História protoplazmy, všeobecné charakteristiky, zložky, funkcie

protoplazmy je to živý materiál bunky. Táto stavba bola prvýkrát identifikovaná v roku 1839 ako odlíšiteľná tekutina steny. Bola považovaná za transparentnú, viskóznu a rozťažnú látku. Bola interpretovaná ako štruktúra bez zjavnej organizácie as mnohými organelami.

Predpokladalo sa, že protoplazma je celá časť bunky, ktorá sa nachádza vo vnútri plazmatickej membrány. Niektorí autori však zahrnuli do protoplazmy bunkovú membránu, jadro a cytoplazmu.

V súčasnosti nie je termín protoplazma široko používaný. Namiesto toho vedci uprednostňujú odkazovať priamo na bunkové zložky.

index

• 1 História
  • 1.1 Protoplazmatická teória
• 2 Všeobecné charakteristiky
• 3 Komponenty
  • 3.1 Plazmatická membrána
  • 3.2 Cytoplazma
  • 3.3 Citosol
  • 3.4 Cytoskelet
  • 3.5 Organely
  • 3.6 Nukleoplazma
• 4 Funkcie
  • 4.1 Fyziologické vlastnosti
• 5 Referencie

histórie

Termín protoplazma sa pripisuje švédskemu anatómu Jánovi Purkému v roku 1839. Používa sa na označenie výcvikového materiálu živočíšnych embryí..

Už v roku 1835 však zoologik Felix Dujardin opisuje látku v rizotoch. Dáva názov sarcoda a naznačuje, že má fyzikálne a chemické vlastnosti.

Neskôr, v roku 1846 nemecký botanik Hugo von Mohl znovu zaviedol termín protoplazma, aby sa odvolával na látku prítomnú v rastlinných bunkách..

V roku 1850 botanik Ferdinand Cohn zjednocuje termíny, ktoré naznačujú, že v rastlinách aj zvieratách existuje protoplazma. Výskumník poukazuje na to, že v oboch organizmoch je látka, ktorá vypĺňa bunky, podobná.

V roku 1872, Beale predstavil termín bioplazmu. V roku 1880 Hanstein navrhol slovo protoplastov, nový termín sa vzťahuje na celú bunku, okrem bunkovej steny. Tento termín používali niektorí autori na nahradenie bunky.

V roku 1965 predstavil Lardy tento termín cytosol, ktorý bol potom použitý na pomenovanie kvapaliny vo vnútri bunky.

Protoplasmická teória

Anatóm Max Schultze navrhol na konci 19. storočia, že základom života je protoplazma. Schultze navrhol, že protoplazma je látka, ktorá reguluje životne dôležité aktivity tkanív v živých bytostiach.

Predpokladá sa, že diela Schultzeho sú východiskom protoplazmatickej teórie. Táto teória bola podporená návrhmi Thomasa Huxleyho v roku 1868 a inými vedcami tej doby.

Protoplasmická teória predpokladala, že protoplazma je fyzickým základom života. Takým spôsobom, aby štúdium tejto látky umožnilo pochopenie fungovania živých bytostí vrátane mechanizmov dedičstva.

S najlepším pochopením bunkovej štruktúry a fungovania stratila protoplazmatická teória platnosť.

Všeobecné charakteristiky

Protoplazma je tvorená rôznymi organickými a anorganickými zlúčeninami. Najpočetnejšou látkou je voda, ktorá predstavuje takmer 70% jej celkovej hmotnosti a funguje ako dopravník, rozpúšťadlo, termoregulátor, mazivo a konštrukčný prvok..

Okrem toho je 26% protoplazmy tvorených všeobecne organickými makromolekulami. Ide o veľké molekuly tvorené polymerizáciou menších podjednotiek.

Medzi nimi sú sacharidy, makromolekuly zložené z uhlíka, vodíka a kyslíka, ktoré uchovávajú energiu pre bunku. Používajú sa v rôznych metabolických a štrukturálnych funkciách protoplazmy.

Existujú tiež rôzne typy lipidov (neutrálne tuky, cholesterol a fosfolipidy), ktoré tiež slúžia ako zdroj energie pre bunku. Okrem toho sú súčasťou membrán, ktoré regulujú rôzne protoplazmatické funkcie.

Proteíny predstavujú takmer 15% zloženia protoplazmy. Medzi nimi máme štrukturálne proteíny. Tieto proteíny tvoria protoplazmatický rámec, ktorý prispieva k ich organizácii a bunkovému transportu.

Iné proteíny prítomné v protoplazme sú enzýmy. Pôsobia ako katalyzátory (látky, ktoré menia rýchlosť chemickej reakcie) všetkých metabolických procesov.

Podobne sú prítomné rôzne anorganické ióny, ktoré zodpovedajú iba 1% ich zloženia (draslík, horčík, fosfor, síra, sodík a chlór). Tieto prispievajú k udržaniu pH protoplazmy.

komponenty

Protoplazma sa skladá z plazmatickej membrány, cytoplazmy a nukleoplazmy. V súčasnosti je však vďaka pokrokom elektronickej mikroskopie známe, že bunková štruktúra je ešte zložitejšia.

Existuje tiež veľké množstvo subcelulárnych kompartmentov a štruktúrne veľmi komplexný bunkový obsah. Okrem organel, ktoré sú tu zahrnuté ako súčasť cytoplazmy.

Plazmatická membrána

Plazmatickú membránu alebo plazmu tvorí približne 60% proteínov a 40% lipidov. Jeho konštrukčné usporiadanie je vysvetlené modelom tekutej mozaiky. V tomto prípade membrána predstavuje dvojvrstvu fosfolipidov, kde sú vložené proteíny.

Predpokladá sa, že všetky bunkové membrány majú rovnakú štruktúru. Plazmalémia je však najhrubšia membrána v bunke.

Plazma sa nepozoruje optickým mikroskopom. Až do konca 50-tych rokov dvadsiateho storočia mohla byť jeho štruktúra podrobná.

cytoplazma

Cytoplazma je definovaná ako všetok materiál bunky, ktorá je v plazme, bez jadra. Všetky organely sú zahrnuté v cytoplazme (bunkové štruktúry s definovanou formou a funkciou). Tiež látka, v ktorej sú rôzne bunkové zložky ponorené.

cytosol

Cytosol je tekutá fáza cytoplazmy. Je to takmer kvapalný gél, ktorý obsahuje viac ako 20% proteínov v bunke. Väčšina z nich sú enzýmy.

cytoskelet

Cytoskeleton predstavuje proteínový rámec, ktorý tvorí bunkový rámec. Tvoria ho mikrovlákna a mikrotubuly. Mikrovlákna sú hlavne tvorené aktínom, aj keď existujú aj iné proteíny.

Tieto vlákna majú rozdielne chemické zloženie v rôznych typoch buniek. Mikrotubuly sú tubulárne štruktúry vytvorené v podstate z tubulínu.

organelle

Organely sú bunkové štruktúry, ktoré spĺňajú špecifickú funkciu. Každá z nich je ohraničená membránami. Niektoré organely majú iba jednu membránu (vakuolu, dictyozómy), zatiaľ čo iné sú viazané dvoma membránami (mitochondrie, chloroplasty).

Membrány organel majú rovnakú štruktúru ako plazma. Sú tenšie a ich chemické zloženie sa líši podľa funkcie, ktorú plnia.

V organelách sa vyskytujú rôzne chemické reakcie katalyzované špecifickými enzýmami. Na druhej strane sa môžu pohybovať vo vodnej fáze cytoplazmy.

V organelách sú rôzne reakcie veľkého významu pre fungovanie bunky. V nich dochádza k vylučovaniu látok, fotosyntéze a aeróbnemu dýchaniu

nucleoplasma

Jadro je bunková organela, ktorá obsahuje genetickú informáciu bunky. V rovnakom procese dochádza k bunkovému deleniu.

Rozpoznajú sa tri zložky jadra: jadrový obal, nukleoplazma a nukleolus. Jadrový obal oddeľuje jadro od cytoplazmy a je tvorený dvoma membránovými jednotkami. 

Nukleoplazma je vnútorná látka, ktorá je vnútorne viazaná jadrovým obalom. Je to vodná fáza, ktorá obsahuje veľký počet proteínov. Sú to hlavne enzýmy, ktoré regulujú metabolizmus nukleových kyselín.

Chromatín (DNA vo svojej dispergovanej fáze) je obsiahnutý v nukleoplazme. Okrem toho sa uvádza nukleolus, čo je štruktúra tvorená proteínmi a RNA.

funkcie

Všetky procesy, ktoré sa vyskytujú v bunke, sú spojené s protoplazmou prostredníctvom jej rôznych zložiek.

Plazmatická membrána je selektívna štrukturálna bariéra, ktorá riadi vzťah medzi bunkou a prostredím, ktoré ju obklopuje. Lipidy zabraňujú prechodu hydrofilných látok. Proteíny kontrolujú látky, ktoré môžu prechádzať cez membránu, regulujúc vstup a výstup z nich do bunky.

V cytosóle sa vyskytuje niekoľko chemických reakcií, ako je glykolýza. Toto zasahuje priamo do modifikácií bunkovej viskozity, amoeboidného pohybu a cyklov. Podobne má veľký význam pri tvorbe mitotického vretienka počas bunkového delenia.

V cytoskelete sú mikrovlákna spojené s bunkovou kontrakciou a pohybom. Zatiaľ čo mikrotubuly zasahujú do bunkového transportu a prispievajú k formovaniu bunky. Podieľajú sa aj na tvorbe centriolov, rias a bičíkov.

Intracelulárny transport, ako aj transformácia, zhromažďovanie a vylučovanie látok je zodpovednosťou endoplazmatického retikula a diktyozómov..

Procesy transformácie a akumulácie energie sa vyskytujú vo fotosyntetických organizmoch, ktoré majú chloroplasty. Získanie ATP bunkovým respiráciou nastáva v mitochondriách.

Fyziologické vlastnosti

Boli opísané tri fyziologické vlastnosti spojené s protoplazmou. Ide o metabolizmus, reprodukciu a podráždenosť.

Všetky metabolické procesy bunky sa vyskytujú v protoplazme. Niektoré procesy sú anabolické a súvisia so syntézou protoplazmy. Iní sú katabolickí a zasahujú do ich rozpadu. Metabolizmus zahŕňa procesy, ako je trávenie, dýchanie, absorpcia a vylučovanie.

Všetky procesy spojené s reprodukciou bunkovým delením, ako aj kódovanie syntézy proteínov vyžadovaných vo všetkých bunkových reakciách sa vyskytujú v jadre bunky obsiahnutej v protoplazme.

Podráždenosť je reakcia protoplazmy na vonkajší stimul. To je schopné spúšťať fyziologickú reakciu, ktorá umožňuje bunke prispôsobiť sa prostrediu, ktoré ju obklopuje.

referencie

1. Liu D (2017) Bunka a protoplazma ako kontajner, objekt a substancia: 1835-1861. Journal of the History of Biology 50: 889-925.
2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez a M Miguel (1997). Biológia živočíšnych a rastlinných buniek a tkanív. Druhé vydanie. McGraw Hill-Interamericana Španielska. Madrid, Španielsko 960 s.
3. Welch GR a J Clegg (2010) Od protoplazmickej teórie k biológii bunkových systémov: 150-ročná reflexia. Am., J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
4. Welch GR a J Clegg (2012) Cell versus protoplasm: revizionistická história. Cell Biol., Int. 36: 643-647.