Zgodovina protoplazme, splošne značilnosti, komponente, funkcije



The protoplazme je živi material celice. Ta struktura je bila prvič prepoznana leta 1839 kot prepoznavna tekočina stene. Šteje se, da je prosojna, viskozna in raztegljiva snov. Razlagali smo jo kot strukturo brez navidezne organizacije in s številnimi organeli.

Šteje se, da je protoplazma celoten del celice, ki se nahaja znotraj plazemske membrane. Vendar pa so nekateri avtorji v protoplazmo vključili celično membrano, jedro in citoplazmo.

Danes izraz protoplazma ni široko uporabljen. Namesto tega so znanstveniki raje napotili neposredno na celične komponente.

Indeks

  • 1 Zgodovina
    • 1.1 Protoplazmatska teorija
  • 2 Splošne značilnosti
  • 3 Komponente
    • 3.1 Plazemska membrana
    • 3.2 Citoplazma
    • 3.3 Citosol
    • 3.4 Citoskelet
    • 3.5 Organeli
    • 3.6 Nukleoplazma
  • 4 Funkcije
    • 4.1 Fiziološke lastnosti
  • 5 Reference

Zgodovina

Izraz protoplazma se pripisuje švedskemu anatomu Jan Purkynu leta 1839. Uporabljen je bil za material za usposabljanje živalskih zarodkov..

Že leta 1835 pa zoolog Felix Dujardin opisuje snov znotraj rizopodov. Daje ime sarcoda in kaže, da ima fizikalne in kemijske lastnosti.

Kasneje, leta 1846, je nemški botanik Hugo von Mohl ponovno uvedel izraz protoplazma, ki se nanaša na snov, ki je prisotna v rastlinskih celicah..

Leta 1850 je botanik Ferdinand Cohn poenotil izraze, kar kaže, da je v obeh rastlinah in živalih prisotna protoplazma. Raziskovalec poudarja, da je v obeh organizmih snov, ki polni celice, podobna.

Leta 1872 je Beale uvedel izraz bioplazma. Leta 1880 je Hanstein predlagal besedo protoplast, nov izraz za celotno celico, razen celične stene. Ta izraz so nekateri avtorji uporabili za zamenjavo celice.

Leta 1965 je Lardy uvedel izraz citosol, ki je bila nato uporabljena za poimenovanje tekočine v celici.

Protoplazmatska teorija

Anatom Max Schultze je konec 19. stoletja predlagal, da je temelj življenja protoplazma. Schultze je predlagal, da je protoplazma snov, ki uravnava vitalne dejavnosti tkiv živih bitij.

Šteje se, da so dela Schultzeja izhodišče protoplazmatske teorije. To teorijo so podprli predlogi Thomasa Huxleyja leta 1868 in drugi znanstveniki tega časa.

Protoplazmatska teorija je trdila, da je protoplazma fizična osnova življenja. Na tak način, da bi preučevanje te snovi omogočilo razumevanje delovanja živih bitij, vključno z mehanizmi dedovanja.

Z najboljšim razumevanjem celične strukture in delovanja protoplazmatske teorije je izgubila svojo veljavnost.

Splošne značilnosti

Protoplazmo sestavljajo različne organske in anorganske spojine. Najbolj razširjena snov je voda, ki predstavlja skoraj 70% celotne teže in deluje kot transporter, topilo, termoregulator, mazivo in strukturni element..

Poleg tega je 26% protoplazme sestavljeno iz splošno organskih makromolekul. To so velike molekule, ki nastanejo s polimerizacijo manjših podenot.

Med njimi so ogljikovi hidrati, makromolekule, sestavljene iz ogljika, vodika in kisika, ki shranjujejo energijo za celico. Uporabljajo se pri različnih presnovnih in strukturnih funkcijah protoplazme.

Obstajajo tudi različne vrste lipidov (nevtralne maščobe, holesterol in fosfolipidi), ki služijo tudi kot vir energije za celico. Poleg tega so sestavni del membran, ki uravnavajo različne protoplazmatske funkcije.

Proteini predstavljajo skoraj 15% sestave protoplazme. Med temi imamo strukturne proteine. Te beljakovine tvorijo protoplazmatski okvir, ki prispeva k njihovi organiziranosti in celičnemu transportu.

Drugi proteini, ki so prisotni v protoplazmi, so encimi. Delujejo kot katalizatorji (snovi, ki spreminjajo hitrost kemijske reakcije) vseh presnovnih procesov.

Prav tako so prisotni različni anorganski ioni, ki ustrezajo le 1% njihove sestave (kalij, magnezij, fosfor, žveplo, natrij in klor). Ti prispevajo k ohranjanju pH protoplazme.

Komponente

Protoplazma je sestavljena iz plazemske membrane, citoplazme in nukleoplazme. Danes pa je zaradi napredka elektronske mikroskopije znano, da je celična struktura še bolj zapletena..

Obstaja tudi veliko število subceličnih predelkov in strukturno zelo kompleksne celične vsebine. Poleg organelov, ki so tu vključeni kot del citoplazme.

Plazemska membrana

Plazemsko membrano ali plazmalemo sestavlja približno 60% beljakovin in 40% lipidov. Njena strukturna ureditev je razložena z modelom tekočega mozaika. Pri tem membrana predstavlja dvoplastni sloj fosfolipidov, v katerega so vgrajene beljakovine.

Šteje se, da imajo vse celične membrane isto strukturo. Vendar je plazmalemma najdebelejša membrana v celici.

Plazmaleme ni opaziti z optičnim mikroskopom. Šele konec 50-ih let dvajsetega stoletja je bila njena struktura podrobna.

Citoplazma

Citoplazma je opredeljena kot ves material celice, ki je znotraj plazmaleme, brez jedra. Vse organele so vključene v citoplazmo (celične strukture z opredeljeno obliko in funkcijo). Tudi snov, v katero so potopljene različne celične komponente.

Citosol

Citosol je tekoča faza citoplazme. Gre za skoraj tekoči gel, ki predstavlja več kot 20% beljakovin celice. Večina teh je encimov.

Citoskelet

Citoskelet predstavlja proteinski okvir, ki tvori celični okvir. Oblikujejo ga mikrofilamenti in mikrotubule. Mikrofilamenti so večinoma sestavljeni iz aktina, čeprav obstajajo tudi drugi proteini.

Ti filamenti imajo različno kemično sestavo v različnih vrstah celic. Mikrotubule so cevaste strukture, ki so v osnovi tvorjene iz tubulina.

Organele

Organele so celične strukture, ki izpolnjujejo določeno funkcijo. Vsak je omejen z membranami. Nekatere organele imajo samo eno membrano (vakuole, dictyosomes), druge pa omejujejo dve membrani (mitohondriji, kloroplasti)..

Membrane organelov imajo enako strukturo kot plazmalemo. So tanjši in njihova kemijska sestava je drugačna glede na funkcijo, ki jo izpolnjujejo.

Znotraj organelov nastanejo različne kemijske reakcije, ki jih katalizirajo specifični encimi. Po drugi strani pa se lahko premikajo v vodni fazi citoplazme.

V organelih obstajajo različne reakcije, ki so zelo pomembne za delovanje celice. V njih se pojavlja izločanje snovi, fotosinteza in aerobna respiracija

Nukleoplazma

Jedro je celični organel, ki vsebuje genetsko informacijo celice. V istem celičnem procesu se pojavijo procesi.

Prepoznane so tri komponente jedra: jedrska ovojnica, nukleoplazma in nukleolus. Jedrna ovojnica ločuje jedro od citoplazme in ga tvorijo dve membranski enoti. 

Nukleoplazma je notranja snov, ki jo interno omejuje jedrska ovojnica. Je vodna faza, ki vsebuje veliko število beljakovin. Gre predvsem za encime, ki uravnavajo presnovo nukleinskih kislin.

Kromatin (DNA v svoji disperzni fazi) je vsebovan v nukleoplazmi. Poleg tega je predstavljen nukleolus, ki je struktura, ki jo tvorijo proteini in RNA.

Funkcije

Vsi procesi, ki se pojavljajo v celici, so povezani z protoplazmo, skozi njene različne komponente.

Plazemska membrana je selektivna strukturna ovira, ki nadzoruje razmerje med celico in okolico, ki jo obdaja. Lipidi preprečujejo prehod hidrofilnih snovi. Beljakovine nadzorujejo snovi, ki lahko prečkajo membrano, regulirajo vstop in izstop iste snovi v celico.

V citosolu se pojavi več kemijskih reakcij, kot je glikoliza. Ta neposredno posega v spremembe celične viskoznosti, gibanja amoeboidov in ciklov. Prav tako ima velik pomen pri tvorbi mitotičnega vretena med celično delitvijo.

V citoskeletu so mikrofilamenti povezani s celično kontrakcijo in gibanjem. Medtem ko mikrotubule posežejo v celični transport in prispevajo k oblikovanju celice. Prav tako sodelujejo pri oblikovanju centriolov, cilij in flagel.

Za znotrajcelični transport in transformacijo, sestavljanje in izločanje snovi je odgovoren endoplazmatski retikulum in dictyosomes..

Procesi transformacije in akumulacije energije se pojavljajo v fotosintetičnih organizmih, ki imajo kloroplaste. Pridobivanje ATP preko celičnega dihanja poteka v mitohondrijih.

Fiziološke lastnosti

Opisane so bile tri fiziološke lastnosti, povezane z protoplazmo. To so presnova, razmnoževanje in razdražljivost.

Vsi presnovni procesi celice se pojavijo v protoplazmi. Nekateri procesi so anabolični in so povezani s sintezo protoplazme. Drugi so katabolni in posredujejo pri razpadu. Presnova vključuje procese, kot so prebava, dihanje, absorpcija in izločanje.

Vsi procesi, povezani z razmnoževanjem z delitvijo celic, kot tudi kodiranje za sintezo beljakovin, ki so potrebni v vseh celičnih reakcijah, se pojavijo v jedru celice, ki je vsebovana v protoplazmi..

Razdražljivost je odziv protoplazme na zunanji dražljaj. To lahko sproži fiziološki odziv, ki omogoča celici, da se prilagodi okolju, ki ga obdaja.

Reference

  1. Liu D (2017) Celica in protoplazma kot vsebnik, predmet in snov: 1835-1861. Revija za zgodovino biologije 50: 889-925.
  2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M. Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez in M ​​Miguel (1997) Citologija in histologija rastlin in živali. Biologija živalskih in rastlinskih celic in tkiv. Druga izdaja. McGraw Hill-Interamericana v Španiji. Madrid, Španija 960 str.
  3. Welch GR in J Clegg (2010) Od protoplazmatske teorije do biologije celičnih sistemov: 150-letna refleksija. Am J. J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
  4. Welch GR in J Clegg (2012) Celica proti protoplazmi: revizionistična zgodovina. Cell Biol., 36: 643-647.