Citoplazma: struktūra, funkcija ir ligos

Citoplazma užpildo žmogaus ląstelės vidų. Jį sudaro citozolis, skysta arba į gelį panaši medžiaga, organeliai (mitochondrijos, Golgi aparatas ir kt.) Ir citoskeletas. Apskritai, citoplazma tarnauja fermentinei biosintezei ir katalizei, taip pat medžiagų saugojimui ir ląstelių pernešimui.

Kas yra citoplazma?

Citoplazmos apibrėžimas literatūroje nėra vienodas. Kai kurie autoriai mano, kad visas žmogaus ląstelės biologinis aktyvumas, įskaitant branduolį, yra visa citoplazma. Kiti autoriai neįtraukia ląstelėje esančių organelių, tokių kaip mitochondrijos ir endoplazminis tinklas bei citoplazmos branduolys, tačiau vartokite protoplazmos terminą, pagal kurį jie užima visą gyvos žmogaus ląstelės turinį. Branduolys ir daugybė organelių (iki daugelio tūkstančių) yra uždaryti citoplazmoje, jį kerta mikrofilamentai, tarpinės gijos ir mikrovamzdeliai. Tai yra citoskeletas, baltymai kurie suteikia ląstelę stiprumas ir sudaryti struktūrą ir sudaryti sąlygas medžiagų pernešimui į ląsteles, įskaitant transportavimą per biomembranas. Skysta arba į gelį panaši citoplazmos dalis vadinama citozolu. Konsistencijos pokyčiai konkrečiuose citozolio regionuose taip pat perneša organelius ląstelėje. Norint, kad ląstelėje lygiagrečiai vyktų daugybė biocheminių reakcijų, citoplazmoje, kurią atriboja biomembranos, gali būti suformuotos erdvės. Jie leidžia nustatyti skirtingas aplinkos sąlygas, kurių reikia kiekvienu atveju.

Anatomija ir struktūra

Citoplazmoje yra apie 80.5–85% vanduo, Nuo 10% iki 15% baltymai, Nuo 2% iki 4% lipidai, o likusi dalis paskirstoma tarp polisacharidai, DNR, RNR ir organiniai bei neorganiniai molekulės ir jonai. Citoplazmos pH yra maždaug neutralus 7.0 ir buferiu palaikomas kuo stabilesnis. Jonų siurbliai gali būti naudojami papildomai stabilizuoti ar šiek tiek pakeisti PH. Citoskeletas, kuris suteikia ląstelei savo stiprumas ir formos ir užtikrina viduląstelinį masė transportas, susideda iš aktino gijų (mikrofiltų), tarpinių gijų ir mikrovamzdelių. Citoskeletui būdingas dinamiškas surinkimo ir pertvarkymo procesas, leidžiantis struktūrines korekcijas. Aktino gijos susideda iš ilgos grandinės baltymų polimerų, kurių ypač plonas skersmuo yra apie 6–9 nanometrus. Tarpiniai siūlai yra daug sudėtingesni, susidedantys iš skirtingų struktūrinių baltymai (keratinai), ir yra išskiriami 5 skirtingi tipai. Vamzdiniai mikrovamzdeliai, kurių skersmuo yra maždaug 24 nanometrai, susideda iš mažų kamuolinių tubulino vienetų. Mikrovamzdeliai gali pasiekti ilgį nuo mikrometro dalių iki kelių šimtų mikrometrų. Mikrovamzdeliai gali būti labai trumpalaikiai ir stabiliai ilgaamžiai, atsižvelgiant į atliekamą užduotį.

Funkcija ir užduotys

Atskiri kompleksinės citoplazmos komponentai turi labai įvairias funkcijas ir užduotis. Aukštesnio lygio užduotys susideda iš tam tikrų medžiagų laikymo ir fermentinio-katalizinio bioaktyvumo, t. Y. Skaidant ir skaidant medžiagas, kurios reikalingos arba nebereikalingos. Šiems aukštesnio lygio uždaviniams atlikti citoplazma ar ląstelė turi daugybę įrankių. Kadangi specifiniuose organeliuose vyksta daugybė konversijos procesų, citoplazma gali užtikrinti ląstelių organelių pernešimą į optimalią ląstelės „vietą“, pakeisdama jų konsistenciją iš gelio pavidalo į vandeninę ir atvirkščiai. Specialias funkcijas atlieka mikrovamzdeliai, leidžiantys pūsleles pernešti per membranas. Medžiagos, kurių membranos nėra pralaidžios, yra įstrigę pūslelėse (membranų iškyšose) ir mikrotubulų pagalba transportuojamos per membranas. Mikrovamzdeliai taip pat vaidina ypatingą vaidmenį judant ląstelėje ir būdingiems tam tikrų tipų ląstelių judėjimams, kurie juda per vėliavėles (pvz., sperma). Kitą specialią funkciją mikrotubulės atlieka chromosomų surinkime mitozės metu (normalus ląstelių dalijimasis) po DNR replikacijos. Be to, mikrovamzdeliai vaidina svarbų vaidmenį stabilizuojant aksonus (dar vadinamus tiesiog kaip nervai), nerviniai procesai, naudojami perduoti nervinius impulsus iš nervinė ląstelė į tikslinį audinį (eferentinis) arba nuo jutiklio į nervinę ląstelę (aferentinė). Citoplazmos sugebėjimas formuoti membranoje uždaras reakcijos erdves ląstelėje leidžia ląstelei leisti vykti daugeliui biocheminių procesų, kurie yra valdomi fermentiniu ir kataliziniu būdu ir kuriems kiekvienam reikia savo reakcijos aplinkos.

Ligos

Beveik nevaldoma citoplazmos ar tam tikrų atskirų citoplazmos komponentų funkcijų gausa rodo, kad gali pasireikšti vienodai sudėtingi ir diferencijuoti su citoplazma susiję sutrikimai ir negalavimai. Kolchicinas, taip pat žinomas kaip verpstės nuodas, yra specifinės disfunkcijos pavyzdys. Tai yra rudens krokas kuris jungiasi prie monomerinio tubulino, jį inaktyvuodamas ir neleisdamas susidaryti verpstėms ląstelių dalijimuisi (mitozei). Tokiu būdu išvengiama normalaus ląstelių dalijimosi. Vinblastinaschemoterapinis agentas, turintis panašų veikimo spektrą, yra specialiai naudojamas esant tam tikroms jų rūšims Vėžys atimti iš auglio pagrindą augti. Panašiai ir toksinai, kurie trukdo citoplazmai paimti ATP iš mitochondrijos ir pristatyti ADP gali greitai tapti pavojinga gyvybei. Vadinamosios tauopatijos yra dėl genas mutacijos, kad vadovauti iki struktūrinių tau baltymo pokyčių. Tau baltymas yra būtinas mikrovamzdelių surinkimui, sukeliantis problemų, ypač centrinėje nervų sistema (CNS). Tokios ligos kaip Picko liga, HDDD demencija ir keletas kitų yra priežastiniu ryšiu susiję su a genas mutacija, kuri veda prie tau baltymo nuosėdų. Geriausiai žinoma tauopatija yra Alzheimerio liga liga.