Historie protoplazmat, obecné charakteristiky, složky, funkce

protoplazma je to živý materiál buňky. Tato stavba byla poprvé identifikována v roce 1839 jako rozlišitelná tekutina stěny. Byla považována za transparentní, viskózní a roztažitelnou látku. To bylo interpretováno jako struktura bez zjevné organizace a s četnými organelles.

Má se za to, že protoplazma je celá část buňky, která je umístěna uvnitř plazmatické membrány. Někteří autoři však zahrnuli do protoplazmy buněčnou membránu, jádro a cytoplazmu.

V současné době není termín protoplazma široce používán. Místo toho vědci upřednostňují odkazovat přímo na buněčné složky.

Index

• 1 Historie
  • 1.1 Protoplazmatická teorie
• 2 Obecné charakteristiky
• 3 Komponenty
  • 3.1 Plazmatická membrána
  • 3.2 Cytoplazma
  • 3.3 Citosol
  • 3.4 Cytoskelet
  • 3.5 Organely
  • 3.6 Nukleoplasma
• 4 Funkce
  • 4.1 Fyziologické vlastnosti
• 5 Odkazy

Historie

Termín protoplazma je přičítán švédskému anatomovi Janovi Purkynovi v roce 1839. Byl používán k označení tréninkových materiálů embryí zvířat..

Nicméně již v roce 1835 popisuje zoolog Felix Dujardin látku uvnitř oddenků. Dává jméno sarcoda a naznačuje, že má fyzikální a chemické vlastnosti.

Pozdnější, v 1846 německý botanik Hugo von Mohl reintroduced termín protoplasm odkazovat se na substanci přítomnou uvnitř rostlinných buněk..

V roce 1850 sjednocuje botanik Ferdinand Cohn termíny, které naznačují, že v rostlinách i zvířatech je protoplazma. Výzkumník poukazuje na to, že v obou organismech je látka, která vyplňuje buňky, podobná.

V 1872, Beale představil termín bioplazma. V 1880, Hanstein navrhl slovo protoplastů, nový termín se vztahuje na celou buňku, vyjma buněčné stěny. Tento termín používali někteří autoři k nahrazení buňky.

V 1965, Lardy představil termín cytosol, který byl pak použit k pojmenování kapaliny uvnitř buňky.

Protoplasmická teorie

Anatom Max Schultze navrhl na konci 19. století, že základem života je protoplazma. Schultze navrhl, že protoplazma je látka, která reguluje vitální aktivity tkání v živých bytostech.

Předpokládá se, že práce Schultzeho jsou výchozím bodem protoplazmatické teorie. Tato teorie byla podpořena návrhy Thomase Huxleyho v roce 1868 a dalšími vědci té doby.

Protoplasmická teorie předpokládala, že protoplazma je fyzickým základem života. Takovým způsobem, aby studium této látky umožnilo pochopení fungování živých bytostí, včetně mechanismů dědictví.

S nejlepším pochopením buněčné struktury a fungování protoplazmatická teorie ztratila platnost.

Obecné vlastnosti

Protoplazma je tvořena různými organickými a anorganickými sloučeninami. Nejrozšířenější látkou je voda, která tvoří téměř 70% její celkové hmotnosti a funguje jako dopravník, rozpouštědlo, termoregulátor, mazivo a konstrukční prvek..

Kromě toho je 26% protoplazmy tvořeno obecně organickými makromolekulami. Jedná se o velké molekuly vytvořené polymerací menších podjednotek.

Mezi nimi jsou sacharidy, makromolekuly složené z uhlíku, vodíku a kyslíku, které uchovávají energii pro buňku. Používají se v různých metabolických a strukturních funkcích protoplazmy.

Existují také různé typy lipidů (neutrální tuky, cholesterol a fosfolipidy), které také slouží jako zdroj energie pro buňku. Navíc jsou součástí membrán, které regulují různé protoplazmatické funkce.

Proteiny tvoří téměř 15% složení protoplazmy. Mezi nimi máme strukturní proteiny. Tyto proteiny tvoří protoplazmatický rámec, který přispívá k jejich organizaci a buněčnému transportu.

Další proteiny přítomné v protoplazmě jsou enzymy. Působí jako katalyzátory (látky, které mění rychlost chemické reakce) všech metabolických procesů.

Podobně jsou přítomny různé anorganické ionty, které odpovídají pouze 1% jejich složení (draslík, hořčík, fosfor, síra, sodík a chlor). Ty přispívají k udržování pH protoplazmy.

Komponenty

Protoplazma se skládá z plazmatické membrány, cytoplazmy a nukleoplazmy. V dnešní době je však díky pokroku elektronové mikroskopie známo, že buněčná struktura je ještě složitější.

Existuje také velké množství subcelulárních kompartmentů a strukturně velmi komplexní buněčný obsah. Kromě organel, které jsou zde zahrnuty jako součást cytoplazmy.

Plazmatická membrána

Plazmatickou membránu nebo plazmu tvoří přibližně 60% proteinů a 40% lipidů. Jeho konstrukční uspořádání je vysvětleno modelem tekuté mozaiky. V tomto případě membrána představuje dvojvrstvu fosfolipidů, kde jsou vloženy proteiny.

Má se za to, že všechny buněčné membrány mají stejnou strukturu. Plazmalemma je však nejsilnější membrána v buňce.

Plasmalemma se optickým mikroskopem nepozoruje. Teprve v pozdních padesátých letech dvacátého století mohla být jeho struktura podrobná.

Cytoplazma

Cytoplazma je definována jako veškerý materiál buňky, která je uvnitř plazmalemu, nezahrnuje jádro. Všechny organely jsou zahrnuty v cytoplazmě (buněčné struktury s definovanou formou a funkcí). Také látka, ve které jsou různé buněčné komponenty ponořeny.

Citosol

Cytosol je tekutá fáze cytoplazmy. Je to téměř kapalný gel, který více než 20% proteinů buňky. Většina z nich jsou enzymy.

Cytoskeleton

Cytoskeleton představuje proteinovou strukturu, která tvoří buněčný rámec. Je tvořen mikrovlákny a mikrotubuly. Mikrovlákna jsou převážně tvořena aktinem, i když existují jiné proteiny.

Tato vlákna mají různá chemická složení v různých typech buněk. Mikrotubuly jsou tubulární struktury vytvořené v podstatě z tubulinu.

Organelles

Organely jsou buněčné struktury, které splňují specifickou funkci. Každá z nich je ohraničena membránami. Některé organely mají pouze jednu membránu (vakuola, dictyosomy), zatímco jiné jsou ohraničeny dvěma membránami (mitochondrie, chloroplasty).

Membrány organel mají stejnou strukturu jako plasmalemma. Jsou tenčí a jejich chemické složení se liší podle funkce, kterou plní.

V organelách se vyskytují různé chemické reakce katalyzované specifickými enzymy. Na druhé straně se mohou pohybovat ve vodné fázi cytoplazmy.

V organelách existují různé reakce, které mají velký význam pro fungování buňky. V nich se vyskytuje mimo jiné vylučování látek, fotosyntéza a aerobní dýchání

Nukleoplasma

Jádro je buněčná organela, která obsahuje genetickou informaci buňky. Ve stejném procesu buněčného dělení dochází.

Jsou rozpoznány tři složky jádra: jaderný obal, nukleoplazma a nukleolus. Jaderný obal odděluje jádro od cytoplazmy a je tvořen dvěma membránovými jednotkami. 

Nukleoplazma je vnitřní látka, která je vnitřně vázána jaderným obalem. Je to vodná fáze, která obsahuje velké množství proteinů. Jedná se především o enzymy, které regulují metabolismus nukleových kyselin.

Chromatin (DNA ve své dispergované fázi) je obsažen v nukleoplazmě. Dále je uveden nukleolus, což je struktura tvořená proteiny a RNA.

Funkce

Všechny procesy, které se vyskytují v buňce, jsou spojeny s protoplazmou, prostřednictvím jejích různých složek.

Plazmatická membrána je selektivní strukturní bariéra, která řídí vztah mezi buňkou a prostředím, které ji obklopuje. Lipidy zabraňují průchodu hydrofilních látek. Proteiny řídí látky, které mohou procházet membránou, regulující vstup a výstup téže buňky do buňky.

V cytosolu se vyskytuje několik chemických reakcí, jako je glykolýza. Ten přímo zasahuje do modifikací buněčné viskozity, amoeboidního pohybu a cyklů. Stejně tak má velký význam při tvorbě mitotického vřetena během buněčného dělení.

V cytoskeletu jsou mikrovlákna spojena s buněčnou kontrakcí a pohybem. Zatímco mikrotubuly zasahují do buněčného transportu a přispívají k tvarování buňky. Podílí se také na tvorbě centrioles, cilia a flagella.

Intracelulární transport, stejně jako transformace, sestavení a vylučování látek, je odpovědností endoplazmatického retikula a dictyosomů..

Procesy transformace a akumulace energie se vyskytují ve fotosyntetických organismech, které mají chloroplasty. Získání ATP buněčným dýcháním se vyskytuje v mitochondriích.

Fyziologické vlastnosti

Byly popsány tři fyziologické vlastnosti spojené s protoplazmou. Jedná se o metabolismus, reprodukci a podrážděnost.

Všechny metabolické procesy buňky se vyskytují v protoplazmě. Některé procesy jsou anabolické a souvisejí se syntézou protoplazmy. Jiné jsou katabolické a zasahují do jejich rozpadu. Metabolismus zahrnuje procesy, jako je trávení, dýchání, absorpce a vylučování.

Všechny procesy spojené s reprodukcí buněčným dělením, stejně jako kódování syntézy proteinů vyžadovaných ve všech buněčných reakcích se vyskytují v jádře buňky, obsažené v protoplazmě.

Dráždivost je odezva protoplazmy na vnější podnět. To je schopno vyvolat fyziologickou reakci, která umožňuje buňce přizpůsobit se prostředí, které ji obklopuje.

Odkazy

1. Liu D (2017) Buňka a protoplazma jako kontejner, objekt a látka: 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). Rostlinná a živočišná cytologie a histologie. Biologie živočišných a rostlinných buněk a tkání. Druhé vydání. McGraw Hill-Interamericana Španělska. Madrid, Španělsko 960 s.
3. Welch GR a J Clegg (2010) Od protoplazmové teorie po biologii buněčných systémů: 150 let reflexe. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
4. Welch GR a J Clegg (2012) Buněčná versus protoplazma: revizionistická historie. Cell Biol. Int. 36: 643-647.