SITOPLASMA: FUNGSI, BAHAGIAN DAN CIRI - BIOLOGI - 2025

The sitoplasma adalah bahan yang ditemui di dalam sel-sel, yang termasuk matriks cytoplasmic atau cytosol dan petak subcellular. Sitosol membentuk sedikit lebih daripada separuh (kira-kira 55%) daripada jumlah keseluruhan sel dan merupakan kawasan di mana sintesis dan degradasi protein berlaku, menyediakan media yang mencukupi untuk reaksi metabolik yang diperlukan. .

Semua komponen sel prokariotik berada di sitoplasma, sementara di eukariota terdapat bahagian lain, seperti inti. Dalam sel eukariotik, jumlah sel yang tersisa (45%) ditempati oleh organel sitoplasma, seperti mitokondria, retikulum endoplasma licin dan kasar, nukleus, peroksisom, lisosom, dan endosom.

Ciri umum

Sitoplasma adalah bahan yang memenuhi bahagian dalam sel dan terbahagi kepada dua komponen: pecahan cecair yang dikenali sebagai sitosol atau matriks sitoplasma dan organel yang tertanam di dalamnya - dalam kes keturunan eukariotik.

Sitosol adalah matriks gelatin sitoplasma dan terdiri daripada pelbagai zat terlarut, seperti ion, metabolit perantaraan, karbohidrat, lipid, protein, dan asid ribonukleik (RNA). Ia boleh muncul dalam dua fasa yang boleh ditukar: fasa gel dan fasa sol.

Ini terdiri daripada matriks koloid yang serupa dengan gel berair yang terdiri daripada air - terutamanya - dan rangkaian protein berserat yang sesuai dengan sitoskeleton, termasuk aktin, mikrotubulus dan filamen perantaraan, selain rangkaian protein aksesori yang menyumbang untuk membentuk kerangka.

Rangkaian ini dibentuk oleh filamen protein menyebar ke seluruh sitoplasma, memberikan sifat viskelastik dan ciri gel kontraktil.

Sitoskeleton bertanggungjawab untuk memberikan sokongan dan kestabilan kepada seni bina selular. Selain mengambil bahagian dalam pengangkutan zat dalam sitoplasma dan menyumbang kepada pergerakan sel, seperti fagositosis. Dalam animasi berikut, anda dapat melihat sitoplasma sel haiwan (sitoplasma):

ciri-ciri

Sitoplasma adalah sejenis sup molekul di mana reaksi enzimatik yang penting untuk mengekalkan fungsi sel berlaku.

Ia adalah media pengangkutan yang ideal untuk proses respirasi sel dan untuk reaksi biosintesis, kerana molekul tidak larut dalam medium dan terapung di sitoplasma, siap digunakan.

Juga, berkat komposisi kimianya, sitoplasma dapat berfungsi sebagai penyangga atau penyangga. Ia juga berfungsi sebagai media yang sesuai untuk penggantungan organel, melindunginya - dan bahan genetik yang terkurung di dalam nukleus - dari pergerakan tiba-tiba dan kemungkinan perlanggaran.

Sitoplasma menyumbang kepada pergerakan nutrien dan perpindahan sel, berkat penghasilan aliran sitoplasma. Fenomena ini terdiri daripada pergerakan sitoplasma.

Arus dalam sitoplasma sangat penting dalam sel tumbuhan besar dan membantu mempercepat proses pengedaran bahan.

Komponen

Sitoplasma, ruang di dalam sel

Sitoplasma terdiri daripada matriks sitoplasma atau sitosol dan organel yang tertanam dalam bahan gelatin ini. Masing-masing akan diterangkan secara mendalam di bawah:

Cytosol

Sitosol adalah bahan yang tidak berwarna, kadang-kadang kelabu, gelatin, dan lut yang terdapat di bahagian luar organel. Ia dianggap sebagai bahagian larut sitoplasma.

Komponen matriks yang paling banyak adalah air, membentuk antara 65 dan 80% dari keseluruhan komposisinya, kecuali pada sel tulang, di enamel gigi dan biji.

Mengenai komposisi kimianya, 20% sepadan dengan molekul protein. Ia mempunyai lebih daripada 46 elemen yang digunakan oleh sel. Dari jumlah tersebut, hanya 24 yang dianggap penting untuk kehidupan.

Antara unsur yang paling ketara ialah karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, fosforus dan sulfur.

Dengan cara yang sama, matriks ini kaya dengan ion dan pengekalannya menghasilkan peningkatan tekanan osmotik sel. Ion ini membantu mengekalkan keseimbangan asid-basa yang optimum di persekitaran sel.

Kepelbagaian ion yang terdapat dalam sitosol berbeza mengikut jenis sel yang dikaji. Contohnya, sel otot dan saraf mempunyai kepekatan kalium dan magnesium yang tinggi, sedangkan ion kalsium sangat banyak terdapat dalam sel darah.

Organel membran

Dalam kes sel eukariotik, terdapat pelbagai petak subselular yang tertanam dalam matriks sitoplasma. Ini boleh dibahagikan kepada organel membran dan diskrit.

Retikulum endoplasma dan radas Golgi tergolong dalam kumpulan pertama, keduanya adalah sistem membran berbentuk karung yang saling berkaitan. Atas sebab ini, sukar untuk menentukan had strukturnya. Selanjutnya, petak ini menunjukkan kesinambungan spasial dan temporal dengan membran plasma.

Retikulum endoplasma dibahagikan kepada halus atau kasar, bergantung pada kehadiran atau ketiadaan ribosom. The smooth bertanggung jawab untuk metabolisme molekul kecil, mempunyai mekanisme detoksifikasi dan sintesis lipid dan steroid.

Sebaliknya, retikulum endoplasma kasar mempunyai ribosom yang berlabuh pada membrannya dan bertanggungjawab terutamanya untuk sintesis protein yang akan dikeluarkan oleh sel.

Alat Golgi adalah satu set kantung berbentuk cakera dan mengambil bahagian dalam sintesis membran dan protein. Selain itu, ia mempunyai mesin enzimatik yang diperlukan untuk melakukan pengubahsuaian protein dan lipid, termasuk glikosilasi. Ia juga mengambil bahagian dalam penyimpanan dan pengedaran lisosom dan peroksisom.

Organel yang bijaksana

Kumpulan kedua terdiri daripada organel intraselular yang diskrit dan hadnya diperhatikan dengan jelas oleh kehadiran membran.

Mereka diasingkan dari organel lain dari sudut struktur dan fizikal, walaupun mungkin ada interaksi dengan petak lain, misalnya, mitokondria dapat berinteraksi dengan organel membran.

Dalam kumpulan ini terdapat mitokondria, organel yang memiliki enzim yang diperlukan untuk menjalankan jalur metabolik penting, seperti kitaran asid sitrik, rantai pengangkutan elektron, sintesis ATP dan b-oksidasi asid lemak.

Lisosom juga merupakan organel diskrit dan bertanggungjawab untuk menyimpan enzim hidrolitik yang membantu penyerapan semula protein, memusnahkan bakteria dan degradasi organel sitoplasma.

Mikroba (peroksisom) mengambil bahagian dalam tindak balas oksidatif. Struktur ini mempunyai enzim katalase yang membantu mengubah hidrogen peroksida - metabolisme toksik - menjadi bahan yang tidak berbahaya bagi sel: air dan oksigen. Di dalam badan ini terjadi b-pengoksidaan asid lemak.

Bagi tumbuhan, terdapat organel lain yang disebut plastos. Ini menjalankan puluhan fungsi dalam sel tumbuhan dan yang paling luar biasa adalah kloroplas, di mana fotosintesis berlaku.

Organel bukan simen

Sel ini juga mempunyai struktur yang tidak dibatasi oleh membran biologi. Ini termasuk komponen sitoskeleton, yang merangkumi mikrotubulus, filamen pertengahan, dan mikrofilamen aktin.

Filamen aktin terdiri daripada molekul globular dan rantai fleksibel, sementara filamen antara lebih tahan dan terdiri daripada protein yang berlainan. Protein ini bertanggungjawab untuk memberikan kekuatan tegangan dan memberikan kekuatan sel.

Sentriol adalah duo struktur berbentuk silinder dan juga organel bukan simen. Mereka terletak di pusat mikro atau pusat mikrotubulus yang teratur. Struktur ini menimbulkan badan basal silia.

Akhirnya, terdapat ribosom, struktur yang terdiri daripada protein dan RNA ribosom yang mengambil bahagian dalam proses terjemahan (sintesis protein). Mereka boleh bebas di sitosol atau berlabuh pada retikulum endoplasma kasar.

Walau bagaimanapun, beberapa penulis tidak menganggap bahawa ribosom harus diklasifikasikan sebagai organel itu sendiri.

Rangkuman

Inklusi adalah komponen sitoplasma yang tidak sesuai dengan organel dan dalam kebanyakan kes tidak dikelilingi oleh membran lipid.

Kategori ini merangkumi sebilangan besar struktur heterogen, seperti butiran pigmen, kristal, lemak, glikogen, dan beberapa bahan buangan.

Badan-badan ini dapat mengelilingi diri mereka dengan enzim yang mengambil bahagian dalam sintesis makromolekul dari bahan yang terdapat dalam penyertaan. Sebagai contoh, glikogen kadangkala dikelilingi oleh enzim seperti glikogen synthese atau glycogen phosphorylase.

Inklusi biasa berlaku pada sel hati dan sel otot. Dengan cara yang sama, kemasukan rambut dan kulit mempunyai butiran pigmen yang memberi mereka ciri pewarnaan struktur ini.

Sifat sitoplasma

Ia adalah koloid

Secara kimia, sitoplasma adalah koloid, oleh itu ia mempunyai ciri larutan dan suspensi secara serentak. Ini terdiri daripada molekul berat molekul rendah seperti garam dan glukosa, serta molekul jisim yang lebih besar seperti protein.

Sistem koloid boleh didefinisikan sebagai campuran zarah dengan diameter antara 1 / 1,000,000 hingga 1 / 10,000 tersebar dalam medium cecair. Semua protoplasma selular, yang merangkumi sitoplasma dan nukleoplasma, adalah larutan koloid, kerana protein tersebar menunjukkan semua ciri sistem ini.

Protein mampu membentuk sistem koloid yang stabil, kerana mereka bertindak sebagai ion yang terisi dalam larutan dan berinteraksi mengikut casnya dan kedua, mereka mampu menarik molekul air. Seperti semua koloid, ia mempunyai sifat mengekalkan keadaan penggantungan ini, yang memberikan kestabilan sel.

Kemunculan sitoplasma itu mendung kerana molekul yang menyusunnya besar dan membiaskan cahaya, fenomena ini disebut kesan Tyndall.

Sebaliknya, pergerakan zarah Brownian meningkatkan pertemuan zarah, memihak kepada reaksi enzimatik dalam sitoplasma sel.

Sifat Thixotropik

Sitoplasma menunjukkan sifat thixotropic, seperti juga beberapa cecair dan pseudoplastik bukan Newton. Thixotropy merujuk kepada perubahan kelikatan dari masa ke masa: apabila cecair mengalami tekanan, kelikatannya berkurang.

Bahan-bahan thixotropic menunjukkan kestabilan dalam keadaan rehat dan, apabila terganggu, mereka mendapat kelancaran. Dalam persekitaran sehari-hari, kita berhubungan dengan jenis bahan ini, seperti sos tomato dan yogurt.

Sitoplasma berkelakuan seperti hidrogel

Hidrogel adalah bahan semula jadi atau sintetik yang mungkin atau tidak berpori dan mempunyai keupayaan untuk menyerap sejumlah besar air. Keterpanjangannya bergantung pada faktor-faktor seperti osmolariti medium, kekuatan ion dan suhu.

Sitoplasma mempunyai ciri hidrogel, kerana dapat menyerap sejumlah besar air dan isipadu bervariasi sebagai tindak balas terhadap luaran. Sifat-sifat ini telah disahkan dalam sitoplasma mamalia.

Pergerakan siklosis

Matriks sitoplasma mampu membuat pergerakan yang membuat arus atau aliran sitoplasma. Pergerakan ini secara amnya diperhatikan pada fasa sitosol yang lebih cair dan merupakan penyebab perpindahan petak selular seperti pinosom, fagosom, lisosom, mitokondria, sentriol, antara lain.

Fenomena ini telah diperhatikan di kebanyakan sel haiwan dan tumbuhan. Pergerakan amoeboid protozoa, leukosit, sel epitelium, dan struktur lain bergantung pada pergerakan siklosis pada sitoplasma.

Fasa sitosol

Kelikatan matriks ini berbeza sebagai fungsi kepekatan molekul dalam sel. Berkat sifat koloidnya, dua fasa atau keadaan dapat dibezakan dalam sitoplasma: fasa sol dan fasa gel. Yang pertama menyerupai cecair, sementara yang kedua mirip dengan pepejal berkat kepekatan makromolekul yang lebih tinggi.

Sebagai contoh, dalam penyediaan gelatin kita dapat membezakan kedua-dua keadaan. Dalam fasa sol, zarah-zarah dapat bergerak bebas di dalam air, namun apabila larutan disejukkan ia mengeras dan menjadi sejenis gel separa pekat.

Dalam keadaan gel, molekul mampu disatukan oleh pelbagai jenis ikatan kimia, termasuk HH, CH atau CN. Sebaik sahaja haba digunakan pada larutan, ia akan kembali ke fasa matahari.

Dalam keadaan semula jadi, pembalikan fasa dalam matriks ini bergantung pada pelbagai faktor fisiologi, mekanikal, dan biokimia di persekitaran sel.

Rujukan

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Biologi Molekul Sel. Ilmu Garland.
2. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biologi. Panamerican Medical Ed.
3. Fels, J., Orlov, SN, & Grygorczyk, R. (2009). The Hydrogel Cytoplasm Mamalia Menyumbang kepada Osmosensing dan Sensing pH Ekstraselular. Jurnal Biofizik, 96 (10), 4276-4285.
4. Luby-Phelps, K., Taylor, DL, & Lanni, F. (1986). Menguji struktur sitoplasma. Jurnal Biologi Sel, 102 (6), 2015-2022.
5. Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). Histologi. Teks dan Atlas Warna dengan Biologi Selular dan Molekul, 5aed. Panamerican Medical Ed.
6. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Pengenalan mikrobiologi. Panamerican Medical Ed.