Войти
| Биология клетки | |
|---|---|
| животная клетка | |
 Компоненты типичной животной клетки:
|
В клеточной биологии цитоплазма представляет собой весь материал в пределах ячейка, заключенная в клеточную мембрану, за исключением ядра клетки. Материал внутри ядра и содержащийся внутри ядерной мембраны называется нуклеоплазмой. Основными компонентами цитоплазмы являются цитозоль - гелеобразное вещество, органеллы - внутренние субструктуры клетки и различные цитоплазматические включения. Цитоплазма состоит примерно на 80% из воды и обычно бесцветна.
Субмикроскопическое вещество основной клетки или цитоплазматический матрикс, который остается после исключения клеточных органелл и частиц, представляет собой основную плазму. Это гиалоплазма световой микроскопии и высокосложная, многофазная система, в которой взвешены все разрешимые цитоплазматические элементы, включая более крупные органеллы, такие как рибосомы, митохондрии., растения пластиды, липидные капли и вакуоли.
Большинство клеточных активностей происходит в цитоплазме, например, многие метаболические пути, включая гликолиз, и такие процессы, как деление клеток. Концентрированная внутренняя область называется эндоплазмой, а внешний слой называется клеточной корой или эктоплазмой.
. Движение ионов кальция внутрь и вне цитоплазмы сигнальная активность для метаболических процессов.
В растениях движение цитоплазмы вокруг вакуолей известно как поток цитоплазмы.
Термин был введен Рудольф фон Кёлликер в 1863 году, первоначально как синоним протоплазма, но позже это слово стало обозначать клеточное вещество и органеллы вне ядра.
Это было определенные разногласия по поводу определения цитоплазмы, так как некоторые авторы предпочитают исключать из нее какую-то органелу В частности, вакуоли и иногда пластиды.
В последние годы физические свойства цитоплазмы оспариваются. Остается неясным, как различные компоненты цитоплазмы взаимодействуют, чтобы обеспечить движение частиц и органелл при сохранении структуры клетки. Поток цитоплазматических компонентов играет важную роль во многих клеточных функциях, которые зависят от проницаемости цитоплазмы. Примером такой функции является передача сигналов от клетки, процесс, который зависит от того, каким образом сигнальные молекулы могут диффундировать по клетке. В то время как небольшие сигнальные молекулы, такие как ионы кальция, способны легко диффундировать, более крупным молекулам и субклеточным структурам часто требуется помощь в перемещении по цитоплазме. Неравномерная динамика таких частиц породила различные теории о природе цитоплазмы.
Уже давно существуют доказательства того, что цитоплазма ведет себя как золь-гель. Считается, что составляющие молекулы и структуры цитоплазмы временами ведут себя как неупорядоченный коллоидный раствор (золь), а иногда как интегрированная сеть, образуя твердую массу (гель). Таким образом, эта теория предполагает, что цитоплазма существует в различных жидких и твердых фазах в зависимости от уровня взаимодействия между цитоплазматическими компонентами, что может объяснять различную динамику различных частиц, наблюдаемых при движении через цитоплазму. В одной из статей было высказано предположение, что на шкале длины меньше 100 нм цитоплазма действует как жидкость, тогда как в большем масштабе она действует как гель.
. Недавно было предложено, что цитоплазма ведет себя как стекло -образующая жидкость, приближающаяся к стеклованию. Согласно этой теории, чем больше концентрация цитоплазматических компонентов, тем меньше цитоплазма ведет себя как жидкость и тем больше она ведет себя как твердое стекло, замораживая более крупные цитоплазматические компоненты на месте (считается, что метаболическая активность клетки способна разжижать цитоплазма, чтобы позволить движение таких более крупных компонентов цитоплазмы). Способность клетки к витрификации в отсутствие метаболической активности, например в периоды покоя, может быть полезной в качестве стратегии защиты. Твердая стеклянная цитоплазма заморозит внутриклеточные структуры на месте, предотвращая повреждение, позволяя при этом передавать очень маленькие белки и метаболиты, помогая запустить рост после выхода клетки из покоя.
занимается исследованием движения цитоплазматических частиц независимо от природы цитоплазмы. В таком альтернативном подходе совокупные случайные силы внутри клетки, вызванные моторными белками, объясняют не броуновское движение компонентов цитоплазмы.
Три основных элемента цитоплазмы - это цитозоль, органеллы и включения.
Цитозоль - это часть цитоплазмы, не содержится в мембраносвязанных органеллах. Цитозоль составляет около 70% объема клетки и представляет собой сложную смесь филаментов цитоскелета, растворенных молекул и воды. Нити цитозоля включают белковые нити, такие как актиновые нити и микротрубочки, составляющие цитоскелет, а также растворимые протеины и мелкие такие структуры, как рибосомы, протеасомы и загадочные комплексы хранилищ. Внутренняя гранулированная и более жидкая часть цитоплазмы называется эндоплазмой.
Белки в различных клеточных компартментах и структурах , помеченных зеленым флуоресцентным белком Из-за этой сети волокон и высоких концентраций растворенных макромолекул, таких как белки, возникает эффект, называемый макромолекулярным скоплением, и цитозоль не действует как идеальное решение. Этот эффект скопления изменяет то, как компоненты цитозоля взаимодействуют друг с другом.
Органеллы (буквально «маленькие органы»), как правило, представляют собой мембранные структуры внутри клетки, которые выполняют определенные функции. Некоторые основные органеллы, взвешенные в цитозоле, - это митохондрии, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, вакуоли, лизосомы, а в растительных клетках хлоропласты.
Включения представляют собой небольшие частицы нерастворимых веществ, взвешенных в цитозоле. Огромный диапазон включений существует в различных типах клеток, от кристаллов оксалата кальция или диоксида кремния в растениях до гранул материалов, аккумулирующих энергию, таких как крахмал, гликоген или полигидроксибутират. Особенно распространенным примером являются липидные капли, которые представляют собой сферические капли, состоящие из липидов и белков, которые используются как прокариотами, так и эукариотами как способ хранения липидов, таких как жирные кислоты и стерины. Липидные капли составляют большую часть объема адипоцитов, которые являются специализированными клетками-накопителями липидов, но они также обнаруживаются в ряде других типов клеток.
Цитоплазма, митохондрии и большинство органелл являются вкладом в клетку материнской гаметы. Вопреки более старой информации, которая игнорирует любое представление об активности цитоплазмы, новое исследование показало, что она контролирует движение и поток питательных веществ в клетку и из нее за счет вязкопластического поведения и измерения обратная скорость разрыва связей в цитоплазматической сети.
Материальные свойства цитоплазмы продолжают изучаться. Описан метод определения механического поведения цитоплазмы живых клеток млекопитающих с помощью оптического пинцета.
