Опишите химический состав, строение и функции цитоплазмы.Гиалоплазма, цитозоль. Клеточныевключения.



 

Цитопла́зма (от греч. «клетка» и здесь «содержимое») — полужидкое содержимое клетки, внутренняя среда живой или умершей клетки, кроме ядра и вакуоли, ограниченная плазматической мембраной. Включает гиалоплазму — основное прозрачное вещество цитоплазмы, находящиеся в ней обязательные клеточные компоненты — органеллы, а также различные непостоянные структуры — включения. Иногда под цитоплазмой понимают только гиалоплазму. Термин «цитоплазма» ввёл Эдуард Страсбургер в 1882 году.

В цитоплазме располагают­ся ядро и все органоиды клетки.

В состав цитоплазмы входят многочисленные хими­ческие соединения. Она представляет собой не однородное химическое вещество, а сложную, постоянно изменяю­щуюся физико-химическую систему, характеризующуюся щелочной реакцией и высоким содержанием воды. Ком­поненты цитоплазмы взаимодействуют между собой внут­ри клетки, а также с органоидами соседних клеток и с внешней средой, поглощая одни вещества и выделяя дру­гие.

В животных клетках различают два слоя цитоплазмы:

Наруж­ный — эктоплазма (лишена большинства органоидов, об­ладает относительно высокой вязкостью).

Внутренний слой цитоплазмыэндоплазма (содер­жит основные органоиды).

 

В цитоплазме растительных клеток имеются специаль­ные органоиды — пластиды (лейкопласты, хлоропласты, хромопласты).

Одно из основных свойств цитоплазмы живой клет­ки — способность к движению, которое обеспечивает связь органоидов.

Цитоплазма постоянно движется, перетекает внутри живой клетки, перемещая вместе с собой различные вещества, включения и органоиды. Это движение называется циклозом.

Цитоплазма способна к росту и воспроизведению и при частичном удалении может восстановиться. Однако она нормально функционирует только в присутствии ядра. Без него долго существовать цитоплазма обычно не может как и ядро без цитоплазмы.

Важнейшая роль цитоплазмы — объединение всех клеточных структур (компонентов) и обеспечение их химического взаимодействия. Она выполняет и другие функции, в частности, поддерживает тургор клетки.

Цитоплазма – это обязательная часть клетки, ее внутренняя среда. В ней происходят все основные процессы обмена веществ и энергии (метаболизм), размещаются все общие и специальные органоиды клетки и сосредоточены питательные вещества (жировые капли, крахмальные зерна, гранулы гликогена, кристаллы солей и пр.). Цитоплазма является упорядоченно работающей системой всех внутриклеточных компонентов. Она со всеми своими структурами находится в тесной связи с поверхностным комплексом и ядерным аппаратом клетки, образуя с ними целостную живую систему.

Для цитоплазмы характерно постоянное движение коллоидных частиц и других компонентов. Она способна к росту и воспроизведению, а при частичном удалении может восстанавливаться. Все многообразие биохимической деятельности клетки связано с цитоплазмой и с ее структурными компонентами, которые осуществляют выполнение той или иной функции. Важнейшая роль цитоплазмы заключается в том, что она объединяет все клеточные структуры и обеспечивает их химическое взаимодействие друг с другом.

Структурными компонентами цитоплазмы являются: гиалоплазма, или матрикс, различные органоиды и включения.

 

Гиалоплазма(от греч. hyalos – стекло и plasma – оформленный) – основное вещество цитоплазмы. Гиалоплазма представляет собой бесцветную высокоупорядоченную коллоидную среду, состоящую из воды, ионов и молекул разных органических веществ. В ее состав входят многие растворимые вещества белковой природы (ферменты, аминокислоты, соединения белков с липидами, углеводами, нуклеиновыми кислотами и металлами). В ней растворены также соли, сахара и другие вещества. Именно здесь во взвешенном состоянии размещаются органоиды и включения клетки. Гиалоплазма выполняет функцию хранения биологических молекул, создает необходимую среду для протекания биохимических реакций, участвует в транспорте веществ и поддержании гомеостаза клетки (кислотно-щелочного баланса, водно-солевого режима и др.). Через гиалоплазму идет транспорт аминокислот, жирных кислот, нуклеотидов, сахаров, неорганических веществ. Состав гиалоплазмы определяет буферные свойства клетки.

Гиалоплазма способна менять свое агрегатное состояние – переходить из жидкого состояния в более плотное, и наоборот. Такое явление может быть вызвано изменением кислотности, концентрации определенных ионов, различными химическими реакциями, колебаниями температуры и пр. Малые молекулы и некоторые низкомолекулярные белки перемещаются в гиалоплазме путем диффузии почти с той же скоростью, что и в воде, однако крупные молекулы и органоиды перемещаются при участии цитоскелета.

 

Цитозо́ль (англ. cytosol, происходит от греч.κύτος — клетка и англ. sol от лат. solutio — раствор) — жидкое содержимое клетки. Большую часть цитозоля занимает внутриклеточная жидкость. Цитозоль разбивается на компартменты при помощи разнообразных мембран. У эукариотцитозоль располагается под плазматической мембраной и является частью цитоплазмы, в которую, помимо цитозоля, входят митохондрии, пластиды и другие органеллы, но не содержащаяся в них жидкость и внутренние структуры. Таким образом, цитозоль представляет собой жидкий матрикс, окружающий органеллы. У прокариот большая часть химических реакций метаболизма происходит в цитозоле, и лишь небольшая их часть происходит в мембранах и периплазматическом пространстве. У эукариот, хотя многие реакции протекают в органеллах, некоторые реакции происходят в цитозоле. [источник не указан 125 дней]

Химически цитозоль представляет собой сложную смесь веществ, растворённых в жидкости. Хотя большая часть цитозоля представлена водой, его структура и свойства внутри клеток изучены недостаточно. Концентрации ионов, таких как катионыкалия и натрия, различаются в цитозоле и внеклеточной жидкости. Эта разница концентраций существенна для таких процессов, как осморегуляция, передача сигнала и генерация потенциала действия в возбудимых клетках, таких как эндокринные, нервные и мышечные клетки. В цитозоле также содержится много макромолекул, которые могут изменять поведение молекул посредством эффекта скученности макромолекул (англ. Macromolecularcrowding).

Хотя ранее цитозоль рассматривали как простой раствор молекул, он имеет несколько уровней организации. В их числе градиенты концентраций ионов (например, кальция), крупные ферментативныекомплексы, которые взаимодействуют друг с другом и осуществляют разнообразные химические реакции, а также белковые комплексы вроде карбоксисом и протеасом, которые заключают в себе часть цитозоля.

У цитозоля нет какой-то одной функции, потому что в нём протекает множество процессов. Среди этих процессов передача сигнала от клеточной мембраны к местам внутри клетки, таким как клеточное ядро[51] и разные органеллы[52]. В цитозоле также происходят многие реакции цитокинеза после распада ядерной оболочки в митозе[53]. Другая значительная роль цитозоля — транспорт метаболитов от мест образования к местам использования.

Клеточные включения

Включения — это непостоянные структуры клетки, которые появляются в ней и исчезают в процессе метаболизма. Различают трофические, секреторные, экскреторные и пигментные включения.

· Группа трофических включений объединяет углеводные, липидные и белковые включения. Наиболее распространенным представителем углеводных включений является гликоген — полимер глюкозы. На светооптическом уровне наблюдать включения гликогена можно при использовании гистохимической ШИК-реакции. В электронном

микроскопе гликоген выявляется как осмиофильные гранулы, которые в клетках, где гликогена много (гепатоцитах), сливаются в крупные конгломераты — глыбки.

· Секреторные включения представляют собой разнообразную группу. Секреторные включения синтезируются в клетках и выделяются (секретируются) в просветы протоков (клетки экзокринных желез), в межклеточную среду (гормоны, нейромедиаторы, факторы роста и др.), кровь, лимфу, межклеточные пространства (гормоны). На ультрамикроскопическом уровне секреторные включения имеют вид мембранных пузырьков, содержащих вещества разной плотности и интенсивности окраски, что зависит от их химического состава.

· Экскреторные включения — это, как правило, продукты метаболизма клетки, от которых она должна освободиться. К экскреторным включениям относятся также инородные включения — случайно, либо преднамеренно (при фагоцитозе бактерий, например,) попавшие в клетку субстраты. Такие включения клетка лизирует с помощью своей лизосомальной системы, а оставшиеся частицы выводит (экскретирует ) во внешнюю среду. В более редких случаях попавшие в клетку агенты остаются неизменными и могут не подвергнуться экскреции — такие включения более правильно именовать чужеродными (хотя чужеродными для клетки являются и включения, которые она лизирует).

· Пигментные включения хорошо выявляются как на светооптическом, так и на ультрамикроскопическом уровнях. Очень характерный вид они имеют на электронных микрофотографиях — в виде осмиофильных структур разных размеров и формы. Данная группа включений характерна для пигментоцитов. Пигментоциты, присутствуя в дерме кожи, защищают организм от глубокого проникновения опасного для него ультрафиолетового излучения, в радужке, сосудистой оболочке и сетчатке глаза пигментоциты регулируют поток света на фоторецепторные элементы глаза и предохраняют их от перераздражения светом. В процессе старения очень многие соматические клетки накапливают пигмент липофусцин, по присутствию которого можно судить о возрасте клетки. В эритроцитах и симпластах скелетных мышечных волокон присутствуют соответственно гемоглобин или миоглобин — пигменты-переносчики кислорода и углекислоты.

 

 


Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 1408; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!