Poznato je da se većina živih bića sastoji od vode u slobodnom ili vezanom obliku za 70 posto ili više. Odakle to toliko, gdje je lokalizirano? Ispada da svaka stanica u svom sastavu ima do 80% vode, a samo ostatak otpada na masu suhe tvari.
A glavna "vodena" struktura je samo citoplazma stanice. Ovo je složeno, heterogeno, dinamično unutarnje okruženje, sa strukturnim značajkama i funkcijama koje ćemo dalje upoznati.
Protoplast
Ovaj se izraz koristi za označavanje cjelokupnog unutarnjeg sadržaja bilo koje najmanje strukture eukariota, odvojene plazma membranom od svojih ostalih "kolega". Odnosno, to uključuje citoplazmu - unutarnje okruženje stanice, organele smještene u njoj, jezgru s jezgrama i genetski materijal.
Koje se organele nalaze unutar citoplazme? Ovo je:
- ribosomi;
- mitohondrije;
- EPS;
- Golgijev aparat;
- lizosomi;
- uključenja ćelija;
- vakuole (u biljkama i gljivama);
- cell center;
- plastidi (u biljkama);
- cilia i flagella;
- mikrofilamenti;
- mikrotubule.
Jezgra, odvojena kariolemom, s nukleolima i molekulama DNA, također sadrži citoplazmu stanice. U sredini je u životinjama, bliže zidu - u biljkama.
Dakle, strukturne značajke citoplazme uvelike će ovisiti o vrsti stanice, o samom organizmu, njegovoj pripadnosti carstvu živih bića. Općenito, zauzima sav slobodni prostor unutar njega i obavlja niz važnih funkcija.
Matrix, ili hijaloplazma
Struktura citoplazme stanice sastoji se prvenstveno od njezine podjele na dijelove:
- hijaloplazma - trajni tekući dio;
- organele;
- uključci su strukturne varijable.
Matrix, ili hijaloplazma, glavna je unutarnja komponenta, koja može biti u dva stanja - pepeo i gel.
Cytosol je stanična citoplazma koja ima tečniji agregatni karakter. Citogel je isti, ali u gušćem stanju, bogat velikim molekulama organskih tvari. Opći kemijski sastav i fizička svojstva hijaloplazme izraženi su na sljedeći način:
- bezbojna, viskozna koloidna tvar, dosta gusta i sluzava;
- Noima jasnu diferencijaciju u smislu strukturne organizacijezbog mobilnosti, lako se može promijeniti;
- iznutra je predstavljen citoskeletom ili mikrotrabekularnom rešetkom, koju čine proteinski filamenti (mikrotubule i mikrofilamenti);
- na dijelovima ove rešetke nalaze se svi strukturni dijelovi stanice kao cjeline, a zbog mikrotubula, Golgijevog aparata i ER-a, poruka se javlja između njih kroz hijaloplazmu.
Dakle, hijaloplazma je važan dio koji pruža mnoge funkcije citoplazme u stanici.
Sastav citoplazme
Ako govorimo o kemijskom sastavu, tada udio vode u citoplazmi čini oko 70%. To je prosječna vrijednost, jer neke biljke imaju stanice u kojima je i do 90-95% vode. Suha tvar predstavljena s:
- proteini;
- ugljikohidrati;
- fosfolipidi;
- kolesterol i drugi organski spojevi koji sadrže dušik;
- elektroliti (mineralne soli);
- uključci u obliku kapljica glikogena (u životinjskim stanicama) i drugih tvari.
Opća kemijska reakcija medija je alkalna ili blago alkalna. Ako uzmemo u obzir kako se nalazi citoplazma stanice, treba napomenuti takvu značajku. Dio se skuplja na rubu, u području plazmaleme, i naziva se ektoplazma. Drugi dio je orijentiran bliže kariolemi, naziva se endoplazma.
Strukturu stanične citoplazme određuju posebne strukture - mikrotubule i mikrofilamenti, pa ćemo ih detaljnije razmotriti.
Mikrotubule
Šupljimale izdužene čestice veličine do nekoliko mikrometara. Promjer - od 6 do 25 nm. Zbog previše oskudnih pokazatelja, cjelovito i opsežno proučavanje ovih struktura još nije moguće, međutim, pretpostavlja se da se njihove stijenke sastoje od proteinske tvari tubulina. Ovaj spoj ima spiralno uvijenu molekulu lanca.
Neke funkcije citoplazme u stanici obavljaju se upravo zbog prisutnosti mikrotubula. Tako, na primjer, sudjeluju u izgradnji staničnih stijenki gljiva i biljaka, nekih bakterija. U životinjskim stanicama ih je mnogo manje. Također, upravo te strukture provode kretanje organela u citoplazmi.
Mikrotubule su nestabilne, sposobne se brzo raspasti i ponovno formirati, obnavljajući se s vremena na vrijeme.
Mikrofilamenti
Dovoljno važni elementi citoplazme. Oni su dugi filamenti aktina (globularnog proteina), koji, ispreplićući se jedni s drugima, tvore zajedničku mrežu - citoskelet. Drugi naziv je mikrotrabekularna rešetka. Ovo je svojevrsna strukturna obilježja citoplazme. Doista, zahvaljujući takvom citoskeletu sve se organele drže zajedno, mogu sigurno komunicirati jedna s drugom, tvari i molekule prolaze kroz njih, a metabolizam se odvija.
Međutim, poznato je da je citoplazma unutarnja sredina stanice, koja je često sposobna promijeniti svoje fizičke podatke: postaje tekućinija ili viskoznija, mijenja svoju strukturu (prijelaz iz sol u gel i obrnuto). U tom smislu, mikrofilamenti su dinamičan, labilan dio, sposobni zabrzo obnoviti, promijeniti, dezintegrirati i ponovno formirati.
Plazma membrane
Prisutnost dobro razvijenih i normalno funkcionirajućih brojnih membranskih struktura važna je za stanicu, što također čini svojevrsne strukturne značajke citoplazme. Uostalom, kroz barijere plazma membrane prenose se molekule, hranjive tvari i produkti metabolizma, plinovi za procese disanja i tako dalje. Zato većina organela ima ove strukture.
Oni su, poput mreže, smješteni u citoplazmi i omeđuju unutarnji sadržaj svojih domaćina jedan od drugog, od okoline. Štiti i štiti od neželjenih tvari i štetnih bakterija.
Struktura većine njih je slična - fluidno-mozaični model, koji svaku plazmalemu smatra bioslojem lipida, kroz koji prodiru različite proteinske molekule.
Budući da su funkcije citoplazme u stanici prvenstveno prijenosna poruka između svih njezinih dijelova, prisutnost membrana u većini organela jedan je od strukturnih dijelova hijaloplazme. U kompleksu, svi zajedno, obavljaju zajedničke zadatke kako bi osigurali život ćelije.
ribosome
Male (do 20 nm) zaobljene strukture, koje se sastoje od dvije polovice - podjedinice. Ove polovice mogu postojati i zajedno i odvojene neko vrijeme. Osnova sastava: rRNA (ribosomalna ribonukleinska kiselina) i protein. Glavna lokalizacija ribosoma u stanici:
- nukleus i jezgre gdjeformiranje samih podjedinica na molekuli DNK;
- citoplazma - ribosomi se ovdje konačno formiraju u jednu strukturu, ujedinjujući polovice;
- membrane jezgre i endoplazmatskog retikuluma - ribosomi sintetiziraju protein na njima i odmah ga šalju unutar organela;
- mitohondriji i kloroplasti biljnih stanica sintetiziraju vlastite ribosome unutar tijela i koriste proizvedene proteine, odnosno u tom pogledu postoje autonomno.
Funkcije ovih struktura su sinteza i sastavljanje proteinskih makromolekula, koje se troše na vitalnu aktivnost stanice.
Endoplazmatski retikulum i Golgijev aparat
Brojna mreža tubula, tubula i vezikula, koja tvori provodni sustav unutar stanice i smještena u cijeloj citoplazmi, naziva se endoplazmatski retikulum ili retikulum. Njegova funkcija odgovara strukturi - osigurava međusobnu povezanost organela i prenosi molekule hranjivih tvari do organela.
Golgijev kompleks, odnosno aparat, obavlja funkciju nakupljanja potrebnih tvari (ugljikohidrata, masti, proteina) u sustavu posebnih šupljina. Od citoplazme su ograničeni membranama. Također, upravo je ovaj organoid mjesto sinteze masti i ugljikohidrata.
Peroksizomi i lizosomi
Lizosomi su male, zaobljene strukture koje podsjećaju na mjehuriće ispunjene tekućinom. Vrlo su brojni i raspoređeni u citoplazmi, gdje se slobodno kreću unutar stanice. Njihov glavni zadatak je otapanje stranih čestica,odnosno uklanjanje "neprijatelja" u obliku mrtvih dijelova staničnih struktura, bakterija i drugih molekula.
Tekući sadržaj je zasićen enzimima, pa lizosomi sudjeluju u razgradnji makromolekula do njihovih monomernih jedinica.
Peroksizomi su male ovalne ili okrugle organele s jednom membranom. Napunjen tekućim sadržajem, uključujući veliki broj različitih enzima. Oni su jedan od glavnih potrošača kisika. Svoje funkcije obavljaju ovisno o vrsti stanice u kojoj se nalaze. Sinteza mijelina moguća je za ovojnicu živčanih vlakana, a mogu provoditi i oksidaciju i neutralizaciju otrovnih tvari i raznih molekula.
Mitohondrije
Ove strukture ne zovu se uzalud energetskim (energetskim) stanicama ćelije. Uostalom, upravo u njima dolazi do formiranja glavnih nositelja energije - molekula adenozin trifosforne kiseline ili ATP-a. Izgledom podsjećaju na grah. Membrana koja odvaja mitohondrije od citoplazme je dvostruka. Unutarnja struktura je jako presavijena kako bi se povećala površina za sintezu ATP-a. Nabori se nazivaju cristae, oni sadrže veliki broj različitih enzima koji kataliziraju procese sinteze.
Većina mitohondrija ima mišićne stanice kod životinja i ljudi, budući da zahtijevaju visok sadržaj i potrošnju energije.
Fenomen cikloze
Kretanje citoplazme u stanici naziva se cikloza. Sastoji se od nekoliko vrsta:
- oscilatorno;
- rotacijski ili kružni;
- prugasti.
Svaki pokret je neophodan da bi se osiguralo niz važnih funkcija citoplazme: potpuno kretanje organela unutar hijaloplazme, ujednačena izmjena hranjivih tvari, plinova, energije i uklanjanje metabolita.
Cikloza se javlja u biljnim i životinjskim stanicama, bez izuzetaka. Ako prestane, tada tijelo umire. Stoga je ovaj proces i pokazatelj vitalne aktivnosti bića.
Dakle, možemo zaključiti da je citoplazma životinjske stanice, biljne stanice, bilo koje eukariotske stanice vrlo dinamična, živa struktura.
Razlika između citoplazme životinjskih i biljnih stanica
Zapravo, postoji nekoliko razlika. Generalni plan zgrade, izvršene funkcije potpuno su slični. Međutim, još uvijek postoje neka odstupanja. Tako na primjer:
- Citoplazma biljnih stanica sadrži više mikrotubula koji sudjeluju u formiranju njihovih staničnih stijenki nego mikrofilamenata. Životinje rade suprotno.
- Uključci stanica u citoplazmi biljaka su zrna škroba, dok su kod životinja kapljice glikogena.
- Biljnu stanicu karakterizira prisutnost organela koje nema kod životinja. To su plastidi, vakuola i stanična stijenka.
U ostalim aspektima, obje strukture su identične u sastavu i strukturi citoplazme. Broj određenih elementarnih poveznica može varirati, ali njihova prisutnost je obavezna. Stoga je vrijednost citoplazme u stanici kaobiljke i životinje jednako su sjajne.
Uloga citoplazme u stanici
Vrijednost citoplazme u stanici je velika, ako ne kažemo da je odlučujuća. Uostalom, to je temelj u kojem se nalaze sve vitalne strukture, pa je teško precijeniti njegovu ulogu. Možemo formulirati nekoliko glavnih točaka koje otkrivaju ovo značenje.
- To je ono što ujedinjuje sve sastavne dijelove stanice u jedan složen jedinstveni sustav koji nesmetano i kolektivno provodi procese života.
- Zbog vode, citoplazma u stanici djeluje kao medij za brojne složene biokemijske interakcije i fiziološke transformacije tvari (glikoliza, prehrana, izmjena plinova).
- Ovo je glavni "kapacitet" za postojanje svih staničnih organela.
- Koristeći mikrofilamente i tubule, formira citoskelet, vežući organele i omogućujući im kretanje.
- U citoplazmi je koncentriran niz bioloških katalizatora - enzima, bez kojih ne dolazi do biokemijske reakcije.
Rezimirajući, moram reći sljedeće. Uloga citoplazme u stanici je praktički ključna, jer je ona osnova svih procesa, životna sredina i supstrat za reakcije.
