Цитоплазма – строение и функции

Науки о природе

Строение

Цитоплазма состоит из постоянно жидкой части — гиалоплазмы и изменяющихся элементов — органелл и включений.

Строение и функции цитоплазмы

Органеллы цитоплазмы делятся на мембранные и немембранные, последние опять же могут быть двухмембранными и одномембранными.

  1. Немембранные органеллы: рибосомы, вакуоли, центросомы, жгутики.
  2. Двухмембранные органеллы: митохондрии, пластиды, ядро.
  3. Одномембранные органеллы: аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли, эндоплазматическая сеть.

В состав цитоплазмы входят также клеточные включения, представленные в виде липидных капель или гранул гликогена.

Основные особенности цитоплазмы:

  • Бесцветный;
  • эластичный;
  • склизко-вязкий;
  • структурированный;
  • подвижный.

Жидкая часть цитоплазмы различается по своему химическому составу в клетках разной специализации. Основное вещество – вода от 70% до 90%; он также содержит белки, углеводы, фосфолипиды, микроэлементы и соли.

Кислотно-щелочной баланс поддерживается на уровне 7,1–8,5pH (слабощелочной).

Цитоплазма при исследовании под большим увеличением микроскопа не является однородной средой. Выделяют две части: одна расположена на периферии в области плазмалеммы (эктоплазмы), другая – вблизи ядра (эндоплазмы).

Эктоплазма выступает связующим звеном с окружающей средой, межклеточной жидкостью и соседними клетками. Эндоплазма – место расположения всех органелл.

В структуре цитоплазмы имеются особые элементы — микротрубочки и микрофиламенты.

Микротрубочки – немембранные органеллы, необходимые для движения органелл в клетке и формирования цитоскелета. Глобулярный белок тубулин является основным строительным блоком микротрубочек. Диаметр одной молекулы тубулина не превышает 5 нм. В этом случае молекулы способны соединяться друг с другом, образуя вместе цепочку. 13 таких цепочек образуют микротрубочку диаметром 25 нм.

Молекулы тубулина находятся в постоянном движении, образуя микротрубочки; если клетка подвергается воздействию неблагоприятных факторов, процесс нарушается. Микротрубочки укорачиваются или полностью денатурируют. Эти элементы цитоплазмы очень важны в жизни растительных и бактериальных клеток, так как принимают участие в строении их мембран.

Микротрубочки и микрофиламенты
Микротрубочки и микрофиламенты

Микрофиламенты — это субмикроскопические немембранозные органеллы, образующие цитоскелет. Они также являются частью сократительного аппарата клетки. Микрофиламенты состоят из двух типов белков — актина и миозина. Актиновые волокна тонкие до 5 нм в диаметре, а миозиновые толстые – до 25 нм. Микрофиламенты сосредоточены преимущественно в эктоплазме. Существуют также специфические нити, характерные для определенного типа клеток.

Микротрубочки и микрофиламенты вместе образуют цитоскелет клетки, обеспечивающий взаимосвязь всех органелл и внутриклеточный обмен.

В цитоплазме также выделяются высокомолекулярные биополимеры. Они объединены в мембранные комплексы, пронизывающие всю внутреннюю часть клетки, определяющие расположение органелл и отграничивающие цитоплазму от клеточной стенки.

Структурные свойства цитоплазмы заключаются в ее способности изменять свою внутреннюю среду. Он может существовать в двух состояниях: полужидком (золь) и вязком (гель). Затем в зависимости от воздействия внешних факторов (температуры, радиации, химических растворов) цитоплазма переходит из одного состояния в другое.

Цитоплазма – полужидкое вещество, содержащее органеллы и включения клетки. Роль цитоплазмы в клетке важна для работы и связи всех органелл. Подвижность и тургор цитоплазмы способствуют доставке веществ из внешней среды и обратно, а также внутриклеточному обмену. Без цитоплазмы клетка нежизнеспособна.

Функции

  • Заполняет внутриклеточное пространство;
  • связывает все структурные элементы клетки между собой;
  • транспортирует синтезированные вещества между органеллами и за пределы клетки;
  • устанавливает расположение органелл;
  • является средой физических и химических реакций;
  • отвечает за тургор клетки, постоянство внутренней среды клетки.

Функции цитоплазмы в клетке зависят и от типа самой клетки: растительной, животной, эукариотической или прокариотической. Но во всех живых клетках в цитоплазме происходит важное физиологическое явление — гликолиз. Процесс окисления глюкозы, происходящий в аэробных условиях и заканчивающийся выделением энергии.

Движение цитоплазмы

Цитоплазма находится в постоянном движении; это свойство имеет большое значение в жизни клетки. Благодаря движению возможны обменные процессы внутри клетки и распределение синтезируемых элементов между органеллами.

Биологи наблюдали движение цитоплазмы в крупных клетках, одновременно следя за движением вакуолей. За движение цитоплазмы отвечают микрофиламенты и микротрубочки, которые активируются в присутствии молекул АТФ.

Движение цитоплазмы показывает, насколько активны клетки и насколько они способны выжить. Этот процесс зависит от внешних воздействий, поэтому малейшие изменения факторов окружающей среды останавливают или ускоряют его.

Роль цитоплазмы в биосинтезе белка. Биосинтез белка осуществляется при участии рибосом, которые расположены непосредственно в цитоплазме или на зернистом ЭР. Также через ядерные поры в цитоплазму попадает мРНК, несущая информацию, скопированную с ДНК. Экзоплазма содержит необходимые аминокислоты для синтеза белка и ферменты, катализирующие эти реакции.

Жизнедеятельность

Цитоплазма – важное вещество, участвующее в основных процессах в клетке:

  • обмен веществ;
  • рост;
  • разделение.

Движение цитоплазмы называется циклозом или потоком цитоплазмы. Это происходит в эукариотических клетках, включая человека. Во время циклоза цитоплазма снабжает веществами все органеллы клетки и осуществляет клеточный метаболизм. Цитоплазма перемещается по цитоскелету с потреблением АТФ.

По мере увеличения объема цитоплазмы клетка растет. Процесс деления тела эукариотической клетки после деления ядра (кариокинез) называется цитокинезом. В результате деления тела цитоплазма вместе с органеллами распределяется между двумя дочерними клетками.

Читайте также: Чем отличаются барханы и дюны

Оцените статью
Блог про экологические проблемы