Citoplazma

Citoplazma užpildo žmogaus ląstelės vidų. Jį sudaro citozolis, skysta ar į gelį panaši medžiaga, organelės (mitochondrijos, Golgi aparatas ir kt.) Ir ląstelės skeletas. Apskritai citoplazma naudojama fermentų biosintezei ir katalizei, taip pat medžiagoms laikyti ir ląstelėms pernešti.

Kas yra citoplazma?

Citoplazmos termino apibrėžimas literatūroje nėra vienodas. Kai kurie autoriai visą bioaktyvų žmogaus ląstelės, įskaitant branduolį, kiekį laiko citoplazma. Kiti autoriai neskaičiuoja ląstelėje esančių organelių, tokių kaip mitochondrijos ir endoplazminis retikulumas bei ląstelės branduolys, į citoplazmą, tačiau vartoja terminą protoplazma, pagal kurią jie sudaro visą gyvos žmogaus ląstelės turinį.

Ląstelės branduolys ir daugybė organelių (iki daugelio tūkstančių) yra uždaromi citoplazmoje ir ją kerta mikrofilamenai, tarpiniai siūlai ir mikrotubuliai. Tai yra citoskeletas, baltymai, kurie suteikia ląstelei stiprumą ir struktūrą bei įgalina medžiagų pernešimą į ląstelių vidų, įskaitant transportavimą per biomembranas. Skysta ar gelio pavidalo citoplazmos dalis vadinama citozoliu. Pastovumo pokyčiai tam tikrose citozolio vietose taip pat gabena organelius ląstelėje.

Kad ląstelėje vyktų daug lygiagrečių biocheminių reakcijų, citoplazmoje biomembranos gali sudaryti tarpus, vadinamuosius skyrius. Jie įgalina skirtingas aplinkos sąlygas kiekvienu atveju.

Anatomija ir struktūra

Citoplazmoje yra apie 80,5–85% vandens, 10–15% baltymų, 2–4% lipidų, o likusią dalį sudaro polisacharidai, DNR, RNR ir organinės bei neorganinės molekulės ir jonai. Citoplazmos pH yra beveik neutralus, esant 7,0, ir palaikomas kiek įmanoma stabilus buferizavimas. PH vertę taip pat galima stabilizuoti arba šiek tiek pakeisti naudojant jonų pompas.

Citoskeletas, suteikiantis ląstelei stiprumą ir formą bei užtikrinantis medžiagų pernešimą į ląstelę, susideda iš aktino gijų (mikrofilamentų), tarpinių gijų ir mikrotubulų. Citoskeletui taikomas dinamiškas konstravimo ir rekonstravimo procesas, leidžiantis pritaikyti konstrukciją. Aktino gijos yra sudarytos iš ilgų grandinių baltymų polimerų, kurių skersmuo yra ypač plonas - nuo 6 iki 9 nanometrų. Tarpiniai siūlai yra sudaryti iš skirtingų struktūrinių baltymų (keratinų) daug sudėtingesniu būdu, yra 5 skirtingi tipai.

Vamzdinius mikrotubules, kurių skersmuo apie 24 nanometrai, sudaro mažyčiai apvalūs tubulino vienetai. Mikrotubulų ilgis gali būti nuo mikrometro frakcijų iki kelių šimtų mikrometrų. Priklausomai nuo užduoties, mikrotubuliai gali būti labai trumpalaikiai ir stabilūs.

Funkcija ir užduotys

Atskiri sudėtingos citoplazmos komponentai atlieka daugybę funkcijų ir užduočių. Svarbiausios užduotys yra tam tikrų medžiagų laikymas ir fermentinis-katalitinis biologinis aktyvumas, t.y. reikalingų ar nebereikalingų medžiagų kaupimas ir skaidymas. Citoplazmoje ar ląstelėje yra daugybė įrankių, skirtų šioms vadovaujančioms užduotims atlikti.

Kadangi daugelis konversijos procesų vyksta tam tikruose organeliukuose, citoplazma gali užtikrinti organelių intracellular transportavimą į optimalią „vietą“ ląstelėje, pakeisdama konsistenciją iš gelinės į vandeningą ir atvirkščiai. Mikrodalelės, leidžiančios vezikulėms pernešti membranas, atlieka specialias funkcijas. Medžiagos, kurioms membranos nėra pralaidžios, yra uždaromos pūslelėse (membranos išsikišimai) ir mikrotubulų pagalba vedamos per membranas. Mikrovamzdeliai taip pat vaidina ypatingą vaidmenį judant ląstelėje ir atliekant tam tikrų tipų ląstelių, kurios juda plaktos juosta (pvz., Spermos), judėjimą.

Mitozės metu (normalus ląstelių dalijimasis) po DNR replikacijos mikrotubuliai atlieka dar vieną ypatingą funkciją chromosomų struktūroje. Mikrovamzdeliai taip pat vaidina svarbų vaidmenį stabilizuojant aksonus (dar vadinamus nervais) - nerviniais procesais, kurie perduoda nervinius impulsus iš nervinės ląstelės į tikslinį audinį (eferentinį) arba iš jutiklio į nervinę ląstelę (aferencinę). Citoplazmos gebėjimas sudaryti uždaras reakcijos erdves ląstelėje, susidarant membranoms, suteikia galimybę ląstelei vienu metu vykdyti daugybę biocheminių procesų, kurie yra kontroliuojami fermentiškai ir kataliziškai ir kiekvienam reikalinga sava reakcijos aplinka.

Savo vaistus galite rasti čia

Ligos

Beveik nevaldomas funkcijų, kurias turi citoplazma ar tam tikri atskiri citoplazmos komponentai, gausa rodo, kad ji gali sukelti vienodai sudėtingus ir diferencijuotus funkcinius sutrikimus ir skundus, susijusius su citoplazma. Kolchicinas, dar žinomas kaip verpstės nuodai, yra specifinės disfunkcijos pavyzdys.

Tai yra rudens sruogų alkaloidas, kuris jungiasi su monomeriniu tubulinu, jį inaktyvuoja ir neleidžia formuotis verpstės ląstelėms dalintis (mitozė). Tai neleidžia normaliai dalintis ląstelėms. Vinblastinas, chemoterapinis agentas, kurio pagrindą sudaro panašus veikimo spektras, yra naudojamas specialiai esant tam tikroms vėžio rūšims, kad būtų atimta auglio augimo bazė. Taip pat nuodai, kurie trukdo citoplazmai paimti ATP iš mitochondrijų ir ten pateikti ADP, greitai gali tapti pavojingi gyvybei.

Vadinamosios tauopatijos grindžiamos genų mutacijomis, kurios lemia struktūrinius tau baltymo pokyčius. Tau baltymas yra būtinas mikrotubulų struktūrai, todėl problemų kyla ypač centrinės nervų sistemos (CNS) srityje. Ligos, tokios kaip Piko liga, HDDD demencija ir dar kelios, gali būti atsektos geno mutacija, dėl kurios kaupiasi tau baltymai. Geriausiai žinoma tauopatija yra Alzheimerio liga.