. Acesta este compus din molecule cu greutate moleculară scăzută, cum ar fi sărurile și glucoza, precum și de molecule de o masă mai mare, cum ar fi proteinele.

Un sistem coloidal poate fi definit ca un amestec de particule cu un diametru cuprins între 1/1000000 și 1/10000 dispersat într-un mediu lichid. Întreaga protoplasmă celulară, care include atât citoplasma, cât și nucleoplasma, este o soluție coloidală, deoarece proteinele dispersate prezintă toate caracteristicile acestor sisteme.

Proteinele sunt capabile să formeze sisteme coloidale stabile, deoarece se comportă ca ioni încărcați în soluție și interacționează în funcție de încărcăturile lor, iar în al doilea rând, sunt capabili să atragă molecule de apă. Ca toate coloizii, are proprietatea de a menține această stare de suspensie, care dă stabilitate celulelor.

Apariția citoplasmei este tulbure deoarece moleculele care o compun sunt mari și refracția luminii, acest fenomen este numit efectul Tyndall.

Pe de altă parte, mișcarea Browniană a particulelor mărește întâlnirea particulelor, favorizând reacțiile enzimatice în citoplasma celulară.

Proprietăți tixotropice

Citoplasma prezintă proprietăți tixotropice, la fel ca unele fluide non-newtoniene și pseudoplastice. Tixotropia se referă la schimbări în viscozitate în timp: când fluidul este supus unui efort, vâscozitatea fluidului scade.

Substanțele tixotropice au stabilitate în starea de repaus și, atunci când sunt perturbate, obțin fluiditate. În mediul de zi cu zi, suntem în contact cu acest tip de material, cum ar fi sosul de roșii și iaurtul.

Citoplasma se comportă ca un hidrogel

Un hidrogel este o substanță naturală sau sintetică care poate fi poroasă sau nu și are capacitatea de a absorbi cantități mari de apă. Capacitatea de extindere depinde de factori precum osmolaritatea mediului, rezistența ionică și temperatura.

Citoplasma are caracteristica unui hidrogel, deoarece poate absorbi cantități semnificative de apă, iar volumul variază ca răspuns la exterior. Aceste proprietăți au fost coroborate în citoplasma mamiferelor.

Miscari de cicluri

Matricea citoplasmatică este capabilă să realizeze mișcări care creează un flux curent sau citoplasmic. Această mișcare este în general observată în faza cea mai lichidă a citozolului și este cauza deplasării compartimentelor celulare, cum ar fi pinozomii, fagozomii, lizozomii, mitocondriile, centriolele, printre altele.

Acest fenomen a fost observat la cele mai multe celule de animale și plante. Mișcările amoeboide ale protozoarelor, leucocitelor, celulelor epiteliale și ale altor structuri depind de mișcarea citomei în citoplasmă.

Fazele citosolului

Viscozitatea acestei matrice variază în funcție de concentrația moleculelor din celulă. Datorită naturii sale coloidale, două faze sau stări pot fi distinse în citoplasmă: faza soarelui și faza de gel. Primul seamănă cu un lichid, în timp ce al doilea este similar cu un solid datorită unei concentrații mai mari de macromolecule.

De exemplu, în prepararea unei gelatine putem distinge ambele stări. În faza soarelui particulele se pot mișca liber în apă, totuși când soluția este răcită, se întărește și devine un fel de gel semi-solid.

În starea gelului, moleculele pot reține împreună diferite tipuri de legături chimice, inclusiv H-H, C-H sau C-N. În momentul în care se aplică căldură soluției, se va reveni la faza soarelui.

În condiții naturale, inversarea fazelor în această matrice depinde de o varietate de factori fiziologici, mecanici și biochimici în mediul celular.

funcții

Citoplasma este un fel de supă moleculară în care au loc reacțiile enzimatice care sunt esențiale pentru menținerea funcției celulare.

Este un mijloc de transport ideal pentru procesele de respirație celulară și pentru reacțiile de biosinteză, deoarece moleculele nu se solubilizează în mediu și plutesc în citoplasmă, gata de utilizare.

În plus, datorită compoziției sale chimice, citoplasma poate funcționa ca un tampon sau un tampon. De asemenea, servește ca mijloc adecvat pentru suspendarea organelor, protejându-le - și materialul genetic limitat în nucleu - de mișcări bruște și posibile coliziuni.

Citoplasma contribuie la mișcarea nutrienților și deplasării celulelor, datorită generării unui flux citoplasmatic. Acest fenomen constă în mișcarea citoplasmei.

Curenții din citoplasmă sunt deosebit de importanți în celulele mari de plante și contribuie la accelerarea procesului de distribuție a materialului.

referințe

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. și Walter, P. (2008). Biologie moleculară a celulei. Garland Science.
  2. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). biologie. Ed. Panamericana Medical.
  3. Fels, J., Orlov, S. N. și Grygorczyk, R. (2009). Natură hidrogelică a citoplasmei mamifere contribuie la osmosensarea și sensibilizarea la pH extracelulare. Biophysical Journal, 96(10), 4276-4285.
  4. Luby-Phelps, K., Taylor, D.L., & Lanni, F. (1986). Cercetarea structurii citoplasmei. Jurnalul de Biologie Celulară, 102(6), 2015-2022.
  5. Ross, M.H., & Pawlina, W. (2007). Histologie. Textul și culoarea Atlasului cu biologie celulară și moleculară, 5aed. Ed. Panamericana Medical.
  6. Tortora, G.J., Funke, B. R., & Case, C. L. (2007). Introducere în microbiologie. Ed. Panamericana Medical.