Cytoplazma

Plik Cytoplazma wypełnia wnętrze ludzkiej komórki. Składa się z cytozolu, substancji płynnej lub żelopodobnej, organelli (mitochondriów, aparatu Golgiego itp.) Oraz szkieletu komórkowego. Ogólnie rzecz biorąc, cytoplazma jest wykorzystywana do biosyntezy enzymatycznej i katalizy, a także do przechowywania materiału i transportu materiału wewnątrzkomórkowego.

Co to jest cytoplazma?

Definicja terminu cytoplazma nie jest jednolita w literaturze. Niektórzy autorzy traktują całą bioaktywną zawartość komórki ludzkiej, w tym jądra, jako cytoplazmę. Inni autorzy nie zaliczają organelli zawartych w komórce, takich jak mitochondria i retikulum endoplazmatyczne oraz jądro komórkowe do cytoplazmy, lecz używają terminu protoplazma, pod którym obejmują całą zawartość żywej komórki ludzkiej.

Jądro komórkowe i liczne organelle (nawet do wielu tysięcy) są zamknięte w cytoplazmie i jest poprzecinane przez mikrowłókna, włókna pośrednie i mikrotubule. Są to cytoszkielet, białka, które nadają komórce siłę i strukturę oraz umożliwiają wewnątrzkomórkowy transport substancji - w tym transport przez błonę biologiczną. Ciekła lub żelopodobna część cytoplazmy nazywana jest cytozolem. Zmiany konsystencji w pewnych obszarach cytozolu powodują również transport organelli w komórce.

Aby umożliwić wiele równoległych reakcji biochemicznych w komórce, w cytoplazmie mogą być tworzone przestrzenie, tak zwane przedziały, przez błonę biologiczną. Umożliwiają różne warunki środowiskowe wymagane w każdym przypadku.

Anatomia i budowa

Cytoplazma zawiera około 80,5 do 85% wody, 10 do 15% białek, 2 do 4% lipidów, a reszta składa się z polisacharydów, DNA, RNA oraz organicznych i nieorganicznych cząsteczek i jonów. PH cytoplazmy jest prawie obojętne i wynosi 7,0 i jest utrzymywane tak stabilne, jak to możliwe, przez buforowanie. Wartość pH można również ustabilizować lub nieznacznie zmienić za pomocą pomp jonowych.

Cytoszkielet, który nadaje komórce siłę i kształt oraz zapewnia wewnątrzkomórkowy transport substancji, składa się z filamentów aktynowych (mikrowłókien), włókien pośrednich i mikrotubul. Cytoszkielet podlega dynamicznemu procesowi budowy i przebudowy, który umożliwia adaptacje strukturalne. Włókna aktynowe składają się z długołańcuchowych polimerów białkowych o niezwykle cienkiej średnicy około 6 do 9 nanometrów. Włókna pośrednie składają się z różnych białek strukturalnych (keratyn) w znacznie bardziej złożony sposób i istnieje 5 różnych typów.

Mikrotubule rurkowe o średnicy około 24 nanometrów składają się z maleńkich globularnych jednostek tubuliny. Mikrotubule mogą mieć długość od ułamków mikrometra do kilkuset mikrometrów. W zależności od zadania mikrotubule mogą żyć bardzo krótko lub stabilnie.

Funkcja i zadania

Poszczególne składniki złożonej cytoplazmy pełnią różnorodne funkcje i zadania. Nadrzędnymi zadaniami są przechowywanie niektórych substancji oraz bioaktywność enzymatyczno-katalityczna, czyli tworzenie i rozkładanie potrzebnych lub już nie potrzebnych substancji. Cytoplazma lub komórka dysponuje szeregiem narzędzi do wykonywania tych nadrzędnych zadań.

Ponieważ w niektórych organellach zachodzi wiele procesów konwersji, cytoplazma może zapewnić wewnątrzkomórkowy transport organelli do optymalnego „położenia” w komórce poprzez zmianę konsystencji z żelowej na wodnistą i odwrotnie. Specjalne funkcje pełnią mikrotubule, które umożliwiają transport pęcherzyków przez błony. Substancje, dla których membrany nie są przepuszczalne, są zamknięte w pęcherzykach (wypukłościach błony) i kierowane przez błony za pomocą mikrotubul. Mikrotubule odgrywają również szczególną rolę w ruchach w komórce oraz w samoruchach niektórych typów komórek, które poruszają się za pomocą urazów kręgów szyjnych (np. Plemników).

Mikrotubule pełnią inną specjalną funkcję w układzie chromosomów podczas mitozy (normalnego podziału komórki) po replikacji DNA. Mikrotubule odgrywają również ważną rolę w stabilizacji aksonów (zwanych również po prostu nerwami), procesów nerwowych, które przekazują impulsy nerwowe z komórki nerwowej do tkanki docelowej (odprowadzającej) lub z czujnika do komórki nerwowej (doprowadzającej). Zdolność cytoplazmy do tworzenia zamkniętych przestrzeni reakcyjnych w komórce poprzez tworzenie błon umożliwia komórce jednoczesne prowadzenie wielu procesów biochemicznych, które są kontrolowane enzymatycznie i katalitycznie, a każdy z nich wymaga własnego środowiska reakcji.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby

Niemal niemożliwa do opanowania obfitość funkcji, które pełnią cytoplazma lub niektóre jej poszczególne składniki, sugeruje, że mogą występować złożone i zróżnicowane zaburzenia czynnościowe i dolegliwości związane z cytoplazmą. Przykładem określonej dysfunkcji jest kolchicyna, zwana także trucizną wrzeciona.

Jest alkaloidem krokusa jesiennego, który wiąże się z monomeryczną tubuliną, dezaktywuje ją i zapobiega tworzeniu się wrzecion do podziału komórek (mitozy). Zapobiega to normalnemu podziałowi komórek. Winblastyna, środek chemioterapeutyczny oparty na podobnym spektrum działania, jest stosowana szczególnie w przypadku niektórych rodzajów raka w celu pozbawienia guza podstawy wzrostu. Podobnie trucizny, które ograniczają zdolność cytoplazmy do pobierania ATP z mitochondriów i dostarczania tam ADP, mogą szybko zagrażać życiu.

Tak zwane tauopatie są oparte na mutacjach genów, które prowadzą do zmian strukturalnych w białku tau. Białko tau jest niezbędne do budowy mikrotubul, przez co pojawiają się problemy zwłaszcza w obszarze ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Choroby takie jak choroba Picka, demencja HDDD i kilka innych można przypisać mutacji genu, która prowadzi do złogów białka tau. Najbardziej znaną tauopatią jest choroba Alzheimera.