Історія протоплазми, загальні характеристики, компоненти, функції



The протоплазма це живий матеріал клітини. Ця структура вперше була ідентифікована в 1839 році як помітна рідина стіни. Вона вважалася прозорою, в'язкою і розширюваною речовиною. Вона трактувалася як структура без видимої організації і з численними органелами.

Вважається, що протоплазма - це вся частина клітини, яка знаходиться всередині плазматичної мембрани. Однак деякі автори включили в протоплазму мембрану клітини, ядро ​​і цитоплазму.

В даний час термін протоплазма широко не використовується. Замість цього вчені вважали за краще звертатися безпосередньо до клітинних компонентів.

Індекс

  • 1 Історія
    • 1.1 Протоплазматична теорія
  • 2 Загальна характеристика
  • 3 Компоненти
    • 3.1 Плазмова мембрана
    • 3.2 Цитоплазма
    • 3.3 Citosol
    • 3.4 Цитоскелет
    • 3.5 Органели
    • 3.6 Нуклеоплазма
  • 4 Функції
    • 4.1 Фізіологічні властивості
  • 5 Посилання

Історія

Термін протоплазма приписується шведському анатому Яну Пуркіне в 1839 році. Він був використаний для позначення навчального матеріалу ембріонів тварин.

Проте вже в 1835 році зоолог Фелікс Дужардін описує речовину всередині ризоподів. Вона дає назву саркода і вказує на те, що вона має фізичні та хімічні властивості.

Пізніше, в 1846 році німецький ботанік Хуго фон Моль знову ввів термін протоплазми, щоб послатися на речовину, присутню в клітинах рослин.

У 1850 році ботанік Фердинанд Кон об'єднує терміни, що свідчить про те, що в обох рослинах і тваринах існує протоплазма. Дослідник вказує, що в обох організмах речовина, що заповнює клітини, є подібним.

У 1872 році Біл ввів цей термін біоплазма. У 1880 році Ханштейн запропонував слово протопласт, новий термін для позначення всієї клітини, за винятком клітинної стінки. Цей термін використовували деякі автори для заміни клітини.

У 1965 році Ларді ввів цей термін цитозоль, який потім був використаний для назви рідини всередині клітини.

Протоплазматична теорія

Анатом Макс Шульце запропонував наприкінці 19 століття, що фундаментальною основою життя є протоплазма. Шульце припустив, що протоплазма є речовиною, що регулює життєдіяльність тканин у живих істотах.

Вважається, що твори Шульце є відправною точкою протоплазматичної теорії. Ця теорія була підтримана пропозиціями Томаса Хакслі в 1868 році та іншими вченими того часу.

Протоплазматична теорія стверджувала, що протоплазма була фізичною основою життя. Таким чином, вивчення цієї речовини дозволило б зрозуміти функціонування живих істот, включаючи механізми успадкування.

З найкращим розумінням клітинної структури та функціонування протоплазматична теорія втратила свою дієвість.

Загальна характеристика

Протоплазму складають різні органічні та неорганічні сполуки. Найбільш поширеною речовиною є вода, яка складає майже 70% від загальної ваги і функціонує як конвеєр, розчинник, терморегулятор, мастило і конструктивний елемент.

Крім того, 26% протоплазми складаються, як правило, з органічних макромолекул. Це великі молекули, утворені полімеризацією менших підрозділів.

Серед них вуглеводи, макромолекули, що складаються з вуглецю, водню і кисню, які зберігають енергію для клітини. Вони застосовуються при різних метаболічних і структурних функціях протоплазми.

Існують також різні типи ліпідів (нейтральні жири, холестерин і фосфоліпіди), які також служать джерелом енергії для клітини. Крім того, вони є складовою частиною мембран, які регулюють різні протоплазматичні функції.

Білки складають майже 15% складу протоплазми. Серед них ми маємо структурні білки. Ці білки утворюють протоплазматичний каркас, сприяючи їх організації і клітинному транспорту.

Іншими білками, присутніми в протоплазмі, є ферменти. Вони діють як каталізатори (речовини, що змінюють швидкість хімічної реакції) всіх метаболічних процесів.

Крім того, присутні різні неорганічні іони, які відповідають лише 1% їх складу (калію, магнію, фосфору, сірки, натрію і хлору). Вони сприяють підтримці рН протоплазми.

Компоненти

Протоплазма складається з плазматичної мембрани, цитоплазми і нуклеоплазми. Однак сьогодні, завдяки досягненням електронної мікроскопії, відомо, що клітинна структура ще більш ускладнена.

Є також велика кількість субклітинних відсіків і структурно дуже складний клітинний вміст. Крім органел, які включені сюди як частина цитоплазми.

Плазмова мембрана

Плазмамемну плазму складають приблизно 60% білків і 40% ліпідів. Його структурна структура пояснюється моделью рідинної мозаїки. При цьому мембрана представляє собою бішар фосфоліпідів, де вбудовані білки.

Вважається, що всі клітинні мембрани мають цю ж структуру. Однак плазмалемма є найщільнішою мембраною в клітці.

Плазмолема не спостерігається за допомогою оптичного мікроскопа. Тільки до кінця 50-х років ХХ століття його структура може бути деталізована.

Цитоплазма

Цитоплазма визначається як весь матеріал клітини, що знаходиться всередині плазмалемми, не включаючи ядра. Всі органели входять в цитоплазму (клітинні структури з певною формою і функцією). Також речовина, в яку занурені різні клітинні компоненти.

Citosol

Цитозол є текучою фазою цитоплазми. Це майже рідкий гель, який більше 20% білків клітини. Більшість з них є ферментами.

Цитоскелет

Цитоскелет являє собою білкову основу, яка утворює клітинні рамки. Утворюється мікрофіламентами і мікротрубочками. Мікрофіламенти в основному складаються з актину, хоча є й інші білки.

Ці нитки мають різний хімічний склад у різних типах клітин. Мікротрубочки являють собою трубчасті структури, утворені в основному з тубуліну.

Органели

Органели - це клітинні структури, які виконують певну функцію. Кожен з них розділений мембранами. Деякі органели мають тільки одну мембрану (вакуолу, диктиосоми), інші - мембранами (мітохондріями, хлоропластами)..

Мембрани органел мають ту ж структуру, що і плазмалемма. Вони тонші і їх хімічний склад відрізняється відповідно до функції, яку вони виконують.

У межах органел відбуваються різні хімічні реакції, що каталізуються специфічними ферментами. З іншого боку, вони здатні рухатися у водній фазі цитоплазми.

У органелах є різні реакції, що мають велике значення для функціонування клітини. У них відбувається секреція речовин, фотосинтез і аеробне дихання

Нуклеоплазма

Ядро - це клітинна органела, яка містить генетичну інформацію про клітину. У цьому ж процесі поділу клітин відбуваються процеси.

Виявлено три складові ядра: ядерну оболонку, нуклеоплазму і ядерце. Ядерна оболонка відокремлює ядро ​​від цитоплазми і формується двома мембранними одиницями. 

Нуклеоплазма є внутрішньою речовиною, яка внутрішньо обмежена ядерною оболонкою. Це водна фаза, яка містить велику кількість білків. Вони в основному є ферментами, які регулюють метаболізм нуклеїнових кислот.

Хроматин (ДНК в його дисперсної фазі) міститься в нуклеоплазмі. Крім того, представлений ядерце, яке є структурою, утвореною білками і РНК.

Функції

Всі процеси, що відбуваються в клітці, пов'язані з протоплазмою, через її різні компоненти.

Плазмова мембрана - це селективний структурний бар'єр, який контролює взаємозв'язок між клітиною і навколишнім середовищем. Ліпіди запобігають проходження гідрофільних речовин. Білки контролюють речовини, які можуть перетинати мембрану, регулюючи вхід і вихід з неї до клітини.

Кілька хімічних реакцій відбуваються в цитозолі, таких як гліколіз. Це втручається безпосередньо в модифікації клітинної в'язкості, амебоїдного руху і циклів. Крім того, він має велике значення у формуванні мітотичного веретена під час поділу клітин.

У цитоскелеті мікрофіламенти пов'язані зі стягненням і рухом клітин. Хоча мікротрубочки втручаються в клітинний транспорт і сприяють формуванню клітини. Вони також беруть участь у формуванні центріолей, війок і джгутиків.

Внутрішньоклітинний транспорт, а також трансформація, збір і секреція речовин, є відповідальністю ендоплазматичного ретикулуму і диктиосом..

Процеси трансформації та накопичення енергії відбуваються в фотосинтетичних організмах, які мають хлоропласти. Отримання АТФ через клітинне дихання відбувається в мітохондріях.

Фізіологічні властивості

Описано три фізіологічні властивості, пов'язані з протоплазмою. Це обмін речовин, розмноження і дратівливість.

Всі метаболічні процеси клітини відбуваються в протоплазмі. Деякі процеси анаболічні і пов'язані з синтезом протоплазми. Інші - катаболічні і втручаються в їх розпад. Метаболізм включає процеси, такі як травлення, дихання, абсорбція і екскреція.

Всі процеси, пов'язані з розмноженням шляхом ділення клітин, а також кодування для синтезу білків, необхідних у всіх клітинних реакціях, відбуваються в ядрі клітини, що міститься всередині протоплазми..

Роздратованість - це відповідь протоплазми на зовнішній стимул. Це здатне викликати фізіологічну реакцію, що дозволяє клітці адаптуватися до навколишнього середовища.

Список літератури

  1. Лю Д (2017) Клітина і протоплазма як контейнер, об'єкт і речовина: 1835-1861. Журнал історії біології 50: 889-925.
  2. Панягуа Р, М Ністаль, П. Сесма, М. Альварес-Урія, Б. Фрейле, Р. Анадон, Ф. Я. Саєз і М. Мігель (1997) Цитологія рослин та тварин і гістологія. Біологія клітин і тканин тварин і рослин. Друге видання. McGraw Hill-Interamericana Іспанії. Мадрид, Іспанія 960 стор.
  3. Welch GR та J Clegg (2010) Від протоплазматичної теорії до біології клітинних систем: 150-річне відображення. Am J. J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
  4. Welch GR та J Clegg (2012) Клітинка проти протоплазми: ревізіоністська історія. Cell Biol., 36: 643-647.