Цитоплазма

The Цитоплазма заповнює внутрішню частину клітини людини. Він складається з цитозолу, рідкої або гелеподібної речовини, органел (мітохондрії, апарат Гольджі тощо) та клітинного скелета. В цілому цитоплазма використовується для ферментативного біосинтезу та каталізу, а також для зберігання матеріалу та внутрішньоклітинного транспортування матеріалу.

Що таке цитоплазма?

Визначення терміна цитоплазма в літературі не є єдиним. Деякі автори розглядають цілий вміст біоактивної клітини людини, включаючи ядро, як цитоплазму. Інші автори не зараховують органели, що містяться в клітині, такі як мітохондрії та ендоплазматичний ретикулум та клітинне ядро ​​до цитоплазми, але використовують термін протоплазма, під яким вони поглинають весь вміст живої клітини людини.

Клітинне ядро ​​та численні органели (до багатьох тисяч) укладені в цитоплазмі, і вона проходить мікрофілами, проміжними нитками та мікротрубочками. Це цитоскелет, білки, які надають клітинам міцність і структуру і дають можливість внутрішньоклітинного транспорту речовин - у тому числі транспорту через біомембрани. Рідка або гелеподібна частина цитоплазми називається цитозолом. Зміни консистенції в межах певних ділянок цитозолу також транспортують органели всередині клітини.

Для того, щоб увімкнути безліч паралельних біохімічних реакцій всередині клітини, біомембрани можуть утворюватися в цитоплазмі просторами, так званими відділеннями. Вони забезпечують різні умови навколишнього середовища, необхідні для кожного конкретного випадку.

Анатомія та структура

Цитоплазма містить близько 80,5 - 85% води, 10 - 15% білків, 2 - 4% ліпідів, а решта складається з полісахаридів, ДНК, РНК, а також органічних та неорганічних молекул та іонів. PH цитоплазми майже нейтральний при 7,0 і підтримується максимально стабільним шляхом буферизації. Значення pH також можна стабілізувати або трохи змінити за допомогою іонних насосів.

Цитоскелет, який надає клітині її міцність і форму і забезпечує внутрішньоклітинний транспорт речовин, складається з актинових ниток (мікрофіламентів), проміжних ниток і мікротрубочок. Цитоскелет піддається динамічному процесу побудови та реконструкції, що дозволяє структурно адаптувати. Актинові нитки складаються з довголанцюгових білкових полімерів з надзвичайно тонким діаметром приблизно від 6 до 9 нанометрів. Проміжні нитки складаються з різних структурних білків (кератинів) набагато складнішим способом, і існує 5 різних типів.

Трубчасті мікротрубочки діаметром близько 24 нанометрів складаються з крихітних глобулярних одиниць тубуліну. Мікротрубочки можуть бути в довжині від фракцій мікрометра до декількох сотень мікрометрів. Залежно від завдання, мікротрубочки можуть бути дуже короткочасними до стійких довгоживучих.

Функція та завдання

Окремі компоненти складної цитоплазми мають найрізноманітніші функції та завдання. Основними завданнями є зберігання певних речовин та ферментативно-каталітична біоактивність, тобто нарощування та руйнування необхідних або вже не потрібних речовин. Цитоплазмі або клітині доступний ряд інструментів для виконання цих супераддинатних завдань.

Оскільки багато перетворювальні процеси відбуваються в межах певних органел, цитоплазма може забезпечити внутрішньоклітинне транспортування органел до оптимального "місця" всередині клітини, змінюючи консистенцію з гелеподібної на водянисту і навпаки. Мікротрубочки, що дозволяють транспортувати везикули через мембрани, беруть на себе спеціальні функції. Речовини, для яких мембрани не проникні, укладаються у везикули (виступи мембрани) і проводяться через мембрани за допомогою мікротрубочок. Мікротрубочки також відіграють особливу роль у рухах всередині клітини та у саморухах певних типів клітин, які рухаються за допомогою батога (наприклад, сперми).

Мікротрубочки беруть на себе ще одну особливу функцію в розташуванні хромосом під час мітозу (нормальне ділення клітин) після реплікації ДНК. Мікротрубочки також відіграють важливу роль у стабілізації аксонів (їх також просто називають нервами), нервових процесах, які передають нервові імпульси від нервової клітини до тканини-мішені (еферентні) або від датчика до нервової клітини (аферент). Здатність цитоплазми утворювати закриті реакційні простори всередині клітини шляхом утворення мембран дозволяє клітині одночасно здійснювати безліч біохімічних процесів, які контролюються ферментативно та каталітично, і кожен вимагає власного реакційного середовища.

Ви можете знайти свої ліки тут

Хвороби

Майже некерована кількість функцій цитоплазми або окремих окремих компонентів цитоплазми говорить про те, що у зв'язку з цитоплазмою можуть бути складні та диференційовані функціональні порушення та скарги. Колхіцин, також відомий як отрута веретена, слугує прикладом специфічної дисфункції.

Це алкалоїд осіннього крокуса, який зв’язується з мономерним тубуліном, інактивує його і перешкоджає утворенню веретена для поділу клітин (мітозу). Це запобігає нормальному поділу клітин. Вінбластин, хіміотерапевтичний засіб, заснований на аналогічному спектрі дії, застосовується спеціально при наявності певних видів раку, щоб позбавити пухлину від її бази росту. Так само отрути, які перешкоджають здатності цитоплазми брати АТФ з мітохондрій і доставляти там АДФ, можуть швидко стати небезпечними для життя.

Так звані тауопатії засновані на генних мутаціях, що призводять до структурних змін білка тау. Білок тау незамінний для будови мікротрубочок, тому проблеми виникають особливо в області центральної нервової системи (ЦНС). Захворювання, такі як хвороба Піка, деменція HDDD та деякі інші, можна простежити до мутації гена, що призводить до відкладення білка тау. Найвідоміша тауопатія - хвороба Альцгеймера.