On tunnettua, että useimmat elävät olennot koostuvat vedestä vapaassa tai sidottussa muodossa vähintään 70 prosentilla. Mistä se tulee niin paljon, mihin se on lokalisoitu? Osoittautuu, että jokaisessa koostumuksensa solussa on jopa 80% vettä, ja vain loput putoavat kuiva-ainemassaan.
Ja tärkein "vesi"rakenne on vain solun sytoplasma. Tämä on monimutkainen, heterogeeninen, dynaaminen sisäympäristö, jonka rakenteellisiin ominaisuuksiin ja toimintoihin tutustumme tarkemmin.
Protoplast
Tällä termillä tarkoitetaan minkä tahansa eukaryoottisen pienimmän rakenteen koko sisäistä sisältöä, joka on erotettu plasmakalvolla muista "kollegoistaan". Eli tämä sisältää sytoplasman - solun sisäisen ympäristön, siinä sijaitsevat organellit, ytimen nukleoleineen ja geneettisen materiaalin.
Mitä organellit sijaitsevat sytoplasman sisällä? Tämä on:
- ribosomit;
- mitokondriot;
- EPS;
- Golgi-laite;
- lysosomit;
- solujen sulkeminen;
- vakuolit (kasveissa ja sienissä);
- solukeskus;
- plastidit (kasveissa);
- silmät ja siima;
- mikrofilamentit;
- mikrotubulukset.
Karyolemman erottama ydin, jossa on nukleoleja ja DNA-molekyylejä, sisältää myös solun sytoplasman. Keskellä se on eläimissä, lähempänä seinää - kasveissa.
Siten sytoplasman rakenteelliset ominaisuudet riippuvat suurelta osin solutyypistä, itse organismista, sen kuulumisesta elävien olentojen v altakuntaan. Yleensä se vie kaiken sisällä olevan vapaan tilan ja suorittaa useita tärkeitä toimintoja.
Matrix tai hyaloplasma
Solun sytoplasman rakenne koostuu pääasiassa sen jakautumisesta osiin:
- hyaloplasma - pysyvä nestemäinen osa;
- organellit;
- sisällytykset ovat rakennemuuttujia.
Matriisi eli hyaloplasma on tärkein sisäinen komponentti, joka voi olla kahdessa tilassa - tuhka ja geeli.
Sytosoli on solun sytoplasma, jolla on nestemäisempi aggregaattiluonne. Sytogeeli on sama, mutta tiheämmässä tilassa, runsaasti suuria orgaanisten aineiden molekyylejä. Hyaloplasman yleinen kemiallinen koostumus ja fysikaaliset ominaisuudet ilmaistaan seuraavasti:
- väritön, viskoosi kolloidinen aine, melko paksu ja limainen;
- erottuu kuitenkin selkeästi rakenteellisestiliikkuvuuden vuoksi, voi vaihtaa sen helposti;
- sisäpuolelta edustaa sytoskeleton tai mikrotrabekulaarisen hilan avulla, jonka muodostavat proteiinifilamentit (mikrotubulukset ja mikrofilamentit);
- tämän hilan osissa sijaitsevat kaikki solun rakenteelliset osat kokonaisuutena, ja mikrotubulusten, Golgi-laitteen ja päivystyksen ansiosta niiden välillä tapahtuu viesti hyaloplasman kautta.
Siksi hyaloplasma on tärkeä osa, joka tarjoaa monia solun sytoplasman toimintoja.
Sytoplasman koostumus
Jos puhumme kemiallisesta koostumuksesta, niin veden osuus sytoplasmasta on noin 70 %. Tämä on keskimääräinen arvo, koska joissakin kasveissa on soluja, joissa jopa 90-95% vettä. Kuiva-aine edustaa:
- proteiinit;
- hiilihydraatit;
- fosfolipidit;
- kolesteroli ja muut typpeä sisältävät orgaaniset yhdisteet;
- elektrolyytit (mineraalisuolat);
- sulkeumat glykogeenipisaroiden (eläinsoluissa) ja muiden aineiden muodossa.
Väliaineen yleinen kemiallinen reaktio on alkalinen tai lievästi emäksinen. Jos tarkastelemme, kuinka solun sytoplasma sijaitsee, tällainen ominaisuus on huomattava. Osa kerätään reunaan, plasmalemman alueelle, ja sitä kutsutaan ektoplasmaksi. Toinen osa on suunnattu lähemmäksi karyolemmaa, sitä kutsutaan endoplasmaksi.
Solun sytoplasman rakenteen määräävät erikoisrakenteet - mikrotubulukset ja mikrofilamentit, joten tarkastelemme niitä tarkemmin.
Mikrotubulukset
Onttopieniä pitkulaisia hiukkasia, joiden koko on useita mikrometrejä. Halkaisija - 6 - 25 nm. Liian niukkojen indikaattoreiden vuoksi näiden rakenteiden täydellinen ja kattava tutkimus ei ole vielä mahdollista, mutta niiden seinämien oletetaan koostuvan proteiiniaineesta tubuliinista. Tällä yhdisteellä on kierteisesti kierretty ketju.
Jotkin solun sytoplasman toiminnot suoritetaan juuri mikrotubulusten läsnäolon vuoksi. Joten ne ovat mukana esimerkiksi sienten ja kasvien, joidenkin bakteerien, soluseinien rakentamisessa. Eläinsoluissa niitä on paljon vähemmän. Nämä rakenteet myös suorittavat soluelinten liikkeen sytoplasmassa.
Mikrotubulukset itsessään ovat epävakaita, pystyvät nopeasti hajoamaan ja muodostumaan uudelleen ja uusiutuvat aika ajoin.
Mikrofilamentit
Riittävän tärkeitä sytoplasman elementtejä. Ne ovat pitkiä aktiinifilamentteja (globulaarinen proteiini), jotka kietoutuessaan toisiinsa muodostavat yhteisen verkon - sytoskeleton. Toinen nimi on mikrotrabekulaarinen hila. Tämä on eräänlainen sytoplasman rakenteellinen piirre. Todellakin, juuri tällaisen sytoskeleton ansiosta kaikki organellit pysyvät yhdessä, ne voivat turvallisesti kommunikoida keskenään, aineet ja molekyylit kulkevat niiden läpi ja aineenvaihdunta tapahtuu.
Tiedetään kuitenkin, että sytoplasma on solun sisäinen ympäristö, joka usein kykenee muuttamaan sen fyysisiä tietoja: muuttumaan nestemäisemmiksi tai viskoosiisemmiksi, muuttamaan sen rakennetta (siirtyminen soolista geeliin ja päinvastoin). Tässä suhteessa mikrofilamentit ovat dynaaminen, labiili osa, joka pystyynopeasti rakentaa uudelleen, muuttaa, hajota ja muodostaa uudelleen.
Plasmakalvot
Hyvin kehittyneiden ja normaalisti toimivien lukuisten kalvorakenteiden läsnäolo on tärkeää solulle, joka on myös eräänlainen sytoplasman rakenteellinen piirre. Loppujen lopuksi plasmakalvoesteiden kautta kuljetetaan molekyylejä, ravinteita ja aineenvaihduntatuotteita, hengitysprosessien kaasuja ja niin edelleen. Siksi useimmilla organelleilla on nämä rakenteet.
Ne, kuten verkko, sijaitsevat sytoplasmassa ja rajaavat isäntiensä sisäisen sisällön toisistaan, ympäristöstä. Suojaa ja suojaa ei-toivotuilta aineilta ja haitallisilta bakteereilta.
Useimpien rakenne on samanlainen - neste-mosaiikkimalli, joka pitää jokaisen plasmalemman lipidien biokerroksena, johon eri proteiinimolekyylit läpäisevät.
Koska solun sytoplasman toiminnot ovat ensisijaisesti kuljetusviestinä sen kaikkien osien välillä, kalvojen läsnäolo useimmissa organelleissa on yksi hyaloplasman rakenneosista. Kompleksissa, kaikki yhdessä, he suorittavat yhteisiä tehtäviä varmistaakseen solun eliniän.
Ribosomi
Pienet (20 nm asti) pyöristetyt rakenteet, jotka koostuvat kahdesta puolikkaasta - alayksiköistä. Nämä puolikkaat voivat olla olemassa sekä yhdessä että erillään jonkin aikaa. Koostumuksen perusta: rRNA (ribosomin ribonukleiinihappo) ja proteiini. Ribosomien pääasiallinen sijainti solussa:
- ydin ja tuma missäitse alayksiköiden muodostuminen DNA-molekyylissä;
- sytoplasma - ribosomit muodostuvat lopulta yhdeksi rakenteeksi yhdistäen puolikkaat;
- ytimen ja endoplasmisen retikulumin kalvot - ribosomit syntetisoivat proteiinia niille ja lähettävät sen välittömästi organellien sisään;
- kasvisolujen mitokondriot ja kloroplastit syntetisoivat omia ribosomejaan kehon sisällä ja käyttävät tuotettuja proteiineja, eli ne ovat tässä suhteessa olemassa itsenäisesti.
Näiden rakenteiden tehtävänä on proteiinien makromolekyylien synteesi ja kokoaminen, jotka kuluvat solun elintärkeään toimintaan.
Endoplasminen verkkokalvo ja Golgi-laite
Lukuisia tubulusten, tubulusten ja rakkuloiden verkostoa, jotka muodostavat johtavan järjestelmän solun sisällä ja sijaitsevat kaikkialla sytoplasmassa, kutsutaan endoplasmiseksi retikulumiksi tai verkkokalvoksi. Sen tehtävä vastaa rakennetta - varmistaa organellien välisen yhteyden ja kuljettaa ravintoainemolekyylejä organelleihin.
Golgi-kompleksi eli laite suorittaa tarvittavien aineiden (hiilihydraatit, rasvat, proteiinit) keräämisen erityisten onteloiden järjestelmään. Kalvot rajoittavat niitä sytoplasmasta. Tämä organoidi on myös rasvojen ja hiilihydraattien synteesipaikka.
Peroksisomit ja lysosomit
Lysosomit ovat pieniä, pyöreitä rakenteita, jotka muistuttavat nesteellä täytettyjä rakkuloita. Niitä on hyvin lukuisia ja ne ovat jakautuneet sytoplasmaan, missä ne liikkuvat vapaasti solun sisällä. Niiden päätehtävänä on vieraiden hiukkasten liuottaminen,eli "vihollisten" eliminointi solurakenteiden kuolleiden osien, bakteerien ja muiden molekyylien muodossa.
Nestepitoisuus on kyllästetty entsyymeillä, joten lysosomit osallistuvat makromolekyylien hajoamiseen monomeeriyksiköiksi.
Peroksisomit ovat pieniä soikeita tai pyöreitä organelleja, joissa on yksi kalvo. Täytteenä nestemäisellä sisällöllä, sisältäen suuren määrän erilaisia entsyymejä. Ne ovat yksi tärkeimmistä hapen käyttäjistä. Ne suorittavat tehtävänsä riippuen solutyypistä, jossa ne sijaitsevat. Myeliinisynteesi on mahdollista hermosäikeiden vaippaan, ja ne voivat myös suorittaa myrkyllisten aineiden ja erilaisten molekyylien hapetuksen ja neutraloinnin.
Mitokondriot
Näitä rakenteita ei turhaan kutsuta solun teho(energia)asemiksi. Loppujen lopuksi juuri niissä tapahtuu tärkeimpien energiankantajien - adenosiinitrifosforihapon eli ATP:n molekyylien muodostuminen. Ulkonäöltään ne muistuttavat papuja. Kalvo, joka erottaa mitokondriot sytoplasmasta, on kaksinkertainen. Sisäinen rakenne on voimakkaasti taitettu ATP-synteesin pinta-alan lisäämiseksi. Poimuja kutsutaan cristaeiksi, ne sisältävät suuren määrän erilaisia entsyymejä katalysoimaan synteesiprosesseja.
Useimmissa mitokondrioissa on lihassoluja eläimissä ja ihmisissä, koska ne vaativat paljon sisältöä ja energiankulutusta.
Jaksottainen ilmiö
Sytoplasman liikettä solussa kutsutaan sykloosiksi. Se koostuu useista tyypeistä:
- värähtelevä;
- pyörivä tai pyöreä;
- juovainen.
Kaikki liikkeet ovat välttämättömiä useiden sytoplasman tärkeiden toimintojen varmistamiseksi: organellien täysi liikkuminen hyaloplasman sisällä, ravinteiden, kaasujen, energian tasainen vaihto ja aineenvaihduntatuotteiden poisto.
Sykloosia esiintyy sekä kasvi- että eläinsoluissa poikkeuksetta. Jos se pysähtyy, ruumis kuolee. Siksi tämä prosessi on myös olentojen elintärkeän toiminnan indikaattori.
Voimme siis päätellä, että eläinsolun, kasvisolun tai minkä tahansa eukaryoottisolun sytoplasma on hyvin dynaaminen, elävä rakenne.
Eläin- ja kasvisolujen sytoplasman ero
Itse asiassa eroja on vähän. Rakennuksen yleissuunnitelma, suoritetut toiminnot ovat täysin samanlaisia. Eräitä eroja on kuitenkin edelleen. Joten esimerkiksi:
- Kasvisolujen sytoplasmassa on enemmän mikrotubuluksia, jotka osallistuvat niiden soluseinien muodostumiseen, kuin mikrofilamentteja. Eläimet tekevät päinvastoin.
- Kasvien sytoplasmassa olevat solusulkeumat ovat tärkkelysjyviä, kun taas eläimissä ne ovat glykogeenipisaroita.
- Kasvisolulle on ominaista organelleja, joita ei löydy eläimistä. Nämä ovat plastidit, tyhjiöt ja soluseinä.
Muilta osin molemmat rakenteet ovat identtisiä sytoplasman koostumukseltaan ja rakenteeltaan. Tiettyjen elementtilinkkien määrä voi vaihdella, mutta niiden läsnäolo on pakollista. Siksi solun sytoplasman arvo onkasvit ja eläimet ovat yhtä mahtavia.
Sytoplasman rooli solussa
Sytoplasman arvo solussa on suuri, jos ei sanoisi, että se on ratkaiseva. Loppujen lopuksi tämä on perusta, jolla kaikki tärkeät rakenteet sijaitsevat, joten sen roolia on vaikea yliarvioida. Voimme muotoilla useita pääkohtia, jotka paljastavat tämän merkityksen.
- Se yhdistää kaikki solun osat yhdeksi monimutkaiseksi yhtenäiseksi järjestelmäksi, joka suorittaa elämänprosessit sujuvasti ja kollektiivisesti.
- Veden ansiosta solun sytoplasma toimii väliaineena lukuisille monimutkaisille biokemiallisille vuorovaikutuksille ja aineiden fysiologisille muutoksille (glykolyysi, ravitsemus, kaasunvaihto).
- Tämä on tärkein "kapasiteetti" kaikkien soluorganellien olemassaololle.
- Mikrofilamentteja ja tubuluksia käyttämällä se muodostaa sytoskeleton, joka sitoo organelleja ja antaa niiden liikkua.
- Sytoplasmaan keskittyy joukko biologisia katalyyttejä - entsyymejä, joita ilman ei tapahdu biokemiallisia reaktioita.
Yhteenvetona minun on sanottava seuraava. Sytoplasman rooli solussa on käytännössä avainasemassa, koska se on kaikkien prosessien perusta, elämänympäristö ja reaktioiden substraatti.
