Що таке цитоплазма клітини. Особливості будови цитоплазми

Відомо, що більшість живих істот складаються з води у вільному або зв`язаному вигляді на 70 і більше відсотків. Звідки ж її береться стільки, де вона локалізується? Виявляється, кожна клітина в своєму складі має до 80% води, і тільки решта припадає на масу сухої речовини.

І головною "водної" структурою є якраз цитоплазма клітини. Це складна, неоднорідна, динамічна внутрішнє середовище, з особливостями будови та виконуваними функціями якої ми і познайомимося далі.

Протопласт

Даним терміном прийнято позначати всі внутрішній вміст будь еукаріотичної найдрібнішої структури, відокремлене плазматичноїмембраною від інших її "колег". Тобто сюди входить цитоплазма - внутрішнє середовище клітини, органели, в ній розташовані, ядро з ядерцями і генетичним матеріалом.

Які органели розташовуються усередині цитоплазми? Це:

• рібосоми;
• мітохондріі;
• ЕПС;
• апарат Гольджі;
• лізосоми;
• клітинні включення;
• вакуолі (у рослин і грибів) ;
• клітинний центр;
• пластиди (у рослин) ;
• вії і жгутікі;
• мікрофіламенти;
• мікротрубочки.

Ядро, відокремлене каріолемми, з ядерця і молекулами ДНК, також містить цитоплазма клітини. У центрі воно у тварин, ближче до стінки - у рослин.

Таким чином, особливості будови цитоплазми будуть багато в чому залежати від типу клітини, від самого організму, його приналежності до царства живих істот. В цілому ж вона займає весь вільний простір усередині і виконує ряд важливих функцій.

Матрикс, або гіалоплазма

Будова цитоплазми клітини складається в першу чергу з її поділу на частини:

• гіалоплазма - постійна рідка частина;
• органоіди;
• включення - змінні структури.

Матрикс, або гіалоплазма, - це головна внутрішня складова, яка може знаходитися в двох станах - золі і гелі.

Цитозоль - така цитоплазма клітини, яка володіє більш рідким агрегатним характером. Цітогель - те ж саме, але в більш густому, багатому великими молекулами органічних речовин, стані. Загальний хімічний склад і фізичні властивості гіалоплазми виражаються так:

• безбарвне, в`язке колоїдне речовина, досить густе і слізістое;
• має чітку диференціацію по структурної організації, однак внаслідок рухливості легко може її ізменять;
• зсередини представлена цитоскелетом або мікротрабекулярной гратами, яка утворюється за рахунок білкових ниток (мікротрубочок і мікрофіламентів) ;
• на частинах даної решітки і розташовуються всі структурні частини клітини в цілому, а за рахунок мікротрубочок, апарату Гольджі та ЕПС між ними через гіалоплазму відбувається повідомлення.

Таким чином, гіалоплазма - важлива частина, яка забезпечує багато функцій цитоплазми в клітині.

Склад цитоплазми

Якщо говорити про хімічну складі, то на частку води в цитоплазмі припадає близько 70%. Це усереднене значення, адже у деяких рослин є клітини, в яких до 90-95% води. Суху речовину представлено:

• белкамі;
• углеводамі;
• фосфоліпідамі;
• холестерином та іншими азотовмісними органічними соедіненіямі;
• електролітами (мінеральними солями) ;
• включеннями у вигляді крапельок глікогену (у тварин клітин) та іншими речовинами.

  

Загальна хімічна реакція середовища - лужна або слаболужна. Якщо розглянути, як розташовується цитоплазма клітини, то слід відзначити таку особливість. Частина зібрана біля краю, в районі плазмалемми, і називається ектоплазму. Інша ж частина орієнтована ближче до каріолемми, носить ім`я ендоплазми.

Будова цитоплазми клітини визначається спеціальними структурами - микротрубочками і микрофиламентами, тому їх розглянемо докладніше.

Микротрубочки

Порожнисті невеликі подовжені частинки розміром до декількох мікрометрів. Діаметр - від 6 до 25 нм. Через занадто мізерних показників повне і ємне вивчення даних структур поки неможливо, проте припускають, що стінки їх складаються з білкової речовини тубуліну. Це з`єднання має цепочечную спірально закручену молекулу.

Деякі функції цитоплазми в клітині виконуються саме завдяки наявності мікротрубочок. Так, наприклад, вони беруть участь у вибудовуванні клітинних стінок грибів і рослин, деяких бактерій. У клітинах тварин їх набагато менше. Також саме ці структури здійснюють рух органоїдів в цитоплазмі.

Самі по собі мікротрубочки нестабільні, здатні швидко розпадатися і формуватися знову, час від часу оновлюючись.

Мікрофіламенти

Досить важливі елементи цитоплазми. Являють собою довгі нитки з актину (глобулярний білок), які, переплітаючись один з одним, формують загальну мережу - цитоскелет. Інша назва - мікротрабекулярная решітка. Це свого роду особливості будови цитоплазми. Адже саме завдяки такому цитоскелету утримуються разом всі органели, вони можуть сміливо повідомлятися між собою, через них проходять речовини і молекули, здійснюється метаболізм.

Однак відомо, що цитоплазма - внутрішнє середовище клітини, яка часто здатна змінювати свої фізичні дані: ставати більш рідкої або в`язкої, міняти структуру (перехід з золю в гель і назад). У зв`язку з цим мікрофіламенти - динамічна, лабільна частина, здатна швидко перебудовуватися, видозмінюватися, розпадатися і формуватися знову.

Плазматичні мембрани

Важливе значення для клітини має наявність добре розвинених і нормально функціонуючих численних мембранних структур, що також становить свого роду особливості будови цитоплазми. Адже саме через плазматичні мембранні перепони відбувається транспорт молекул, поживних речовин і продуктів метаболізму, газів для процесів дихання і так далі. Саме тому більшість органоїдів має ці структури.

Вони, подібно мережі, розташовуються в цитоплазмі і відмежовують внутрішній вміст своїх господарів один від одного, від навколишнього середовища. Захищають і оберігають від небажаних речовин і бактерій, що становлять загрозу.

Будова більшості з них схоже - рідинно-мозаїчна модель, яка розглядає кожну плазмалемму як биослой з ліпідів, пронизаний різними білковими молекулами.

Так як функції цитоплазми в клітині - це в першу чергу транспортне сполучення між усіма її частинами, то наявність мембран у більшості органоїдів є однією із структурних частин гіалоплазми. Комплексно, всі разом, вони виконують спільні завдання щодо забезпечення життєдіяльності клітини.

Рибосоми

Невеликі (до 20 нм) округлі структури, що складаються з двох половинок - субодиниць. Ці половинки можуть існувати як разом, так і роз`єднуватися на якийсь час. Основа складу: рРНК (рибосомальная рибонуклеїнова кислота) і білок. Основні місця локалізації рибосом у клітині:

• ядро і ядерця, де відбувається утворення самих субодиниць на молекулі ДНК
• цитоплазма - рибосоми тут остаточно формуються в єдину структуру, об`єднуючи половинки;
• мембрани ядра і ЕПР - на них рибосоми синтезують білок і відразу посилають його всередину органоідов;
• мітохондрії і хлоропласти рослинних клітин самі синтезують собі рибосоми всередині тіла і користуються виробленими білками, тобто в цьому відношенні існують автономно.

  

Функції даних структур полягають у синтезі і збірці білкових макромолекул, які витрачаються на життєдіяльність клітини.

Ендоплазматична мережа і апарат Гольджі

Численна мережа канальців, трубочок і бульбашок, що утворює провідну систему всередині клітини і розташована по всьому об`єму цитоплазми, носить назву ендоплазматичноїмережі, або ретикулума. Її функція відповідає будові - забезпечення взаємозв`язку органоїдів між собою і транспортування поживних молекул до органел.

Комплекс Гольджі, або апарат, виконує функцію накопичення необхідних речовин (вуглеводів, жирів, білків) в системі спеціальних порожнин. Вони обмежені від цитоплазми мембранами. Також саме даний органоид є місцем синтезу жирів і вуглеводів.

Пероксисоми і лізосоми

Лізосоми - невеликі округлі структури, що нагадують бульбашки, заповнені рідиною. Вони дуже численні і розподілені в цитоплазмі, де вільно переміщаються всередині клітини. Головне завдання їх - розчинення чужорідних частинок, тобто усунення "ворогів" у вигляді відмерлих ділянок клітинних структур, бактерій та інших молекул.

Рідкий вміст насичено ферментами, тому лізосоми беруть участь у розщепленні макромолекул до їх мономерних ланок.

Пероксисоми - невеликі овальні або круглі органели, які мають одинарну мембрану. Заповнені рідким вмістом, що включає велику кількість різних ферментів. Є одними з основних споживачів кисню. Свої функції виконують в залежності від типу клітини, в якій знаходяться. Можливий синтез мієліну для оболонки нервових волокон, а також можуть здійснювати окислення і знешкодження токсичних речовин і різних молекул.

Мітохондрії

Дані структури абсолютно не дарма називають силовими (енергетичними) станціями клітини. Адже саме в них відбувається утворення головних енергоносіїв - молекул АТФ, або АТФ. За зовнішнім виглядом нагадують квасолину. Мембрана, що обмежує митохондрию від цитоплазми, подвійна. Внутрішня структура сильно складчатая для збільшення поверхні синтезу АТФ. Складки мають назву Крісті, містять велику кількість різних ферментів для каталізірованія процесів синтезу.

Найбільше мітохондрій мають м`язові клітини в організмах тварин і людини, оскільки саме вони вимагають підвищеного вмісту і витрати енергії.

Явище циклоз

Рух цитоплазми в клітині має назву циклоз. Воно складається з декількох типів:

• колебательное;
• ротаційне, або круговое;
• струменистий.

Будь-який рух необхідно для забезпечення ряду важливих функцій цитоплазми: повноцінного переміщення органоїдів всередині гіалоплазми, рівномірного обміну поживними речовинами, газами, енергією, виведення метаболітів.

Циклоз відбувається як у рослинних, так і в тваринних клітинах, без винятків. Якщо він припиняється, то організм гине. Тому даний процес - це ще й показник життєдіяльності істот.

Таким чином, можна зробити висновок про те, що цитоплазма тваринної клітини, рослинної, будь еукаріотичної - дуже динамічна, жива структура.

Відмінність цитоплазми тваринної і рослинної клітини

Насправді відмінностей небагато. Загальний план будови, що їх функції повністю схожі. Однак деякі розбіжності все ж є. Так, наприклад:

• Цитоплазма рослинних клітин містить більше мікротрубочок, які беруть участь у формуванні їх клітинних стінок, ніж микрофиламентов. У тварин навпаки.
• Клітинними включеннями в цитоплазмі рослин є зерна крохмалю, у тварин ж це краплі глікогену.
• Рослинна клітина характеризується наявністю таких органоїдів, які не маються у тварин. Це пластиди, вакуоль і клітинна стінка.

  

В інших відносинах обидві структури ідентичні за складом і будовою цитоплазми. Може варіюватися кількість тих чи інших елементних ланок, але наявність їх обов`язково. Тому значення цитоплазми в клітині як рослин, так і тварин однаково велике.

Роль цитоплазми в клітині

Значення цитоплазми в клітині велике, якщо не сказати, що воно визначальне. Адже це основа, в якій розташовуються всі життєво важливі структури, тому переоцінити її роль складно. Можна сформулювати кілька основних пунктів, які розкривають це значення.

1. Саме вона об`єднує всі складові частини клітини в одну комплексну єдину систему, що здійснює процеси життєдіяльності злагоджено і сукупно.
2. Завдяки входить до складу воді, цитоплазма в клітці виконує функції середовища для численних складних біохімічних взаємодій і фізіологічних перетворень речовин (гліколіз, харчування, газообмін).
3. Це основна "ємність" для існування всіх органоїдів клітини.
4. За рахунок микрофиламентов і трубочок формує цитоскелет, пов`язуючи органели і дозволяючи їм пересуватися.
5. Саме в цитоплазмі зосереджений ряд біологічних каталізаторів - ферментів, без яких не відбувається жодна біохімічна реакція.

Підводячи підсумок, потрібно сказати наступне. Роль цитоплазми в клітині практично ключова, так як вона - основа всіх процесів, середовище життя і субстрат для реакцій.