Цитоплазма и внутриклеточные органеллы

Цитоплазма (греч.kytos— вместилище, plasma-оформленное) — это внутренняя среда клетки. Термин «цитоплазма» предложен Е. Страсбургером в 1882 г.

Под цитоплазмой понимают внеядерную часть клетки, ограниченную от окружающей среды плазматической мембраной. Содержимое клетки вместе с ядром называется протоплазмой. В цитоплазме проходят важнейшие метаболические процессы: поглощение из внешней среды воды, ионов и др. веществ, синтез белков и продуктов небелковый природы, образование энергии, дыхание и др. процессов обмена веществ.

Цитоплазма состоит из трех компонентов: гиалоплазмы, органоидов и включений. Вся цитоплазма пронизана системой биомембран, которые разграничивают ее на изолированные отсеки (компартменты). Это обеспечивает возможность: 1-локализации обменных процессов (разделение процессов синтеза и распада); 2— координации взаимодействия органоидов; 3-эффективности работы ферментных систем. Таким образом, создаются условия для функционирования цитоплазмы, как целостной системы, обеспечивающей жизнедеятельность клетки.

Гиалоплазма — это основная (55%) часть цитоплазмы, в которой проходят клеточные обменные процессы и поддерживается клеточный гомеостаз. Ее называют так же цитозолем, клеточным соком или клеточным матриксом. Гиалоплазма поддерживается цитоскелетом, имеет вид однородного стекловидного вещества и является коллоидной системой. Коллоидные системы или коллоиды (греч.kolla-клей + eidos-вид) — это дисперсные (лат.dispersus — рассеянный) системы, состоящие из относительно крупных частиц размером 0,001−0,1 мкм (дисперсная фаза) и средой (дисперсионная среда), в которой они распределены. Дисперсной фазой в биоколлоидах являются белки, нуклеиновые кислоты, углеводы и др. биологически активные вещества; дисперсной средой является вода. Гиалоплазма обладает способностью изменять свое физико-химические состояние, переходя из состояния золя (жидкое состояние) в гель (почти твердое состояние), так называемые переходы золь гель, причем разные ее участки могут находится либо в состоянии золя (жидком), либо — геля (плотном). В процессе этого перехода совершается работа, в результате которой происходят различные клеточные превращения: образование мембран, сборка молекул цитоскелета. При этом меняется форма клеток, ее подвижность и обмен веществ. Биоколлоиды составляют ту основу, без которой невозможно существование всего живого, обладают свойствами, обеспечивающими прохождение различных биохимический реакций и имеют сложную дисперсную фазу (органические вещества), образованную гомогенным мелкозернистым веществом с низкой электронной плотностью.

В состав гиалоплазмы входят: вода (60−70%), белки, липиды, полисахариды, нуклеиновые кислоты, неорганические вещества, растворимые газы, промежуточные продукты метаболизма сахаров, липидов, белков и нуклеиновых кислот.

Гиалоплазма выполняет следующие функции: метаболическую (обмен жиров, белков и углеводов), формирование жидкой микросреды (матрикс клетки) и участие в движении клетки, обмене веществ и энергии.

Органеллы — важнейший компонент клетки, структуры клетки, имеющие строго определенное строение и функции.

По функциональному признаку органеллы делятся на: 1- органеллы общего значения — содержатся во всех клетках. К ним относятся митохондрии, эндоплазматическая сеть (ЭПС), комплекс Гольджи (КГ), центриоли, рибосомы, лизосомы, пероксисомы, микротрубочки и микрофиламенты; 2- органеллы специального значения — имеются в клетках, выполняющих специальные функции. Это миофибриллы, нейрофибриллы, реснички и жгутики.

По структурному принципу органеллы делятся на мембранные (митохондрии, ЭПС, КГ, лизосомы, пероксисомы) и немембранные. Последние в свою очередь делятся на: фибриллярные (микротрубочки, микрофилламенты, реснички, жгутики, центриоли) и гранулярные (рибосомы, полисомы) Органеллы являются динамическими структурами; могут изменять размеры, но не формируются de novo. Для их образования необходима информация в виде рудимента или матрицы от существующей органеллы. Каждая органелла занимает место в гиалоплазме, оптимальное для выполнения его специализированной функции.

Движение веществ из органеллы в органеллу происходит по определенным путям и принципам и представляет поток белков и пузырьков (везикул).

Мембранные органеллы окружены биомембранами, сходными в основных чертах, а именно белково-липидным бимолекулярным слоем, различающимся лишь по составу белков и липидов.