Citoplazma

Citoplazma aizpilda cilvēka šūnas iekšpusi. Tas sastāv no citosola, šķidras vai želejveidīgas vielas, organelliem (mitohondrijiem, Golgi aparāta utt.) Un šūnas skeleta. Kopumā citoplazma tiek izmantota fermentatīvai biosintēzei un katalīzei, kā arī materiālu glabāšanai un intracelulārā materiāla pārvadāšanai.

Kas ir citoplazma?

Citoplazmas termina definīcija literatūrā nav vienota. Daži autori par citoplazmu uzskata visu cilvēka šūnas bioaktīvo saturu, ieskaitot kodolu kopumā. Citi autori nerēķina šūnā esošos organellus, piemēram, mitohondrijus un endoplazmatisko retikulumu, un šūnas kodolu kā citoplazmu, bet izmanto terminu protoplazma, saskaņā ar kuru tie satur visu dzīvo cilvēka šūnu saturu.

Citoplazmā ir kodols un neskaitāmas organelles (līdz daudziem tūkstošiem), un to šķērso mikrofilamenti, starpposma pavedieni un mikrotubulas. Tie ir citoskelets, olbaltumvielas, kas piešķir šūnai stiprumu un struktūru un nodrošina vielu intracelulāru pārvadāšanu, ieskaitot transportēšanu caur biomembrānām. Citoplazmas šķidru vai želejveidīgu daļu sauc par citosolu. Konsekvences izmaiņas noteiktos citosola apgabalos pārvietojas arī organellās šūnā.

Lai šūnā varētu veikt daudzas paralēlas bioķīmiskās reakcijas, citoplazmā ar biomembrānu palīdzību var veidoties atstarpes, tā sauktie nodalījumi. Tie nodrošina atšķirīgus vides apstākļus, kas nepieciešami katrā gadījumā.

Anatomija un struktūra

Citoplazmā ir aptuveni 80,5 līdz 85% ūdens, no 10 līdz 15% olbaltumvielu, no 2 līdz 4% lipīdu, bet pārējo veido polisaharīdi, DNS, RNS un organiskas un neorganiskas molekulas un joni. Citoplazmas pH vērtība ir gandrīz neitrāla 7,0 līmenī un tiek buferizēta pēc iespējas stabilāka. PH vērtību var arī stabilizēt vai nedaudz mainīt, izmantojot jonu sūkņus.

Citoskelets, kas piešķir šūnai izturību un formu un nodrošina vielu pārvietošanos intracelulārā formā, sastāv no aktīna pavedieniem (mikrofilamentiem), starpposma pavedieniem un mikrotubulēm. Citoskelets ir pakļauts dinamiskam konstruēšanas un pārveidošanas procesam, kas ļauj veikt struktūras pielāgojumus. Aktīna pavedienus veido garu ķēžu olbaltumvielu polimēri ar ārkārtīgi plānu diametru no aptuveni 6 līdz 9 nanometriem. Starpposma pavedieni ir veidoti no dažādiem strukturālajiem proteīniem (keratīniem) daudz sarežģītākā veidā, un ir 5 dažādi veidi.

Cauruļveida mikrotubulas ar apmēram 24 nanometru diametru veido sīkas tubulāra globulāras vienības. Mikrotubulu garums var būt no mikrometra frakcijām līdz vairākiem simtiem mikrometru. Atkarībā no uzdevuma mikrotubulas var būt ļoti īslaicīgas līdz stabilas ilgmūžīgas.

Funkcija un uzdevumi

Kompleksās citoplazmas atsevišķajām sastāvdaļām ir ļoti dažādas funkcijas un uzdevumi. Galvenie uzdevumi ir noteiktu vielu glabāšana un fermentatīvi katalītiskā bioaktivitāte, t.i., tādu vielu uzkrāšana un sadalīšana, kuras ir vajadzīgas vai vairs nav vajadzīgas. Citoplazmai vai šūnai ir pieejami vairāki rīki, lai veiktu šos visaptverošos uzdevumus.

Tā kā daudzi pārveides procesi notiek noteiktās organellās, citoplazma var nodrošināt organellu intracelulāru transportēšanu uz optimālo “atrašanās vietu” šūnā, mainot konsistenci no želejveida līdz ūdeņainai un otrādi. Mikrotubulas, kas nodrošina vezikulu transportēšanu caur membrānām, veic īpašas funkcijas. Vielas, kurām membrānas nav caurlaidīgas, tiek ievietotas pūslīšos (membrānas izvirzījumi) un caur mikrotubulām izvadītas caur membrānām. Mikrotubulām ir īpaša loma arī kustībās šūnā un noteiktu šūnu tipu, kas pārvietojas ar pātagu (piemēram, spermu), pašu kustībās.

Mikrotubulas mitozes (normālas šūnu dalīšanās) laikā pēc DNS replikācijas uzņemas vēl vienu īpašu funkciju hromosomu izkārtojumā. Mikrotubulēm ir arī liela nozīme aksonu (tos vienkārši dēvē arī par nerviem), nervu procesu, kas pārraida nervu impulsus no nervu šūnas uz mērķa audiem (efferentiem) vai no sensora uz nervu šūnām (aferens), stabilizācijā. Citoplazmas spēja veidot slēgtas reakcijas telpas šūnā, veidojot membrānas, ļauj šūnai vienlaikus vadīt daudzus bioķīmiskos procesus, kurus fermentatīvi un katalītiski kontrolē un katram ir nepieciešama sava reakcijas vide.

Jūs varat atrast savus medikamentus šeit

Slimības

Gandrīz nevaldāms funkciju pārpilnība, kas citoplazmā vai atsevišķās citoplazmas sastāvdaļās ir, liek domāt, ka saistībā ar citoplazmu var būt sarežģīti un diferencēti funkcionālie traucējumi un sūdzības. Kolhicīns, pazīstams arī kā vārpstas inde, kalpo kā īpašas disfunkcijas piemērs.

Tas ir rudens krokusa alkaloīds, kas saistās ar monomēru tubulīnu, to inaktivē un novērš vārpstu veidošanos šūnu dalīšanai (mitozei). Tas novērš normālu šūnu dalīšanos. Vinblastīns, ķīmijterapijas līdzeklis, kura pamatā ir līdzīgs darbības spektrs, tiek izmantots īpaši noteiktu vēža veidu klātbūtnē, lai atņemtu audzējam tā augšanas bāzi. Tāpat indes, kas kavē citoplazmas spēju izvadīt ATP no mitohondrijiem un piegādāt tur ADP, var ātri kļūt dzīvībai bīstamas.

Tā saukto tauopātiju pamatā ir gēnu mutācijas, kas izraisa tau olbaltumvielu strukturālas izmaiņas. Tau proteīns ir neaizstājams mikrotubulu struktūrā, tāpēc problēmas rodas īpaši centrālās nervu sistēmas (CNS) jomā. Tādas slimības kā Pika slimība, HDDD demence un dažas citas var izsekot gēna mutācijai, kas noved pie tau olbaltumvielu nogulsnēm. Pazīstamākā tauopātija ir Alcheimera slimība.