PROTOPLAZMA: ISTORIJA, CHARAKTERISTIKOS, KOMPONENTAI, FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Zaródź yra gyvas ląstelių medžiaga. Ši struktūra pirmą kartą buvo nustatyta 1839 m. Kaip atskirtas skystis nuo sienos. Tai buvo laikoma skaidri, klampi ir plečiama medžiaga. Tai buvo aiškinama kaip struktūra, neturinti akivaizdžios organizacijos ir turinti daugybę organelių.

Protoplazma buvo laikoma visa ląstelės dalis, esanti plazmos membranos viduje. Tačiau kai kurie autoriai įtraukė ląstelės membraną, branduolį ir citoplazmą į protoplazmą.

Gyvūnų eukariotų ląstelė. Šaltinis: Nikol valentina romero ruiz, iš „Wikimedia Commons“

Šiuo metu protoplazmos terminas nėra plačiai vartojamas. Vietoj to, mokslininkai pasirinko tiesiogiai remtis ląstelių komponentais.

Istorija

1839 m. Terminas „protoplazma“ priskiriamas švedų anatomiui Janui Purkynei. Jis buvo naudojamas nurodyti gyvūninių embrionų formavimo medžiagą.

Tačiau jau 1835 m. Zoologas Feliksas Dujardinas aprašė medžiagą šakniastiebių viduje. Tai suteikia jai pavadinimą sarkoda ir rodo, kad jis turi fizikinių ir cheminių savybių.

Vėliau, 1846 m., Vokiečių botanikas Hugo von Mohl vėl įvedė terminą protoplazma, nurodydamas medžiagą, esančią augalų ląstelėse.

1850 m. Botanikas Ferdinandas Cohnas suvienodino terminus, nurodydamas, kad tiek augalai, tiek gyvūnai turi protoplazmą. Tyrėjas atkreipia dėmesį, kad abiejuose organizmuose medžiaga, kuri užpildo ląsteles, yra panaši.

1872 m. Beale įvedė terminą bioplazma. 1880 m. Hanstein pasiūlė žodį protoplast, naują terminą, nurodantį visą ląstelę, išskyrus ląstelės sienelę. Šis terminas buvo naudojamas kai kurių autorių, kad pakeistų ląstelę.

1965 m. Lardy pristatė terminą citozolis, kuris vėliau buvo naudojamas skysčio pavadinimui ląstelėje.

Protoplazminė teorija

Anatomistas Maxas Schultze XIX amžiaus pabaigoje pasiūlė, kad pagrindinis gyvenimo pagrindas yra protoplazma. Schultze'as teigė, kad protoplazma yra medžiaga, kuri reguliuoja gyvybiškai svarbius audinių veiksmus gyvuose daiktuose.

Schultze'o darbai laikomi protoplazminės teorijos išeities tašku. Šią teoriją parėmė 1868 m. Thomaso Huxley ir kitų to meto mokslininkų pasiūlymai.

Protoplazminė teorija teigė, kad protoplazma buvo fizinis gyvenimo pagrindas. Taip, kad šios medžiagos tyrimas leistų suprasti gyvų būtybių funkcionavimą, įskaitant paveldėjimo mechanizmus.

Dėl geresnio ląstelių funkcijos ir struktūros supratimo, protoplazminė teorija prarado savo pagrįstumą.

Bendrosios savybės

Protoplazma yra sudaryta iš įvairių organinių ir neorganinių junginių. Gausiausia medžiaga yra vanduo, kuris sudaro beveik 70% viso jo svorio ir veikia kaip nešiklis, tirpiklis, termoreguliatorius, tepalas ir struktūrinis elementas.

Be to, 26% protoplazmos sudaro paprastai organinės makromolekulės. Tai yra didelės molekulės, susidarančios polimerizuojant mažesnius subvienetus.

Tarp jų randame angliavandenių, makromolekulių, sudarytų iš anglies, vandenilio ir deguonies, kurie kaupia ląstelės energiją. Jie naudojami atliekant įvairias metabolines ir struktūrines protoplazmos funkcijas.

Taip pat yra įvairių tipų lipidų (neutraliųjų riebalų, cholesterolio ir fosfolipidų), kurie taip pat yra energijos šaltinis ląstelei. Be to, jie yra sudedamoji membranų dalis, reguliuojanti skirtingas protoplazmines funkcijas.

Baltymai sudaro beveik 15% protoplazmos sudėties. Tarp jų turime struktūrinių baltymų. Šie baltymai sudaro protoplazminį karkasą, prisidedantį prie jo organizavimo ir ląstelių pernešimo.

Kiti baltymai, esantys protoplazmoje, yra fermentai. Jie veikia kaip visų metabolizmo procesų katalizatoriai (medžiagos, modifikuojančios cheminės reakcijos greitį).

Taip pat yra įvairių neorganinių jonų, kurie sudaro tik 1% jo sudėties (kalio, magnio, fosforo, sieros, natrio ir chloro). Tai padeda palaikyti protoplazmos pH.

Komponentai

Protoplazmą sudaro plazminė membrana, citoplazma ir nukleoplazma. Tačiau šiandien, elektronų mikroskopijos pažangos dėka, žinoma, kad ląstelės struktūra yra dar sudėtingesnė.

Be to, yra daugybė tarpląstelinių skyrių ir struktūriškai labai sudėtingas ląstelių turinys. Be organelių, kurios čia įtrauktos kaip citoplazmos dalis.

Plazmos membrana

Plazmos membraną arba plazmalemmą sudaro maždaug 60% baltymų ir 40% lipidų. Jo struktūrinis išdėstymas paaiškinamas skysčio mozaikos modeliu. Jame membranoje yra fosfolipidų dvisluoksnis sluoksnis, į kurį įterpiami baltymai.

Manoma, kad visų ląstelių membranos turi tą pačią struktūrą. Tačiau plazmalemma yra storiausia ląstelės membrana.

Šviesos mikroskopu negalima pamatyti plazmos plazmos. Jo struktūra galėjo būti detalizuota tik XX amžiaus 50-ųjų pabaigoje.

Citoplazma

Citoplazma yra apibrėžiama kaip visa ląstelės medžiaga, randama plazmalemmoje, išskyrus branduolį. Citoplazmoje yra visos organelės (ląstelių struktūros su apibrėžta forma ir funkcija). Taip pat medžiaga, į kurią panardinami skirtingi ląstelių komponentai.

Citozolis

Citoskeletas sudaro baltymų karkasą, formuojantį ląstelių karkasą. Jį sudaro mikropluoštai ir mikrotubuliai. Mikropluoštai daugiausia gaminami iš aktino, nors yra ir kitų baltymų.

Šie siūlai turi skirtingą cheminę sudėtį skirtingų tipų ląstelėse. Mikrotubuliai yra vamzdinės struktūros, daugiausia pagamintos iš tubulino.

Organelės

Branduolys yra ląstelės organelė, kurioje yra ląstelės genetinė informacija. Joje vyksta ląstelių dalijimosi procesai.

Pripažįstami trys branduolio komponentai: branduolinis apvalkalas, branduolio plazma ir branduolys. Branduolinis apvalkalas atskiria branduolį nuo citoplazmos ir yra sudarytas iš dviejų membranos mazgų.

Nukleoplazma yra vidinė medžiaga, kurią iš vidaus riboja branduolinis apvalkalas. Tai sudaro vandeninę fazę, kurioje yra daug baltymų. Dažniausiai tai yra fermentai, kurie reguliuoja nukleorūgščių metabolizmą.

Chromatinas (DNR jo dispersinėje fazėje) yra branduolio plazmoje. Be to, pateikiamas branduolys, kuris yra baltymų ir RNR suformuota struktūra.

funkcijos

Visi procesai, kurie vyksta ląstelėje, yra susiję su protoplazma per įvairius jos komponentus.

Plazmos membrana yra selektyvus struktūrinis barjeras, kontroliuojantis ryšį tarp ląstelės ir aplinkos, kuri ją supa. Lipidai neleidžia praeiti hidrofilinėms medžiagoms. Baltymai kontroliuoja medžiagas, kurios gali kirsti membraną, reguliuodamos jų patekimą ir išėjimą į ląstelę.

Citozolyje vyksta įvairios cheminės reakcijos, tokios kaip glikolizė. Tai tiesiogiai susijusi su ląstelių klampos pokyčiais, amebosu judėjimu ir cikloze. Lygiai taip pat, ji turi didelę reikšmę formuojant mitozinį suklį ląstelių dalijimosi metu.

Citoskelete mikrofilamenai yra susiję su ląstelių judėjimu ir susitraukimu. Nors mikrotubulai dalyvauja ląstelių transportavime ir padeda formuoti ląstelę. Jie taip pat dalyvauja formuojant centrioles, cilia ir flagella.

Už tarpląstelinį transportą, taip pat už medžiagų transformaciją, surinkimą ir sekreciją atsakingi endoplazminiai retikuliai ir dicitosomos.

Transformacijos ir energijos kaupimo procesai vyksta fotosintetiniuose organizmuose, turinčiuose chloroplastus. ATP gavimas atliekant kvėpavimą per ląstelę, vyksta mitochondrijose.

Fiziologinės savybės

Aprašytos trys fiziologinės savybės, susijusios su protoplazma. Tai yra medžiagų apykaita, dauginimasis ir dirglumas.

Protoplazmoje vyksta visi ląstelės metaboliniai procesai. Kai kurie procesai yra anaboliniai ir susiję su protoplazmos sinteze. Kiti yra kataboliniai ir dalyvauja jo skaidyme. Metabolizmas apima tokius procesus kaip virškinimas, kvėpavimas, rezorbcija ir ekskrecija.

Visi procesai, susiję su dauginimu ląstelių dalijimusi, taip pat baltymų, reikalingų visose ląstelinėse reakcijose, sintezei, koduojami ląstelės branduolyje, esančiame protoplazmoje.

Dirglumas yra protoplazmos atsakas į išorinį dirgiklį. Tai gali sukelti fiziologinį atsaką, leidžiantį ląstelei prisitaikyti prie aplinkos, kuri ją supa.

Nuorodos

1. Liu D (2017) Ląstelė ir protoplazma kaip indas, daiktas ir medžiaga: 1835–1861. Biologijos istorijos žurnalas 50: 889-925.
2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez ir M Miguel (1997) Augalų ir gyvūnų citologija ir histologija. Gyvūnų ir augalų ląstelių ir audinių biologija. Antrasis leidimas. „McGraw Hill-Interamericana“ iš Ispanijos. Ispanija, Madridas. 960 psl.
3. Welch GR ir J Clegg (2010) - Nuo protoplazminės teorijos iki ląstelių sistemų biologijos: 150 metų apmąstymai. Am. J. Physiol. Ląstelių fiziolis. 298: 1280–1290.
4. Welch GR ir J Clegg (2012) „Cell versus protoplasm“: revizionizmo istorija. „Cell Biol. Int. 36: 643–647.