Historia protoplazmy, ogólna charakterystyka, składniki, funkcje

The protoplazma to żywy materiał komórki. Strukturę tę zidentyfikowano po raz pierwszy w 1839 r. Jako wyróżniający się płyn ściany. Uznano, że jest to przezroczysta, lepka i rozciągliwa substancja. Zostało zinterpretowane jako struktura bez widocznej organizacji i licznych organelli.

Uznano, że protoplazma jest całą częścią komórki, która znajduje się wewnątrz błony plazmatycznej. Jednak niektórzy autorzy włączyli do protoplazmy błonę komórkową, jądro i cytoplazmę.

Obecnie termin protoplazma nie jest powszechnie stosowany. Zamiast tego naukowcy woleli odnosić się bezpośrednio do składników komórkowych.

Indeks

• 1 Historia
  • 1.1 Teoria protoplazmatyczna
• 2 Ogólna charakterystyka
• 3 komponenty
  • 3.1 Membrana plazmowa
  • 3.2 Cytoplazma
  • 3.3 Cytozol
  • 3.4 Cytoszkielet
  • 3.5 Organelle
  • 3.6 Nukleoplazma
• 4 funkcje
  • 4.1 Właściwości fizjologiczne
• 5 referencji

Historia

Termin protoplazma przypisuje się szwedzkiemu anatomowi Janowi Purkynemu w 1839 r. Użyto go w odniesieniu do materiału szkoleniowego zarodków zwierzęcych.

Jednak już w 1835 r. Zoolog Felix Dujardin opisuje substancję wewnątrz ryzopów. Daje nazwę sarcoda i wskazuje, że ma właściwości fizyczne i chemiczne.

Później, w 1846 r. Niemiecki botanik Hugo von Mohl ponownie wprowadził termin protoplazma w odniesieniu do substancji obecnej w komórkach roślinnych.

W 1850 roku botanik Ferdinand Cohn jednoczy terminy, wskazując, że zarówno u roślin, jak iu zwierząt istnieje protoplazma. Badacz podkreśla, że ​​w obu organizmach substancja wypełniająca komórki jest podobna.

W 1872 roku Beale przedstawił ten termin bioplazma. W 1880 roku Hanstein zaproponował to słowo protoplast, nowy termin odnoszący się do całej komórki, z wyjątkiem ściany komórkowej. Ten termin został użyty przez niektórych autorów do zastąpienia komórki.

W 1965 roku Lardy wprowadził ten termin cytozol, który następnie został użyty do nazwania cieczy wewnątrz komórki.

Teoria protoplazmatyczna

Anatom anatom Max Schultze zaproponował pod koniec XIX wieku, że podstawą życia jest protoplazma. Schultze zasugerował, że protoplazma jest substancją regulującą czynności życiowe tkanek istot żywych.

Uważa się, że prace Schultze są punktem wyjścia teorii protoplazmatycznej. Teoria ta została poparta propozycjami Thomasa Huxleya w 1868 r. I innych naukowców tamtych czasów.

Teoria protoplazmatyczna zakładała, że ​​protoplazma jest fizyczną podstawą życia. W ten sposób badanie tej substancji umożliwiłoby zrozumienie funkcjonowania żywych istot, w tym mechanizmów dziedziczenia.

Przy najlepszym zrozumieniu struktury i funkcjonowania komórki, teoria protoplazmatyczna straciła swoją ważność.

Ogólna charakterystyka

Protoplazma składa się z różnych związków organicznych i nieorganicznych. Najliczniejszą substancją jest woda, która stanowi prawie 70% jej całkowitej masy i działa jako przenośnik, rozpuszczalnik, termoregulator, środek smarny i element strukturalny.

Ponadto 26% protoplazmy składa się z ogólnie organicznych makrocząsteczek. Są to duże cząsteczki utworzone przez polimeryzację mniejszych podjednostek.

Wśród nich są węglowodany, makrocząsteczki składające się z węgla, wodoru i tlenu, które magazynują energię dla komórki. Są one wykorzystywane w różnych metabolicznych i strukturalnych funkcjach protoplazmy.

Istnieją również różne rodzaje lipidów (tłuszcze neutralne, cholesterol i fosfolipidy), które służą również jako źródło energii dla komórki. Ponadto są częścią składową błon, które regulują różne funkcje protoplazmatyczne.

Białka stanowią prawie 15% składu protoplazmy. Wśród nich mamy białka strukturalne. Białka te tworzą szkielet protoplazmatyczny, przyczyniając się do ich organizacji i transportu komórkowego.

Innymi białkami obecnymi w protoplazmie są enzymy. Działają jako katalizatory (substancje modyfikujące szybkość reakcji chemicznej) wszystkich procesów metabolicznych.

Podobnie obecne są różne jony nieorganiczne, które odpowiadają tylko 1% ich składu (potas, magnez, fosfor, siarka, sód i chlor). Przyczyniają się one do utrzymania pH protoplazmy.

Komponenty

Protoplazma składa się z błony plazmatycznej, cytoplazmy i nukleoplazmy. Jednak obecnie, dzięki postępowi mikroskopii elektronicznej, wiadomo, że struktura komórkowa jest jeszcze bardziej skomplikowana.

Istnieje również duża liczba przedziałów subkomórkowych i bardzo złożona strukturalnie zawartość komórkowa. Oprócz organelli, które są tu włączone jako część cytoplazmy.

Błona plazmowa

Błona plazmatyczna lub plazmalemma składa się z około 60% białek i 40% lipidów. Jego układ strukturalny jest wyjaśniony przez płynny model mozaiki. W tej membranie występuje podwójna warstwa fosfolipidów, w których osadzone są białka.

Uważa się, że wszystkie błony komórkowe mają tę samą strukturę. Jednakże plazmalemma jest najgrubszą błoną w komórce.

Plazmalemmy nie obserwuje się za pomocą mikroskopu optycznego. Dopiero pod koniec lat 50. XX wieku jego struktura mogła być szczegółowo opisana.

Cytoplazma

Cytoplazma jest zdefiniowana jako cały materiał komórki, który jest wewnątrz plazmalemmy, nie włączając jądra. Wszystkie organelle są zawarte w cytoplazmie (struktury komórkowe o określonej formie i funkcji). Również substancja, w której zanurzone są różne składniki komórkowe.

Citosol

Cytozol jest fazą płynną cytoplazmy. Jest to prawie płynny żel, który zawiera ponad 20% białek komórki. Większość z nich to enzymy.

Cytoszkielet

Cytoszkielet stanowi szkielet białkowy, który tworzy szkielet komórkowy. Tworzą go mikrowłókna i mikrotubule. Mikrowłókna składają się głównie z aktyny, chociaż istnieją inne białka.

Włókna te mają różny skład chemiczny w różnych typach komórek. Mikrotubule to struktury rurkowe utworzone zasadniczo z tubuliny.

Organelle

Organelle są strukturami komórkowymi, które spełniają określoną funkcję. Każda z nich jest ograniczona przez membrany. Niektóre organelle mają tylko jedną błonę (wakuole, dictyosomy), podczas gdy inne są ograniczone dwiema błonami (mitochondria, chloroplasty).

Błony organelli mają taką samą strukturę jak plazmalemma. Są cieńsze, a ich skład chemiczny jest różny w zależności od funkcji, którą spełniają.

W organellach występują różne reakcje chemiczne katalizowane przez specyficzne enzymy. Z drugiej strony są w stanie poruszać się w fazie wodnej cytoplazmy.

W organellach występują różne reakcje o wielkim znaczeniu dla funkcjonowania komórki. Występuje w nich między innymi wydzielanie substancji, fotosynteza i oddychanie tlenowe

Nukleoplazma

Jądro jest organellą komórkową zawierającą informację genetyczną komórki. W tym samym procesie zachodzą procesy podziału komórki.

Rozpoznaje się trzy składniki jądra: otoczkę jądrową, nukleoplazmę i jąderko. Otoczka jądrowa oddziela jądro od cytoplazmy i jest utworzona przez dwie jednostki membranowe. 

Nukleoplazm jest wewnętrzną substancją wewnętrznie ograniczoną przez otoczkę jądrową. Jest to faza wodna, która zawiera dużą liczbę białek. Są to głównie enzymy, które regulują metabolizm kwasów nukleinowych.

Chromatyna (DNA w fazie rozproszonej) jest zawarta w nukleoplazmie. Ponadto przedstawiono jąderko, które jest strukturą utworzoną przez białka i RNA.

Funkcje

Wszystkie procesy zachodzące w komórce są związane z protoplazmą poprzez jej różne składniki.

Błona plazmatyczna jest selektywną barierą strukturalną, która kontroluje relację między komórką a otaczającym ją środowiskiem. Lipidy zapobiegają przepływowi substancji hydrofilowych. Białka kontrolują substancje, które mogą przeniknąć przez błonę, regulując jej wejście i wyjście do komórki.

W cytozolu zachodzi kilka reakcji chemicznych, takich jak glikoliza. Ten interweniuje bezpośrednio w modyfikacje lepkości komórkowej, ruchu ameboidów i cykli. Podobnie ma duże znaczenie w tworzeniu wrzeciona mitotycznego podczas podziału komórki.

W cytoszkielecie mikrowłókna są związane ze skurczem komórkowym i ruchem. Podczas gdy mikrotubule wpływają na transport komórek i przyczyniają się do kształtowania komórki. Uczestniczą również w tworzeniu centrioli, rzęsek i wici.

Transport wewnątrzkomórkowy, jak również transformacja, składanie i wydzielanie substancji jest obowiązkiem retikulum endoplazmatycznego i dyktosomów..

Procesy transformacji i akumulacji energii zachodzą w organizmach fotosyntetycznych z chloroplastami. Uzyskanie ATP poprzez oddychanie komórkowe zachodzi w mitochondriach.

Właściwości fizjologiczne

Opisano trzy właściwości fizjologiczne związane z protoplazmą. Są to metabolizm, reprodukcja i drażliwość.

Wszystkie procesy metaboliczne komórki zachodzą w protoplazmie. Niektóre procesy są anaboliczne i są związane z syntezą protoplazmy. Inni są kataboliczni i ingerują w ich rozpad. Metabolizm obejmuje takie procesy, jak trawienie, oddychanie, wchłanianie i wydalanie.

Wszystkie procesy związane z rozmnażaniem przez podział komórek, jak również kodowanie syntezy białek wymaganych we wszystkich reakcjach komórkowych zachodzą w jądrze komórki, zawartym w protoplazmie.

Drażliwość jest odpowiedzią protoplazmy na bodziec zewnętrzny. Może to wywołać reakcję fizjologiczną, która pozwala komórce dostosować się do otaczającego ją środowiska.

Referencje

1. Liu D (2017) Komórka i protoplazma jako pojemnik, obiekt i substancja: 1835-1861. Journal of the History of Biology 50: 889-925.
2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez i M Miguel (1997) Cytologia roślin i zwierząt oraz histologia. Biologia zwierzęcych i roślinnych komórek i tkanek. Druga edycja. McGraw Hill-Interamericana z Hiszpanii. Madryt, Hiszpania 960 pkt.
3. Welch GR i J Clegg (2010) Od teorii protoplazmatycznej do biologii systemów komórkowych: 150-letnia refleksja. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
4. Welch GR i J Clegg (2012) Komórka a protoplazm: historia rewizjonistyczna. Cell Biol. Int. 36: 643-647.