Funzioni, parti e caratteristiche del citoplasma

Lui citoplasma È la sostanza trovata all'interno delle cellule, che include la matrice citoplasmatica o il citosol e compartimenti subcellulari. Il citosol costituisce poco più della metà (circa il 55%) del volume totale della cellula ed è l'area in cui si verificano la sintesi e la degradazione delle proteine, fornendo un mezzo adeguato per eseguire le reazioni metaboliche necessarie.

Tutti i componenti di una cellula procariotica sono nel citoplasma, mentre negli eucarioti ci sono altre divisioni, come il nucleo. Nelle cellule eucariotiche, il volume cellulare rimanente (45%) è occupato da organelli citoplasmatici, come mitocondri, reticolo endoplasmatico liscio e ruvido, nucleo, perossisomi, lisosomi ed endosomeri.

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Caratteristiche generali

Il citoplasma è la sostanza che riempie l'interno delle cellule ed è divisa in due componenti: la frazione liquida nota come citosol o matrice citoplasmatica e gli organelli che sono incorporati in essa - nel caso del lignaggio eucariotico.

Il citosol è la matrice gelatinosa del citoplasma e consiste in un'immensa varietà di soluti, come ioni, metaboliti intermedi, carboidrati, lipidi, proteine ​​e acidi ribonucleici (RNA). Può essere presentato in due fasi interconvertibili: la fase del gel e la fase SOL.

È costituito da una matrice colloidale simile a un gel acquoso composto da acqua - principalmente - e una rete proteica fibrosa corrispondente al citoscheletro, tra cui actina, microtubuli e filamenti intermedi, oltre a una serie di proteine ​​accessorie che contribuiscono alla formazione di un framework.

Questa rete formata da filamenti proteici è diffusa in tutto il citoplasma, dandogli la viscoelasticità e le caratteristiche di un gel contrattile.

Il citoscheletro è responsabile della fornitura di supporto e stabilità all'architettura cellulare. Oltre a partecipare al trasporto di sostanze nel citoplasma e contribuire al movimento delle cellule, come nella fagocitosi. Nella seguente animazione puoi vedere il citoplasma di una cellula animale (citoplasma):

Funzioni

Il citoplasma è una specie di zuppa molecolare in cui si verificano reazioni enzimatiche che sono indispensabili per mantenere la funzione cellulare.

È un mezzo ideale di trasporto per i processi respirativi cellulari e per le reazioni di biosintesi, poiché le molecole non sono solubilizzate al centro e galleggiano nel citoplasma, pronte per essere utilizzate.

Inoltre, grazie alla sua composizione chimica, il citoplasma può funzionare come tampone o ammortizzatore. Serve anche come mezzo appropriato per la sospensione degli organelli, proteggendoli - e il materiale genetico confinato nel nucleo - di movimenti improvvisi e possibili collisioni.

Il citoplasma contribuisce al movimento di nutrienti e spostamenti cellulari, grazie alla generazione di un flusso citoplasmatico. Questo fenomeno consiste nel movimento del citoplasma.  

Le correnti di citoplasma sono particolarmente importanti nelle grandi cellule vegetali e aiutano ad accelerare il processo di distribuzione del materiale.

Componenti

Citoplasma, lo spazio interno della cellula

Il citoplasma è composto da una matrice citoplasmatica o citosol e gli organelli che sono incorporati in questa sostanza gelatinosa. Ognuno sarà descritto di seguito in profondità:

Citosol

Il citosol è la sostanza incolore, a volte grigiastra, gelatinosa e traslucida che si trova fuori dagli organelli. Viene considerata la porzione solubile del citoplasma.

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Il componente più abbondante di questa matrice è l'acqua, che si forma tra il 65 e l'80% della sua composizione totale, tranne nelle cellule ossee, nell'amore per i denti e i semi.

Per quanto riguarda la sua composizione chimica, il 20% corrisponde alle molecole proteiche. Ha più di 46 elementi usati dalla cellula. Di questi, solo 24 sono considerati essenziali per la vita.

Tra gli elementi più importanti, possono essere menzionati carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno, fosforo e zolfo.

Allo stesso modo, questa matrice è ricca di ioni e la ritenzione di questi produce un aumento della pressione osmotica della cellula. Questi ioni aiutano a mantenere un equilibrio ottimale-base-base nell'ambiente cellulare.

La diversità degli ioni trovati nel citosol varia in base al tipo di cellula studiato. Ad esempio, le cellule muscolari e nervose hanno alte concentrazioni di potassio e magnesio, mentre lo ione di calcio è particolarmente abbondante nelle cellule del sangue.

Organelli membranosi

Nel caso delle cellule eucariotiche, esiste una varietà di compartimenti subcellulari incorporati nella matrice citoplasmatica. Questi possono essere divisi in organelli membranosi e discreti.

Al primo gruppo appartengono al reticolo endoplasmatico e all'apparato Golgi, entrambi sono sistemi di membrane a forma di sacco che sono interconnessi. Per questo motivo, è difficile definire il limite della sua struttura. Inoltre, questi compartimenti hanno una continuità spaziale e temporale con la membrana plasmatica.

Il reticolo endoplasmatico è diviso in liscio o ruvido, a seconda della presenza o meno dei ribosomi. Il liscio è responsabile del metabolismo delle piccole molecole, ha meccanismi di disintossicazione e sintesi di lipidi e steroidi.

Al contrario, il reticolo endoplasmatico ruvido ha ribosomi ancorati alla sua membrana ed è principalmente responsabile della sintesi proteica che verrà escreta dalla cellula.

L'apparato Golgi è un insieme di sacchi da discoteca e partecipa alle membrane e alla sintesi proteica. Inoltre, ha i macchinari enzimatici necessari per apportare modifiche a proteine ​​e lipidi, tra cui la glicosilazione. Partecipa anche allo stoccaggio e alla distribuzione di lisosomi e perossisomi.

Organelli discreti

Il secondo gruppo è costituito da organelli intracellulari che sono discreti e i loro limiti sono chiaramente osservati dalla presenza di membrane.

Sono isolati dagli altri organelli dal punto di vista strutturale e fisico, sebbene possano esserci interazioni con altri compartimenti, ad esempio i mitocondri possono interagire con gli organelli membranosi.

In questo gruppo ci sono mitocondri, organelli che hanno gli enzimi necessari per eseguire rotte metaboliche indispensabili, come il ciclo dell'acido citrico, la catena di trasporto elettronico, la sintesi ATP e l'ossidazione B degli acidi grassi.

I lisosomi sono anche organelli discreti e sono responsabili della memorizzazione di enzimi idrolitici che aiutano il riassorbimento delle proteine, distruggono i batteri e la degradazione degli organelli citoplasmatici.

La partecipazione dei microkana (perossisomi) sono reazioni ossidative. Queste strutture hanno l'enzima della catlasi che aiuta a convertire il perossido di idrogeno - un metabolismo tossico - in sostanze innocue per la cellula: acqua e ossigeno. In questi corpi si verifica l'ossidazione B degli acidi grassi.

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Nel caso delle piante, ci sono altri organelli chiamati materie plastiche. Questi svolgono dozzine di funzioni nella cellula vegetale e i più eccezionali sono i cloroplasti, dove si verifica la fotosintesi.

Organelli non membrani

La cellula ha anche strutture che non sono delimitate dalle membrane biologiche. Tra questi includono i componenti del citoscheletro che includono microfilamenti di microtubuli, intermedes e actina.

I filamenti di actina sono composti da molecole globulari e sono catene flessibili, mentre i filamenti intermedi sono più resistenti e sono composti da proteine ​​diverse. Queste proteine ​​sono responsabili di fornire resistenza alla trazione e danno la solidità cellulare.

I centriolos sono un duo strutturale sotto forma di un cilindro e sono anche organelli non membrani. Si trovano nei corteomi organizzati o nel centro di microtubuli. Queste strutture danno origine ai corpi basali delle ciglia.

Infine ci sono ribosomi, strutture formate da proteine ​​e RNA ribosomiali che partecipano al processo di traduzione (sintesi proteica). Possono essere liberi nel citosol o essere ancorati al reticolo endoplasmatico rozzo.

Tuttavia, diversi autori non considerano che i ribosomi debbano essere classificati come organelli stessi.

Inclusioni

Le inclusioni sono i componenti del citoplasma che non corrispondono agli organelli e nella maggior parte dei casi non sono circondati da membrane lipidiche.

Questa categoria include un elevato numero di strutture eterogenee, come pigmenti, cristalli, grassi, glicogeno e alcune sostanze di scarto.

Questi corpi possono essere circondati da enzimi che partecipano alla sintesi di macromolecole dalla sostanza presente in inclusione. Ad esempio, a volte il glicogeno può essere circondato da enzimi come Syntesa o glicogeno glicogeno fosforilasi.

Le inclusioni sono comuni nelle cellule epatiche e nelle cellule muscolari. Allo stesso modo, le inclusioni di capelli e pelle hanno pigmenti che danno loro la colorazione caratteristica di queste strutture.

Proprietà del citoplasma

È un colloide

Chimicamente, il citoplasma è un colloide, quindi ha caratteristiche di una soluzione e una sospensione contemporaneamente. È composto da molecole a basso peso molecolare come sali e glucosio e anche da molecole di massa più grande come le proteine.

Un sistema colloidale può essere definito come una miscela di particelle di diametro tra 1/1.000.000 a 1/10.000 sparsi in un mezzo liquido. L'intero protoplasma cellulare, che include sia il citoplasma che il nucleoplasma, è una soluzione colloidale, poiché le proteine ​​sparse presentano tutte le caratteristiche di questi sistemi.

Le proteine ​​sono in grado di formare sistemi colloidali stabili, poiché si comportano come ioni caricati nella soluzione e interagiscono in base ai loro carichi e in secondo luogo, sono in grado di attirare molecole d'acqua. Come ogni colloide, ha la proprietà di mantenere questo stato di sospensione, che dà stabilità alle cellule.

L'aspetto del citoplasma è oscura perché le molecole che lo compongono sono grandi e rifratti la luce, questo fenomeno è chiamato effetto tyndall.

D'altra parte, il movimento browniano delle particelle aumenta l'incontro delle particelle, favorendo le reazioni enzimatiche nel citoplasma cellulare.

Proprietà tixotropiche

Il citoplasma mostra proprietà tiotropiche, nonché alcuni fluidi non newtoniani e pseudoplastici. Tixotropy si riferisce ai cambiamenti di viscosità nel tempo: quando il fluido è sottoposto a uno sforzo, la sua viscosità diminuisce.

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Le sostanze tixotropiche hanno stabilità nello stato di riposo e, essendo disturbati alla fluidità. Nell'ambiente quotidiano, siamo in contatto con questo tipo di materiali, come salsa di pomodoro e yogurt.

Il citoplasma si comporta come un idrogel

Un idrogel è una sostanza naturale o sintetica che può essere porosa o meno e ha la capacità di assorbire elevate quantità di acqua. La sua capacità di estensione dipende da fattori come l'osmolarità dell'ambiente, la forza ionica e la temperatura.

Il citoplasma ha una caratteristica di un idrogel, poiché può assorbire importanti quantità di acqua e il volume varia in risposta all'estero. Queste proprietà sono state corroborate nel citoplasma di mammifero.

Movimenti del ciclo

La matrice citoplasmatica è in grado di creare movimenti che creano una corrente o un flusso citoplasmatico. Questo movimento è generalmente osservato nella fase più liquida del citosol ed è la causa dello spostamento di compartimenti cellulari come pinosomi, fagi.

Questo fenomeno è stato osservato nella maggior parte delle cellule animali e vegetali. I movimenti di ameboid presentati.

Fasi di citosol

La viscosità di questa matrice varia a seconda della concentrazione di molecole nella cellula. Grazie alla sua natura colloidale, nel citoplasma puoi distinguere due fasi o stati: la fase solare e la fase del gel. Il primo ricorda un liquido, mentre il secondo è simile a un solido grazie alla maggiore concentrazione di macromolecole.

Ad esempio, nella preparazione di una gelatina possiamo distinguere entrambi gli stati. Nella fase del sole le particelle possono essere spostate liberamente nell'acqua, tuttavia quando la soluzione viene raffreddata si indurisce e diventa una sorta di gel semi -ssolido.

Nello stato di gel, le molecole sono in grado di tenersi insieme da diversi tipi di collegamenti chimici, tra cui H-H, C-H o C-N. Al momento in cui il calore viene applicato alla soluzione, tornerà alla fase solare.

In condizioni naturali, le fasi gli investimenti in questa matrice dipendono da una varietà di fattori fisiologici, meccanici e biochimici nell'ambiente cellulare.

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