цитоплазма

цитоплазма заполняет внутреннюю часть человеческой клетки. Он состоит из цитозоля, жидкого или гелеобразного вещества, органелл (митохондрий, аппарата Гольджи и т. Д.) И клеточного скелета. В целом цитоплазма используется для ферментативного биосинтеза и катализа, а также для хранения материала и транспорта внутриклеточного материала.

Что такое цитоплазма?

Определение термина цитоплазма в литературе неоднородно. Некоторые авторы считают цитоплазмой все биологически активное содержимое человеческой клетки, включая ядро ​​целиком. Другие авторы не считают органеллы, содержащиеся в клетке, такие как митохондрии, эндоплазматический ретикулум и ядро ​​клетки, как цитоплазму, но используют термин протоплазма, под которым они включают все содержимое живой клетки человека.

Цитоплазма содержит ядро ​​и многочисленные органеллы (до многих тысяч), и через нее проходят микрофиламенты, промежуточные филаменты и микротрубочки. Это цитоскелет, белки, придающие клетке прочность и структуру, а также обеспечивающие внутриклеточный транспорт веществ, включая транспорт через биомембраны. Жидкая или гелеобразная часть цитоплазмы называется цитозолем. Изменения консистенции в определенных областях цитозоля также перемещают органеллы внутри клетки.

Чтобы обеспечить возможность множества параллельных биохимических реакций внутри клетки, биомембраны могут формировать в цитоплазме пространства, так называемые компартменты. Они обеспечивают различные условия окружающей среды, необходимые в каждом случае.

Анатомия и строение

Цитоплазма содержит от 80,5 до 85% воды, от 10 до 15% белков, от 2 до 4% липидов, а остальное состоит из полисахаридов, ДНК, РНК, а также органических и неорганических молекул и ионов. Значение pH цитоплазмы почти нейтрально и составляет 7,0 и поддерживается максимально стабильным за счет буферизации. Значение pH также можно стабилизировать или немного изменить с помощью ионных насосов.

Цитоскелет, придающий клетке силу и форму, а также обеспечивающий внутриклеточный транспорт веществ, состоит из актиновых филаментов (микрофиламентов), промежуточных филаментов и микротрубочек. Цитоскелет подвергается динамическому построению и процессу ремоделирования, который позволяет структурные адаптации. Актиновые филаменты состоят из длинноцепочечных белковых полимеров с очень тонким диаметром от 6 до 9 нанометров. Промежуточные волокна состоят из различных структурных белков (кератинов) гораздо более сложным образом, и проводится различие между 5 различными типами.

Трубчатые микротрубочки диаметром около 24 нанометров состоят из крошечных глобулярных единиц тубулина. Длина микротрубочек может варьироваться от долей микрометра до нескольких сотен микрометров. В зависимости от задачи микротрубочки могут быть очень короткоживущими или стабильными долгоживущими.

Функции и задачи

Отдельные компоненты сложной цитоплазмы выполняют самые разные функции и задачи. Основными задачами являются хранение определенных веществ и ферментативно-каталитическая биоактивность, то есть накопление и разложение веществ, которые требуются или больше не требуются. Цитоплазме или клетке доступен ряд инструментов для выполнения этих всеобъемлющих задач.

Поскольку многие процессы преобразования происходят в определенных органеллах, цитоплазма может обеспечить внутриклеточный транспорт органелл к оптимальному «местоположению» внутри клетки, изменяя консистенцию с гелеобразной на водянистую и наоборот. Микротрубочки, которые обеспечивают транспорт пузырьков через мембраны, берут на себя особые функции. Вещества, для которых мембраны не проницаемы, заключены в пузырьки (выступы мембраны) и направляются через мембраны с помощью микротрубочек. Микротрубочки также играют особую роль в движениях внутри клетки и в самодвижении определенных типов клеток, которые перемещаются посредством хлыстовой травмы (например, сперматозоидов).

Микротрубочки берут на себя еще одну особую функцию в расположении хромосом во время митоза (нормального деления клетки) после репликации ДНК. Микротрубочки также играют важную роль в стабилизации аксонов (также называемых просто нервами), нервных процессов, передающих нервные импульсы от нервной клетки к ткани-мишени (эфферентной) или от датчика к нервной клетке (афферентной). Способность цитоплазмы образовывать замкнутые реакционные пространства внутри клетки посредством образования мембран позволяет клетке одновременно запускать множество биохимических процессов, которые контролируются ферментативно и каталитически, и каждый требует своей собственной реакционной среды.

Здесь вы можете найти свое лекарство

болезни

Практически неуправляемое изобилие функций, которыми обладает цитоплазма или отдельные отдельные компоненты цитоплазмы, предполагает, что могут быть сложные и дифференцированные функциональные нарушения и жалобы, связанные с цитоплазмой. Колхицин, также известный как яд веретена, служит примером определенной дисфункции.

Это алкалоид осеннего крокуса, который связывается с мономерным тубулином, инактивирует его и препятствует образованию веретен для деления клеток (митоза). Это препятствует нормальному делению клеток. Винбластин, химиотерапевтическое средство, основанное на аналогичном спектре активности, используется специально при наличии определенных типов рака, чтобы лишить опухоль основы роста. Точно так же яды, которые препятствуют способности цитоплазмы принимать АТФ из митохондрий и доставлять туда АДФ, могут быстро стать опасными для жизни.

Так называемые таупатии основаны на генных мутациях, которые приводят к структурным изменениям в тау-белке. Белок тау незаменим для структуры микротрубочек, поэтому возникают проблемы, особенно в области центральной нервной системы (ЦНС). Такие заболевания, как болезнь Пика, деменция HDDD и некоторые другие, можно проследить до генной мутации, которая приводит к отложению тау-белка. Самая известная таупатия - болезнь Альцгеймера.