Es ist bekannt, dass die meisten Lebewesen zu 70 Prozent oder mehr aus Wasser in freier oder gebundener Form bestehen. Woher kommt so viel, wo ist es lokalisiert? Es stellt sich heraus, dass jede Zelle in ihrer Zusammensetzung bis zu 80% Wasser enthält und nur der Rest auf die Masse der Trockenmasse entfällt.
Und die "Wasser"-Hauptstruktur ist nur das Zytoplasma der Zelle. Dies ist eine komplexe, heterogene, dynamische interne Umgebung, mit deren strukturellen Merkmalen und Funktionen wir uns weiter vertraut machen werden.
Protoplast
Dieser Begriff wird verwendet, um den gesamten inneren Inh alt jeder eukaryotischen kleinsten Struktur zu bezeichnen, der durch eine Plasmamembran von seinen anderen "Kollegen" getrennt ist. Das heißt, dazu gehört das Zytoplasma - die innere Umgebung der Zelle, die darin befindlichen Organellen, der Zellkern mit Nukleolen und Erbmaterial.
Welche Organellen befinden sich im Zytoplasma? Das ist:
- Ribosomen;
- Mitochondrien;
- EPS;
- Golgi-Apparat;
- Lysosomen;
- Zelleneinschlüsse;
- Vakuolen (in Pflanzen und Pilzen);
- Zentrale;
- Plastiden (in Pflanzen);
- Zilien und Flagellen;
- Mikrofilamente;
- Mikrotubuli.
Der Kern, getrennt durch ein Karyolemma, mit Nukleolen und DNA-Molekülen, enthält auch das Zytoplasma der Zelle. In der Mitte ist es bei Tieren, näher an der Wand - bei Pflanzen.
Daher hängen die strukturellen Merkmale des Zytoplasmas weitgehend von der Art der Zelle ab, vom Organismus selbst, seiner Zugehörigkeit zum Reich der Lebewesen. Im Allgemeinen nimmt es den gesamten freien Platz im Inneren ein und erfüllt eine Reihe wichtiger Funktionen.
Matrix oder Hyaloplasma
Der Aufbau des Zytoplasmas einer Zelle besteht hauptsächlich aus seiner Unterteilung in Teile:
- Hyaloplasma - permanenter flüssiger Teil;
- Organellen;
- Einschlüsse sind Strukturvariablen.
Matrix oder Hyaloplasma ist die interne Hauptkomponente, die in zwei Zuständen vorliegen kann - Asche und Gel.
Cytosol ist ein Zellzytoplasma, das einen eher flüssigen Aggregatcharakter hat. Das Zytogel ist das gleiche, aber in einem dichteren Zustand, reich an großen Molekülen organischer Substanzen. Die allgemeine chemische Zusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften des Hyaloplasmas werden wie folgt ausgedrückt:
- farblose, viskose kolloidale Substanz, ziemlich dickflüssig und schleimig;
- weist jedoch eine klare Differenzierung hinsichtlich der Aufbauorganisation aufkann aufgrund der Mobilität leicht wechseln;
- von innen wird durch ein Zytoskelett oder Mikrotrabekelgitter dargestellt, das aus Proteinfilamenten (Mikrotubuli und Mikrofilamenten) gebildet wird;
- auf Teilen dieses Gitters befinden sich alle strukturellen Teile der Zelle als Ganzes, und aufgrund der Mikrotubuli, des Golgi-Apparats und des ER erfolgt eine Nachricht zwischen ihnen durch das Hyaloplasma.
Daher ist Hyaloplasma ein wichtiger Bestandteil, der viele Funktionen des Zytoplasmas in der Zelle bereitstellt.
Zusammensetzung des Zytoplasmas
Wenn wir von der chemischen Zusammensetzung sprechen, dann macht der Wasseranteil im Zytoplasma etwa 70% aus. Dies ist ein durchschnittlicher Wert, denn einige Pflanzen haben Zellen, in denen bis zu 90-95 % Wasser enth alten ist. Trockenmasse dargestellt durch:
- Proteine;
- Kohlenhydrate;
- Phospholipide;
- Cholesterin und andere stickstoffh altige organische Verbindungen;
- Elektrolyte (Mineralsalze);
- Einschlüsse in Form von Glykogentröpfchen (in tierischen Zellen) und anderen Substanzen.
Die allgemeine chemische Reaktion des Mediums ist alkalisch oder leicht alkalisch. Wenn wir überlegen, wie sich das Zytoplasma der Zelle befindet, sollte ein solches Merkmal beachtet werden. Der Teil wird am Rand im Bereich des Plasmalemmas gesammelt und als Ektoplasma bezeichnet. Der andere Teil ist näher am Karyolemma orientiert, wird Endoplasma genannt.
Die Struktur des Zellzytoplasmas wird durch spezielle Strukturen bestimmt - Mikrotubuli und Mikrofilamente, daher werden wir sie genauer betrachten.
Mikrotubuli
Höhlekleine längliche Partikel mit einer Größe von bis zu mehreren Mikrometern. Durchmesser - von 6 bis 25 nm. Aufgrund zu dürftiger Indizien ist eine vollständige und umfassende Untersuchung dieser Strukturen noch nicht möglich, es wird jedoch angenommen, dass ihre Wände aus dem Eiweißstoff Tubulin bestehen. Diese Verbindung hat eine helikal verdrillte Molekülkette.
Einige Funktionen des Zytoplasmas in der Zelle werden genau aufgrund des Vorhandenseins von Mikrotubuli ausgeführt. So sind sie zum Beispiel am Aufbau der Zellwände von Pilzen und Pflanzen beteiligt, einige Bakterien. In tierischen Zellen sind sie viel weniger. Außerdem sind es diese Strukturen, die die Bewegung von Organellen im Zytoplasma ausführen.
Mikrotubuli selbst sind instabil, können schnell zerfallen und sich wieder bilden und werden von Zeit zu Zeit erneuert.
Mikrofilamente
Ausreichend wichtige Elemente des Zytoplasmas. Sie sind lange Aktinfilamente (globuläres Protein), die miteinander verflochten ein gemeinsames Netzwerk bilden - das Zytoskelett. Ein anderer Name ist Mikrotrabekelgitter. Dies ist eine Art strukturelle Merkmale des Zytoplasmas. In der Tat ist es einem solchen Zytoskelett zu verdanken, dass alle Organellen zusammengeh alten werden, sie sicher miteinander kommunizieren können, Substanzen und Moleküle sie passieren und der Stoffwechsel stattfindet.
Es ist jedoch bekannt, dass das Zytoplasma die innere Umgebung der Zelle ist, die oft in der Lage ist, ihre physikalischen Daten zu ändern: flüssiger oder viskoser zu werden, ihre Struktur zu ändern (Übergang von Sol zu Gel und umgekehrt). In dieser Hinsicht sind Mikrofilamente ein dynamischer, labiler Teil, der dazu in der Lage istschnell umbauen, verändern, zerfallen und neu formen.
Plasmamembranen
Für die Zelle ist das Vorhandensein zahlreicher gut entwickelter und normal funktionierender Membranstrukturen wichtig, die auch eine Art Strukturmerkmal des Zytoplasmas darstellen. Denn durch die Barrieren der Plasmamembran werden Moleküle, Nährstoffe und Stoffwechselprodukte, Gase für Atmungsvorgänge und so weiter transportiert. Deshalb haben die meisten Organellen diese Strukturen.
Sie befinden sich wie ein Netzwerk im Zytoplasma und grenzen die inneren Inh alte ihrer Wirte gegeneinander, gegen die Umwelt ab. Schutz vor unerwünschten Stoffen und schädlichen Bakterien.
Die Struktur der meisten von ihnen ist ähnlich - ein Flüssigkeitsmosaikmodell, das jedes Plasmalemma als eine Bioschicht aus Lipiden betrachtet, die von verschiedenen Proteinmolekülen durchdrungen wird.
Da die Funktionen des Zytoplasmas in der Zelle in erster Linie eine Transportnachricht zwischen all ihren Teilen sind, ist das Vorhandensein von Membranen in den meisten Organellen einer der strukturellen Teile des Hyaloplasmas. In einem Komplex erfüllen sie alle zusammen gemeinsame Aufgaben, um das Leben der Zelle zu sichern.
Ribosome
Kleine (bis zu 20 nm) abgerundete Strukturen, bestehend aus zwei Hälften - Untereinheiten. Diese Hälften können für einige Zeit sowohl zusammen als auch getrennt existieren. Die Basis der Zusammensetzung: rRNA (ribosomale Ribonukleinsäure) und Protein. Die Hauptlokalisierung von Ribosomen in der Zelle:
- Kern und Kernkörperchen wodie Bildung der Untereinheiten selbst auf dem DNA-Molekül;
- Zytoplasma - Ribosomen werden hier schließlich zu einer einzigen Struktur geformt, die die Hälften vereint;
- Membranen des Kerns und des endoplasmatischen Retikulums - Ribosomen synthetisieren Protein auf ihnen und senden es sofort in die Organellen;
- Mitochondrien und Chloroplasten von Pflanzenzellen synthetisieren im Körper eigene Ribosomen und verwerten die produzierten Proteine, existieren also insofern autonom.
Die Funktionen dieser Strukturen sind die Synthese und der Zusammenbau von Protein-Makromolekülen, die für die lebenswichtige Aktivität der Zelle aufgewendet werden.
Endoplasmatisches Retikulum und Golgi-Apparat
Ein zahlreiches Netzwerk aus Tubuli, Tubuli und Vesikeln, das ein Leitungssystem innerhalb der Zelle bildet und sich im gesamten Zytoplasma befindet, wird als endoplasmatisches Retikulum oder Retikulum bezeichnet. Seine Funktion entspricht der Struktur - Gewährleistung der Verbindung von Organellen untereinander und Transport von Nährstoffmolekülen zu Organellen.
Der Golgi-Komplex oder Apparat hat die Funktion, die notwendigen Substanzen (Kohlenhydrate, Fette, Proteine) in einem System spezieller Hohlräume anzusammeln. Sie werden durch Membranen vom Zytoplasma abgegrenzt. Außerdem ist dieses Organoid der Ort der Synthese von Fetten und Kohlenhydraten.
Peroxisomen und Lysosomen
Lysosomen sind kleine, abgerundete Strukturen, die mit Flüssigkeit gefüllten Bläschen ähneln. Sie sind sehr zahlreich und im Zytoplasma verteilt, wo sie sich frei innerhalb der Zelle bewegen. Ihre Hauptaufgabe ist die Auflösung von Fremdpartikeln,das heißt, die Eliminierung von "Feinden" in Form von toten Abschnitten von Zellstrukturen, Bakterien und anderen Molekülen.
Der flüssige Inh alt ist mit Enzymen gesättigt, sodass Lysosomen am Abbau von Makromolekülen in ihre Monomereinheiten beteiligt sind.
Peroxisomen sind kleine ovale oder runde Organellen mit einer einzigen Membran. Gefüllt mit flüssigem Inh alt, darunter eine Vielzahl unterschiedlicher Enzyme. Sie sind einer der Hauptverbraucher von Sauerstoff. Sie erfüllen ihre Funktionen abhängig von der Art der Zelle, in der sie sich befinden. Die Myelinsynthese ist für die Hülle von Nervenfasern möglich, und sie können auch die Oxidation und Neutralisierung von toxischen Substanzen und verschiedenen Molekülen durchführen.
Mitochondrien
Diese Strukturen werden nicht umsonst die Kraftstationen der Zelle genannt. Schließlich findet in ihnen die Bildung der Hauptenergieträger statt - der Moleküle der Adenosintriphosphorsäure oder ATP. Im Aussehen ähneln sie Bohnen. Die Membran, die die Mitochondrien vom Zytoplasma trennt, ist doppelt. Die innere Struktur ist stark gef altet, um die Oberfläche für die ATP-Synthese zu vergrößern. Die F alten heißen Cristae, sie enth alten eine Vielzahl verschiedener Enzyme zur Katalyse der Syntheseprozesse.
Bei Tieren und Menschen haben die meisten Mitochondrien Muskelzellen, da sie einen hohen Geh alt und Energieverbrauch benötigen.
Cyclose-Phänomen
Die Bewegung des Zytoplasmas in der Zelle nennt man Zyklose. Es besteht aus mehreren Typen:
- oszillatorisch;
- rotierend oder kreisförmig;
- gestreift.
Jede Bewegung ist notwendig, um eine Reihe wichtiger Funktionen des Zytoplasmas zu gewährleisten: die volle Bewegung der Organellen im Hyaloplasma, den gleichmäßigen Austausch von Nährstoffen, Gasen, Energie und die Entfernung von Metaboliten.
Cyclose kommt ausnahmslos sowohl in pflanzlichen als auch in tierischen Zellen vor. Wenn es aufhört, dann stirbt der Körper. Daher ist dieser Vorgang auch ein Indikator für die vitale Aktivität von Wesen.
Daher können wir schlussfolgern, dass das Zytoplasma einer Tierzelle, Pflanzenzelle, jeder eukaryotischen Zelle eine sehr dynamische, lebende Struktur ist.
Der Unterschied zwischen dem Zytoplasma tierischer und pflanzlicher Zellen
Eigentlich gibt es nur wenige Unterschiede. Der allgemeine Plan des Gebäudes, die ausgeführten Funktionen sind völlig ähnlich. Allerdings gibt es noch einige Abweichungen. Also zum Beispiel:
- Das Zytoplasma von Pflanzenzellen enthält mehr Mikrotubuli, die an der Bildung ihrer Zellwände beteiligt sind, als Mikrofilamente. Tiere machen das Gegenteil.
- Zelleinschlüsse im Zytoplasma von Pflanzen sind Stärkekörner, während sie bei Tieren Glykogentropfen sind.
- Die Pflanzenzelle ist durch das Vorhandensein von Organellen gekennzeichnet, die bei Tieren nicht vorkommen. Dies sind Plastiden, Vakuole und Zellwand.
Im Übrigen sind beide Strukturen in Zusammensetzung und Struktur des Zytoplasmas identisch. Die Anzahl bestimmter elementarer Links kann variieren, aber ihr Vorhandensein ist obligatorisch. Daher ist der Wert des Zytoplasmas in der Zelle alsPflanzen und Tiere sind gleichermaßen großartig.
Die Rolle des Zytoplasmas in der Zelle
Der Wert des Zytoplasmas in der Zelle ist groß, um nicht zu sagen, dass er entscheidend ist. Schließlich ist dies die Grundlage, auf der sich alle lebenswichtigen Strukturen befinden, daher ist es schwierig, ihre Rolle zu überschätzen. Wir können mehrere Hauptpunkte formulieren, die diese Bedeutung offenbaren.
- Es vereint alle Bestandteile der Zelle zu einem komplexen, einheitlichen System, das die Lebensprozesse reibungslos und kollektiv ausführt.
- Das Zytoplasma in der Zelle fungiert aufgrund des Wassers als Medium für zahlreiche komplexe biochemische Wechselwirkungen und physiologische Stoffumwandlungen (Glykolyse, Ernährung, Gasaustausch).
- Dies ist die wichtigste "Kapazität" für die Existenz aller Zellorganellen.
- Mit Hilfe von Mikrofilamenten und Tubuli bildet es das Zytoskelett, bindet Organellen und ermöglicht ihnen, sich zu bewegen.
- Im Zytoplasma sind eine Reihe biologischer Katalysatoren konzentriert - Enzyme, ohne die keine biochemische Reaktion stattfindet.
Zusammenfassend muss ich folgendes sagen. Die Rolle des Zytoplasmas in der Zelle ist praktisch der Schlüssel, da es die Grundlage aller Prozesse, die Umgebung des Lebens und das Substrat für Reaktionen ist.
