Что такое цитоплазма клетки. Особенности строения цитоплазмы

Известно, что большинство живых существ состоят из воды в свободном или связанном виде на 70 и более процентов. Откуда же ее берется столько, где она локализуется? Оказывается, каждая клетка в своем составе имеет до 80 % воды, и только остальное приходится на массу сухого вещества.

И главной «водной» структурой является как раз цитоплазма клетки. Это сложная, неоднородная, динамичная внутренняя среда, с особенностями строения и выполняемыми функциями которой мы и познакомимся далее.

image

Протопласт

Данным термином принято обозначать все внутреннее содержимое любой эукариотической мельчайшей структуры, отделенное плазматической мембраной от других ее «коллег». То есть сюда входит цитоплазма — внутренняя среда клетки, органоиды, в ней расположенные, ядро с ядрышками и генетическим материалом.

клеточные включения;вакуоли (у растений и грибов);клеточный центр;пластиды (у растений);реснички и жгутики;микрофиламенты;микротрубочки.

Ядро, отделенное кариолеммой, с ядрышками и молекулами ДНК, также содержит цитоплазма клетки. В центре оно у животных, ближе к стенке — у растений.

image

Таким образом, особенности строения цитоплазмы будут во многом зависеть от типа клетки, от самого организма, его принадлежности к царству живых существ. В целом же она занимает все свободное пространство внутри и выполняет ряд важных функций.

Матрикс, или гиалоплазма

Строение цитоплазмы клетки складывается в первую очередь из ее деления на части:

  • гиалоплазма — постоянная жидкая часть;
  • органоиды;
  • включения — переменные структуры.

Матрикс, или гиалоплазма, — это главная внутренняя составляющая, которая может находиться в двух состояниях — золе и геле.

Цитозоль — такая цитоплазма клетки, которая обладает более жидким агрегатным характером. Цитогель — то же самое, но в более густом, богатом крупными молекулами органических веществ, состоянии. Общий химический состав и физические свойства гиалоплазмы выражаются так:

  • бесцветное, вязкое коллоидное вещество, достаточно густое и слизистое;
  • имеет четкую дифференциацию по структурной организации, однако вследствие подвижности легко может ее изменять;
  • изнутри представлена цитоскелетом или микротрабекулярной решеткой, которая образуется за счет белковых нитей (микротрубочек и микрофиламентов);
  • на частях данной решетки и располагаются все структурные части клетки в целом, а за счет микротрубочек, аппарата Гольджи и ЭПС между ними через гиалоплазму происходит сообщение.

Таким образом, гиалоплазма — важная часть, которая обеспечивает многие функции цитоплазмы в клетке.

Состав цитоплазмы

Если говорить о химической составе, то на долю воды в цитоплазме приходится около 70 %. Это усредненное значение, ведь у некоторых растений есть клетки, в которых до 90-95% воды. Сухое вещество представлено:

  • белками;
  • углеводами;
  • фосфолипидами;
  • холестерином и другими азотсодержащими органическими соединениями;
  • электролитами (минеральными солями);
  • включениями в виде капелек гликогена (у животных клеток) и другими веществами.

Общая химическая реакция среды — щелочная либо слабощелочная. Если рассмотреть, как располагается цитоплазма клетки, то следует отметить такую особенность. Часть собрана у края, в районе плазмалеммы, и называется эктоплазмой. Другая же часть ориентирована ближе к кариолемме, носит имя эндоплазмы.

Строение цитоплазмы клетки определяется специальными структурами — микротрубочками и микрофиламентами, поэтому их рассмотрим подробнее.

Микротрубочки

Полые небольшие удлиненные частички размером до нескольких микрометров. Диаметр — от 6 до 25 нм. Из-за слишком мизерных показателей полное и емкое изучение данных структур пока невозможно, однако предполагают, что стенки их состоят из белкового вещества тубулина. Это соединение имеет цепочечную спирально закрученную молекулу.

Некоторые функции цитоплазмы в клетке исполняются именно благодаря наличию микротрубочек. Так, например, они участвуют в выстраивании клеточных стенок грибов и растений, некоторых бактерий. В клетках животных их намного меньше. Также именно эти структуры осуществляют движение органоидов в цитоплазме.

Сами по себе микротрубочки нестабильны, способны быстро распадаться и формироваться вновь, время от времени обновляясь.

Микрофиламенты

Достаточно важные элементы цитоплазмы. Представляют собой длинные нити из актина (глобулярный белок), которые, переплетаясь друг с другом, формируют общую сеть — цитоскелет. Другое название — микротрабекулярная решетка. Это своего рода особенности строения цитоплазмы. Ведь именно благодаря такому цитоскелету удерживаются вместе все органоиды, они могут смело сообщаться между собой, через них проходят вещества и молекулы, осуществляется метаболизм.

Однако известно, что цитоплазма — внутренняя среда клетки, которая часто способна менять свои физические данные: становиться более жидкой или вязкой, менять структуру (переход из золя в гель и обратно). В связи с этим микрофиламенты — динамичная, лабильная часть, способная быстро перестраиваться, видоизменяться, распадаться и формироваться вновь.

Плазматические мембраны

Важное значение для клетки имеет наличие хорошо развитых и нормально функционирующих многочисленных мембранных структур, что также составляет своего рода особенности строения цитоплазмы. Ведь именно через плазматические мембранные преграды происходит транспорт молекул, питательных веществ и продуктов метаболизма, газов для процессов дыхания и так далее. Именно поэтому большинство органоидов имеет эти структуры.

Они, подобно сети, располагаются в цитоплазме и отграничивают внутреннее содержимое своих хозяев друг от друга, от окружающей среды. Защищают и предохраняют от нежелательных веществ и бактерий, представляющих угрозу.

Строение большинства из них сходно — жидкостно-мозаичная модель, рассматривающая каждую плазмалемму как биослой из липидов, пронизанный разными белковыми молекулами.

Так как функции цитоплазмы в клетке — это в первую очередь транспортное сообщение между всеми ее частями, то наличие мембран у большинства органоидов является одной из структурных частей гиалоплазмы. Комплексно, все вместе, они выполняют общие задачи по обеспечению жизнедеятельности клетки.

Рибосомы

Небольшие (до 20 нм) округлые структуры, состоящие из двух половинок — субъединиц. Эти половинки могут существовать как вместе, так и разъединяться на какое-то время. Основа состава: рРНК (рибосомальная рибонуклеиновая кислота) и белок. Основные места локализации рибосом в клетке:

  • ядро и ядрышки, где происходит образование самих субъединиц на молекуле ДНК;
  • цитоплазма — рибосомы здесь окончательно формируются в единую структуру, объединяя половинки;
  • мембраны ядра и эндоплазматического ретикулума — на них рибосомы синтезируют белок и сразу посылают его внутрь органоидов;
  • митохондрии и хлоропласты растительных клеток сами синтезируют себе рибосомы внутри тела и пользуются производимыми белками, то есть в этом отношении существуют автономно.

Функции данных структур заключаются в синтезе и сборке белковых макромолекул, которые расходуются на жизнедеятельность клетки.

Эндоплазматическая сеть и аппарат Гольджи

Многочисленная сеть канальцев, трубочек и пузырьков, образующая проводящую систему внутри клетки и расположенная по всему объему цитоплазмы, носит название эндоплазматической сети, или ретикулума. Ее функция соответствует строению — обеспечение взаимосвязи органоидов между собой и транспортировка питательных молекул к органеллам.

Комплекс Гольджи, или аппарат, выполняет функцию накопления необходимых веществ (углеводов, жиров, белков) в системе специальных полостей. Они ограничены от цитоплазмы мембранами. Также именно данный органоид является местом синтеза жиров и углеводов.

Пероксисомы и лизосомы

Лизосомы — небольшие округлые структуры, напоминающие пузырьки, заполненные жидкостью. Они весьма многочисленны и распределены в цитоплазме, где свободно перемещаются внутри клетки. Главная задача их — растворение чужеродных частиц, то есть устранение «врагов» в виде отмерших участков клеточных структур, бактерий и других молекул.

Жидкое содержимое насыщенно ферментами, поэтому лизосомы принимают участие в расщеплении макромолекул до их мономерных звеньев.

Пероксисомы — небольшие овальные или круглые органеллы, имеющие одинарную мембрану. Заполнены жидким содержимым, включающим большое количество различных ферментов. Являются одними из основных потребителей кислорода. Свои функции выполняют в зависимости от типа клетки, в которой находятся. Возможен синтез миелина для оболочки нервных волокон, а также могут осуществлять окисление и обезвреживание токсичных веществ и разных молекул.

Митохондрии

Данные структуры совершенно не зря называют силовыми (энергетическими) станциями клетки. Ведь именно в них происходит образование главных энергоносителей — молекул аденозинтрифосфорной кислоты, или АТФ. По внешнему виду напоминают фасолину. Мембрана, ограничивающая митохондрию от цитоплазмы, двойная. Внутренняя структура сильно складчатая для увеличения поверхности синтеза АТФ. Складки имеют название кристы, содержат большое количество разных ферментов для катализирования процессов синтеза.

Больше всего митохондрий имеют мышечные клетки в организмах животных и человека, так как именно они требуют повышенного содержания и расхода энергии.

Явление циклоза

Движение цитоплазмы в клетке имеет название циклоза. Оно складывается из нескольких типов:

  • колебательное;
  • ротационное, или круговое;
  • струйчатое.

Любое движение необходимо для обеспечения ряда важных функций цитоплазмы: полноценного перемещения органоидов внутри гиалоплазмы, равномерного обмена питательными веществами, газами, энергией, выведения метаболитов.

Циклоз происходит как в растительных, так и в животных клетках, без исключений. Если он прекращается, то организм погибает. Поэтому данный процесс — это еще и показатель жизнедеятельности существ.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что цитоплазма животной клетки, растительной, любой эукариотической — очень динамичная, живая структура.

Отличие цитоплазмы животной и растительной клетки

На самом деле отличий немного. Общий план строения, выполняемые функции полностью схожи. Однако некоторые расхождения все же есть. Так, например:

  • Цитоплазма растительных клеток содержит больше микротрубочек, которые принимают участие в формировании их клеточных стенок, нежели микрофиламентов. У животных наоборот.
  • Клеточными включениями в цитоплазме растений являются зерна крахмала, у животных же это капли гликогена.
  • Растительная клетка характеризуется наличием таких органоидов, которые не имеются у животных. Это пластиды, вакуоль и клеточная стенка.

В остальных отношениях обе структуры идентичны по составу и строению цитоплазмы. Может варьироваться количество тех или иных элементных звеньев, но наличие их обязательно. Поэтому значение цитоплазмы в клетке как растений, так и животных одинаково велико.

Роль цитоплазмы в клетке

Значение цитоплазмы в клетке велико, если не сказать, что оно определяющее. Ведь это основа, в которой располагаются все жизненно важные структуры, поэтому переоценить ее роль сложно. Можно сформулировать несколько основных пунктов, раскрывающих это значение.

  1. Именно она объединяет все составные части клетки в одну комплексную единую систему, осуществляющую процессы жизнедеятельности слаженно и совокупно.
  2. Благодаря входящей в состав воде, цитоплазма в клетке выполняет функции среды для многочисленных сложных биохимических взаимодействий и физиологических превращений веществ (гликолиз, питание, газообмен).
  3. Это основная «емкость» для существования всех органоидов клетки.
  4. За счет микрофиламентов и трубочек формирует цитоскелет, связывая органоиды и позволяя им передвигаться.
  5. Именно в цитоплазме сосредоточен ряд биологических катализаторов — ферментов, без которых не происходит ни одна биохимическая реакция.

Подводя итог, нужно сказать следующее. Роль цитоплазмы в клетке практически ключевая, так как она — основа всех процессов, среда жизни и субстрат для реакций.

Материалы по теме:

Поделись знанием: Материал из Википедии — свободной энциклопедии Перейти к: навигация, поиск

Цитопла́зма (от греч.κύτος «клетка» и πλάσμα здесь «содержимое») — полужидкое содержимое клетки, внутренняя среда живой или умершей клетки, кроме ядра и вакуоли, ограниченная плазматической мембраной. Включает гиалоплазму — основное прозрачное вещество цитоплазмы, находящиеся в ней обязательные клеточные компоненты — органеллы, а также различные непостоянные структуры — включения. Иногда под цитоплазмой понимают только гиалоплазму[1].

Термин «цитоплазма» ввёл Эдуард Страсбургер в 1882 году[2].

В состав цитоплазмы входят органические и неорганические вещества многих видов. Основное вещество цитоплазмы — вода. Многие вещества (например, минеральные соли, глюкоза, аминокислоты) образуют истинный раствор, некоторые другие (например, белки) — коллоидный. В ней протекают почти все процессы клеточного метаболизма. Среди прочего, в цитоплазме есть нерастворимые отходы обменных процессов и запасные питательные вещества.

Цитоплазма постоянно движется, перетекает внутри живой клетки, перемещая вместе с собой различные вещества, включения и органоиды[1]. Это движение называется циклозом.

Цитоплазма способна к росту и воспроизведению и при частичном удалении может восстановиться. Однако она нормально функционирует только в присутствии ядра. Без него долго существовать цитоплазма обычно не может[1], как и ядро без цитоплазмы.

Важнейшая роль цитоплазмы — объединение всех клеточных структур (компонентов) и обеспечение их химического взаимодействия. Она выполняет и другие функции, в частности, поддерживает тургор клетки.

Напишите отзыв о статье «Цитоплазма»

Примечания

  1. 123Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Баев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — М.: Сов. энциклопедия, 1986. — С. 706—707. — 100 000 экз.
  2. Цитоплазма // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.

К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)

Органеллыэукариотическойклетки
Эндомембранная система Клеточная мембрана ·Ядро ·Эндоплазматический ретикулум ·Аппарат Гольджи ·Парентосома ·Аутофагосома ·Везикулы (Экзосомы ·Лизосома ·Эндосома ·Фагосома ·Вакуоль ·Акросома) ·Цитоплазматические гранулы (Меланосома ·Микротельца ·Глиоксисома ·Пероксисома ·Тельце Воронина ·Тельца Вайбеля — Паладе ·Апикальное тельце
Цитоскелет Микрофиламенты ·Промежуточные филаменты ·Микротрубочки ·Центр организации микротрубочек (Клеточный центр ·Центриоль ·Кинетосома ·Полярное тельце веретена) ·Миофибриллы
Эндосимбионты Митохондрия ·Пластиды (Хлоропласты ·Хромопласты ·Геронтопласты ·Лейкопласты ·Амилопласты ·Элайопласты ·Протеинопласты ·Танносомы)
Другие внутренние органеллы Рибонуклеопротеиды (Рибосома ·Сплайсосома ·Vault) ·Протеасома
Внешние органеллы Ундулиподия (Реснички ·Жгутик ·Аксонема ·Радиальные спицы) ·Клеточная стенка

Отрывок, характеризующий Цитоплазма

Выйдя на двор, Мавра Кузминишна задумалась о том, куда ей идти теперь: пить ли чай к Васильичу во флигель или в кладовую прибрать то, что еще не было прибрано? В тихой улице послышались быстрые шаги. Шаги остановились у калитки; щеколда стала стучать под рукой, старавшейся отпереть ее. Мавра Кузминишна подошла к калитке. – Кого надо? – Графа, графа Илью Андреича Ростова. – Да вы кто? – Я офицер. Мне бы видеть нужно, – сказал русский приятный и барский голос. Мавра Кузминишна отперла калитку. И на двор вошел лет восемнадцати круглолицый офицер, типом лица похожий на Ростовых. – Уехали, батюшка. Вчерашнего числа в вечерни изволили уехать, – ласково сказала Мавра Кузмипишна. Молодой офицер, стоя в калитке, как бы в нерешительности войти или не войти ему, пощелкал языком. – Ах, какая досада!.. – проговорил он. – Мне бы вчера… Ах, как жалко!.. Мавра Кузминишна между тем внимательно и сочувственно разглядывала знакомые ей черты ростовской породы в лице молодого человека, и изорванную шинель, и стоптанные сапоги, которые были на нем. – Вам зачем же графа надо было? – спросила она. – Да уж… что делать! – с досадой проговорил офицер и взялся за калитку, как бы намереваясь уйти. Он опять остановился в нерешительности. – Видите ли? – вдруг сказал он. – Я родственник графу, и он всегда очень добр был ко мне. Так вот, видите ли (он с доброй и веселой улыбкой посмотрел на свой плащ и сапоги), и обносился, и денег ничего нет; так я хотел попросить графа… Мавра Кузминишна не дала договорить ему. – Вы минуточку бы повременили, батюшка. Одною минуточку, – сказала она. И как только офицер отпустил руку от калитки, Мавра Кузминишна повернулась и быстрым старушечьим шагом пошла на задний двор к своему флигелю. В то время как Мавра Кузминишна бегала к себе, офицер, опустив голову и глядя на свои прорванные сапоги, слегка улыбаясь, прохаживался по двору. «Как жалко, что я не застал дядюшку. А славная старушка! Куда она побежала? И как бы мне узнать, какими улицами мне ближе догнать полк, который теперь должен подходить к Рогожской?» – думал в это время молодой офицер. Мавра Кузминишна с испуганным и вместе решительным лицом, неся в руках свернутый клетчатый платочек, вышла из за угла. Не доходя несколько шагов, она, развернув платок, вынула из него белую двадцатипятирублевую ассигнацию и поспешно отдала ее офицеру. Категория:

—> Цитоплазма полной А, неполных В и С. От трубочки А отходят две «ручки». Одна из них направлена в трубочки соседнего триплета другая — к центру цилиндра. Внутренние «ручки» напоминают фигуру звезды или спиц колеса. Центриоли — саморегулирующиеся структуры, удваиваются в процессе клеточного цикла. При митотического разделении обе центриоли расходятся к противоположным полюсам клетки. Центриоли участвуют в образовании митотического веретена, базальных телец ресничек и жгутиков. Рибосомы — это тельца диаметром 20-30 нм, состоящие из двух субъединиц — большой и малой. Каждая субъединица представлена комплексом с рибосомальной РНК (рРНК) и белков. Основная функция рибосом — сборка белковых молекул из аминокислот, которые поставляют транспортные РНК (тРНК). Между субъединица рибосомы есть щель, в которой размещена молекула информационной РНК (иРНК), а на большой субъединицы — бороздка, в которой формируется новый белковый цепь. Последовательность сборки аминокислот в белковый цепочка соответствует нуклеотидами в цепи иРНК. Таким способом осуществляется трансляция генетической информации. Рибосомы могут располагаться в гиалоплазми одиночно или группами в виде розеток, спиралей, завитков. Такие группы называют полирибосомамы (полисомамы). Значительная часть рибосом прикреплена к мембранам, к поверхности эндоплазматической сети и к внешней мембраны кариотекы. Свободные рибосомы синтезируют белок, необходимый для жизнедеятельности самой клетки, а рибосомы, прикрепленные к мембране — белок, который выводится из клетки. Количество рибосом в клетке может достигать десятков миллионов. Среди специальных органелл выделяют мигающие реснички и жгутики. Подробное описание других специальных органелл приведены в соответствующих разделах по цитологии, эмбриологии, гистологии. Реснички — это вырост плазмолемы клетки длиной 5-10 мкм и диаметром 200 им (рис. 4). В основе реснички на уровне кортикального слоя цитоплазмы расположенное базальное тельце (кинетосома), которое образовано девятью периферийными триплеты коротких микротрубочек, окружающих один центральный триплет. Над базальных тельцем в вийци расположена аксонема (осевой филамент), состоящий из девяти пар (дуплетов) периферийных микротрубочек, формирующих цилиндр диаметром около 150 нм. В центре цилиндра является центральная пара микротрубочек. На поперечном сечении реснички выглядит как колесо с 9 спицами. Все реснички клетки делают координированные колебательные движения. их количество в клетке достигает нескольких сотен. Например, к 250 ресничек длиной 5-15 мкм и диаметром 0,15-0,25 мкм расположены на апикальной поверхности реснитчатым эпителиоцитов верхних дыхательных путей, маточных труб, семенных трубочек яичка. Движение ресничек помогает транспортировать жидкость или частицы по трубчатых структурах. Жгутики по конструкции напоминают реснички, но их длина достигает 150 мкм, а диаметр составляет 200 нм. Изменяя свое положение, они также выполняют функцию движения. Этот процесс обеспечивается благодаря скольжению дуплетов микротрубочек между собой, что обусловлено изменениями конфигурации молекул белка динеину. Включение. Включениями называют непостоянные структурные компоненты цитоплазмы клетки, возникают как продукты ее метаболизма или попадают в клетку извне. Среди включений условно различают: трофические, пигментные и секреторные. К трофических включений принадлежат капли жира, гранулы гликогена, белковые гранулы. Эти вещества накапливаются в клетке, а затем используются ею при определенных функциональных потребностях. Пигментные включения могут быть окружены мембраной. Рис. 1. Строение митохондрий. — Кристи; — Внутренняя митохондриальная мембрана; — Внешняя митохондриальная мембрана; — Межмембранную пространство Рис. 2. Строение секреторного пути и восстановление мембран.1 — экзоцитоз;2 — формирование секреторных пузырьков;3 — терминальное гликозирование;4 — образование липидов;5 — сульфатирование;6 — синтез белка;7 — митохондрия;8 — ядро;9 — гранулярная эндоплазматическая сеть. Рис. 3. Строение центросома (клеточного центра).1 — центросфера; 2 — центриоль на поперечном разрезе (триплеты микротрубочек, осевой компонент — структура «колеса телеги»); 3 — центриоль; 4 — сателитарные тельца; 5 — окаймленные пузырьки; 6 — гранулярная эндоплазматической сети; 7 — митохондрия; 8 — комплекс Гольджи (пластинчатый комплекс); 9 — микротрубочки. Рис.4. Строение реснички. А — реснички на продольно-поперечном разрезе:  I — Зовнишньоклитинна часть;  II — Внутриклеточная часть: 1 — реснички; 2 — плазмолема; 3 — центральная пара микротрубочек (дуплет); 4 — периферийные пары микротрубочек (дуплеты); 5 — центральная влагалище; 6 — микроворсинки; 7 — базальный корешок; 8 — базальное тельце; 9 — внешние микротрубочки. что соединяющий аксонему из базальных тельцем: 1 — триплеты микротрубочек.  —>

Схема строения типичной клетки животного. Отмеченные органоиды (органеллы) 1) Ядрышко 2) Ядро3) Рибосома 4) Везикула 5) Шероховатая эндоплазматическая сеть 6) Аппарат Гольджи 7)Клеточная стенка 8) Гладкая эндоплазматическая сеть9) Митохондрия 10) Вакуоль 11) Цитоплазма 12)Лизосома 13) Центросома.Цитоплазма — внеядерная часть протоплазмы клетки, то есть внутреннее содержимое клетки без ядра; состоит из гиалоплазмы, в которой содержатся органоиды. Термин «цитоплазма» был предложен Э. Страсбургером (1882). Экспериментально можно получить живые безъядерные клетки-цитопласты, которые в течение 1—3 суток могут синтезировать белки, липиды, АТФ. Затем они, конечно, погибают из-за невозможности синтеза новых РНК в отсутствии ядра.     Объем цитоплазмы у разных клеток неодинаков: в лимфоцитах он примерно равен объему ядра, а в клетках печени цитоплазма составляет 94% общего объема клетки. Формально в цитоплазме различают три части: органеллы, включения и гиалоплазма. Органеллы — обязательные для любой клетки компоненты, без которых клетка не может поддерживать свое существование. К одномембранным относятся органеллы вакуолярной системы: эндоплазматический ретикулюм, лизосомы, аппарат Гольджи, пероксисомы, а также плазматическая мембрана. Двухмембранные органеллы — это митохондрии и пластиды. К этой группе можно отнести и клеточное ядро.     Общим свойством мембранных органелл является то, что они построены из липопротеидных мембран, замыкающихся сами на себя, так, что образуют замкнутые полости и тем самым разделяют цитоплазму на группы функционально различных отсеков. К немембранным органеллам принадлежат рибосомы, центросомы животных клеток. Включения встречаются не всегда и представляют собой отложения запасных веществ (гликоген, желток) или скопления продуктов метаболизма (пигменты, кристаллы солей в растениях).      Гиалоплазма (от hyalinе — прозрачный) — основная плазма, цитозоль, истинная внутренняя среда клетки. Состав гиалоплазмы весьма сложен, а консистенция приближается к гелю. Гели — структурированные коллоидные системы с жидкой дисперсной средой, которые под воздействием внешних или внутренних факторов могут менять свое агрегатное состояние и переходить в более жидкую фазу — золь. Подобные гель-золь переходы могут происходить в цитоплазме под влиянием белка актина, причем меняется ее состояние в различных участках клетки, что и обеспечивает движение всей клетки. При взаимодействии фибриллярного актина с белками типа фимбрина происходит стабилизация геля, а при связывании с белками, активность которых зависит от концентрации ионов Са (например, гельзолин), вся система переходит в жидкое состояние. Выраженность элементов клеточного скелета, и актинового его компонента в том числе, может значительно меняться в течение клеточного цикла.     Функциональное значение цитоплазмы велико. В гиалоплазме, кроме различных ионов неорганических соединений, содержатся ферменты, участвующие в синтезе аминокислот, нуклеотидов, жирных кислот, сахаров. На рибосомах и полирибосомах, сидящих на мембранах, синтезируются разнообразные белки, обеспечивающие клеточный метаболизм.     Цитоплазма способна к росту и воспроизведению и при частичном удалении может восстановиться. Однако нормально функционирует цитоплазма только в присутствии ядра. Без него долго существовать цитоплазма не может, так же как и ядро без цитоплазмы.     Цитоплазма имеет щелочную реакцию. Одна из характерных особенностей цитоплазмы —постоянное движение (циклоз).Механизм,управляющий движением цитоплазмы,полностью еще не изучен,однако ясно,что в этом движении принимают участие органеллы,называемые микрофиламентами.Микрофиламенты содержат,актин и миозин-два белка,участвующие в мышечном сокращении у животных.Движение цитоплазмы обнаруживается прежде всего по перемещению органелл клетки, например хлоропластов.Если движение цитоплазмы прекращается, клетка погибает , так как только находясь в постоянном движении она может выполнять свои функции. Общая биология Надмембранные и подмембранные комплексы клеток. Цитоплазма и клеточные структуры цитоплазмы image

Цитоплазма и клеточные структуры цитоплазмы

Надмембранные комплексы клеток

У клеток животных и человека есть тонкий поверхностный пласт – гликокаликс (от греч. глицис – сладкий и лат. callum – толстая кожа). Он толщиной – несколько десятков наннометров. Состоит из гликопротеидов (соединений белков с углеводами) и частично гликолипидов (соединений липидов с углеводами). Гликокаликс обеспечивает непосредственную связь клеток с внешней средой, между клетками. Клетка воспринимает раздражения через гликокаликс. Не выполняет опорной функции. В гликокаликсе благодаря наличию ферментов может происходить внеклеточное пищеварение. Гликокаликс состоит из гликопротеидов (соединения углеводов с белками) и гликолипидов (соединения углеводов с липидами).

У клеток грибов и растений – клеточные стенки (оболочки). В клеточных стенках растений содержится целлюлоза. Нерастворимые в воде волоконца целлюлозы собраны в пучочки и образуют каркас, углубленный в основу – матрикс. Матрикс содержит преимущественно полисахариды. В состав клеточной стенки растений могут входить и другие вещества: липиды, белки, неорганические соединения (двооксид кремния, соли кальция и т. п.). Клеточные стенки способны древеснеть – промежутки между волоконцами целлюлозы заполняются особым органическим соединением – лигнином. Все соединения клеточной стенки синтезируются в клетке. Через клеточные стенки растений происходит транспорт воды и определенных соединений. Это можно наблюдать в явлениях плазмолиза и деплазмолиза. В растворе, концентрация солей которого выше концентрации солей в цитоплазме, вода выходит из клетки. Пристеночный слой цитоплазмы отделяется от клеточной стенки – явление плазмолиза. В растворе, концентрация которого будет ниже концентрации солей в цитоплазме, – будет наблюдаться обратный процесс – явление деплазмолиза, при котором вода будет поступать в клетку и внутриклеточное давление будет возрастать.

В клеточных стенках грибов содержится хитин, а также разнообразные полисахариды (целлюлоза, гликоген и т. п.). В состав клеточных стенок некоторых грибов могут входить темные пигменты (меланины), пептиды, растворимые сахара, аминокислоты, фосфаты и т. п.

Подмембранные комплексы клеток

Представлены пелликулой и цитоскелетом.

В клетках многих простейших (инфузорий, эвглен и т. п.) содержится пелликула (от лат. pellis – кожа) – комплекс, который образован плазматической мембраной и структурами, расположенными под ней в измененном внешнем пласте цитоплазмы – эктоплазме. Самое сложное строение пелликулы имеют инфузории.

Цитоскелет состоит из микротрубочек и микрофиламентов, образованных сократительными белками. Они способствуют закреплению органелл в определенном положении, их перемещению в клетке, выполняют опорную функцию. Микрофиламенты (от греч. микрос – маленький и лат. phylamentum – нить) – это тоненькие нити из сократительных белков (актина, миозина и т. п.), которые пронизывают цитоплазму. Диаметр их составляет 4 нм. Они переплетаются под плазматической мембраной, принимают участие в изменении формы клетки, их делении. Одним концом пучки микрофиламентов прикрепляются к одной структуре, вторым – ко второй. Пучки микрофиламентов в мышечных клетках размещены вдоль их оси.

Микротрубочки – это цилиндрические полые структуры, в состав которых входит белок тубулин. Их диаметр – 10-25 нм. Принимают участие в формировании веретена деления эукариотических клеток, во внутриклеточном транспорте веществ, составляют реснички, жгутики, центриоли.

Микротрубочки и микрофиламенты – полярные образования. Их концы (полюса) имеют разные свойства: постоянно наращиваются с одного конца, распадаются с другого.

Цитоплазма

Цитоплазма – это внутреннее содержимое клетки, состоит из гиалоплазмы и расположенных в ней клеточных структур. Содержится между плазматической мембраной и ядром. Характеризуется относительным постоянством свойств и строения.

Гиалоплазма (от греч. хиалос – стекло и плазма – вылепленный) (основная плазма или матрикс цитоплазмы) – это прозрачный раствор органических и неорганических соединений в воде. Гиалоплазма объединяет все клеточные структуры и обеспечивает их взаимодействие. В ней происходит транспорт веществ, протекают реакции обмена веществ. Гиалоплазме свойственно постоянное движение. Она бывает в двух состояниях: золя (жидком) и геля (вязком). Вместе с тем отдельные ее участки могут находиться в разных состояниях. Переход от состояния геля к состоянию золя и наоборот обусловлен концентрацией ионов кальция, АТФ и частичной денатурацией или ренатурацией белка актина. Чем гуще гиалоплазма, тем медленнее химическая реакция. Движение животных клеток с помощью псевдоподий основано на переходе из состояния золя в состояние геля.

В цитоплазме содержатся органические и неорганические вещества. Основным неорганическим веществом является вода – составляет от 50 до 90 %. В гиалоплазме содержится значительное количество катионов металлов, из которых важнейшими являются Са2+, К+, анионы угольной и фосфорной кислот, растворенный кислород и прочие газы.

Из органических соединений преобладают гидрофильные белки, полипептиды, свободные аминокислоты, полисахариды, липиды, разные типы РНК, отдельные нуклеотиды.

Концентрация ионов водорода (pH) в гиалоплазме может изменяться в зависимости от функционального состояния клетки.

Цитоплазма в клетках некоторых животных может делиться на экто- и эндоплазму. Эктоплазма (от греч. эктос – внешний) – это плотный прозрачный слой цитоплазмы, не имеет большинства органелл и включений. Расположен он под плазматической мембраной, содержит микронити. Эндоплазма (от греч. эндон – внутри) – это внутренний слой цитоплазмы, содержит органеллы и включения. Менее густой, чем эктоплазма.

Клеточные структуры цитоплазмы

Это органеллы и включения. Органеллы – это постоянные клеточные структуры, которые выполняют определенные функции. Они обеспечивают процессы жизнедеятельности клетки (пищеварение, движение, синтез органических соединений, их транспорт и т. п.).

Клеточные структуры цитоплазмы можно разделить на мембранные и немембранные. К мембранным относятся: двухмембранные – ядро, митохондрии, пластиды; одномембранные – эндоплазматическая сеть, или ретикулум (ЭПС или ЭПР), аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли, микротельца. Немембранные структуры – это органоиды движения, клеточный центр, рибосомы, включения.

Включения – это запасные соединения или продукты обмена веществ, которые не выполняют определенных функций в клетке.

Общая биология

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий