Citoplazma

The Citoplazma napolni notranjost človeške celice. Sestavljen je iz citosola, tekoče ali gelu podobne snovi, organelov (mitohondrije, Golgijev aparat itd.) In celičnega okostja. Citoplazma se na splošno uporablja za encimsko biosintezo in katalizo, pa tudi za skladiščenje materiala in medcelični transport materiala.

Kaj je citoplazma?

Definicija izraza citoplazma v literaturi ni enotna. Nekateri avtorji menijo, da je celotna bioaktivna vsebnost človeške celice, vključno z jedrom v celoti, citoplazma. Drugi avtorji ne štejejo organelov, ki jih vsebuje celica, kot so mitohondrije in endoplazemski retikulum ter celično jedro kot citoplazma, vendar uporabljajo izraz protoplazma, pod katerim zasedejo celotno vsebnost žive človeške celice.

Citoplazma vsebuje jedro in številne organele (do več tisoč), prečkajo pa jih mikrofilamenti, vmesni filamenti in mikrotubule. To so citoskelet, beljakovine, ki dajejo celici moč in strukturo in omogočajo medcelični transport snovi - vključno s prevozom skozi biomembrane. Tekoč ali gelu podoben del citoplazme se imenuje citosol. Spremembe konsistence znotraj določenih področij citosola premaknejo tudi organele znotraj celice.

Da bi omogočili številne vzporedne biokemične reakcije znotraj celice, lahko biomembrane v citoplazmi tvorijo prostore, tako imenovane predelke. Omogočajo različne okoljske pogoje, ki se zahtevajo v vsakem primeru.

Anatomija in struktura

Citoplazma vsebuje približno 80,5 do 85% vode, 10 do 15% beljakovin, 2 do 4% lipidov, ostalo pa tvorijo polisaharidi, DNK, RNA ter organske in anorganske molekule in ioni. PH vrednost citoplazme je pri 7,0 skoraj nevtralna in se vzdržuje čim bolj stabilno. Vrednost pH se lahko stabilizira ali rahlo spremeni tudi z ionskimi črpalkami.

Citoskelet, ki celici daje moč in obliko ter zagotavlja medcelični transport snovi, je sestavljen iz aktinskih filamentov (mikrofilamentov), ​​vmesnih filamentov in mikrotubul. Citoskelet je podvržen dinamičnemu postopku gradnje in remodeliranja, ki omogoča strukturne prilagoditve. Aktinovi filamenti so sestavljeni iz dolgo verižnih beljakovinskih polimerov z izjemno tankim premerom od približno 6 do 9 nanometrov. Vmesni filamenti so sestavljeni iz različnih strukturnih beljakovin (keratinov) na veliko bolj zapleten način in obstaja 5 različnih vrst.

Cevaste mikrotubule s premerom približno 24 nanometrov so sestavljene iz drobnih krogličnih enot tubulina. Mikrotubuli se lahko raztezajo v dolžinah od delcev mikrometra do nekaj sto mikrometrov. Glede na nalogo so mikrotubule lahko zelo kratkotrajne do stabilne dolgožive.

Funkcija in naloge

Posamezne komponente kompleksne citoplazme imajo najrazličnejše funkcije in naloge. Prevladujoče naloge so shranjevanje določenih snovi in ​​encimsko-katalitična bioaktivnost, torej sestavljanje in razgradnja potrebnih ali ne več potrebnih snovi. Citoplazmi ali celici je na voljo več orodij za izvajanje teh splošnih nalog.

Ker se v določenih organelah odvijajo številni procesi pretvorbe, lahko citoplazma zagotovi znotrajcelični transport organelov do optimalne "lokacije" v celici s spreminjanjem konsistence iz gel podobne v vodeno in obratno. Mikrotubuli, ki omogočajo prenos mehurčkov skozi membrane, prevzamejo posebne funkcije. Snovi, za katere membrane niso prepustne, so zaprte v vezikle (izbokline membran) in skozi mikrotubule vodene skozi membrane. Mikrotubuli igrajo tudi posebno vlogo pri gibanjih znotraj celice in pri samo-gibanju nekaterih vrst celic, ki se premikajo s pomočjo bičevine (npr. Sperme).

Mikrotubuli prevzamejo nadaljnjo posebno funkcijo v razporeditvi kromosomov med mitozo (normalna delitev celic) po podvajanju DNK. Tudi mikrotubuli igrajo pomembno vlogo pri stabilizaciji aksonov (ki jih imenujemo tudi živci), živčnih procesih, ki prenašajo živčne impulze iz živčne celice v ciljno tkivo (eferent) ali iz senzorja v živčno celico (aferentno). Sposobnost citoplazme, da tvori zaprte reakcijske prostore v celici s pomočjo tvorbe membran, omogoča celici, da teče številne biokemične procese hkrati, ki se nadzirajo encimsko in katalitično in vsak potrebuje svoje reakcijsko okolje.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni

Skoraj neobvladljivo obilje funkcij, ki jih ima citoplazma ali nekatere posamezne sestavine citoplazme, kaže na to, da lahko pride do zapletenih in diferenciranih funkcionalnih motenj in pritožb v povezavi s citoplazmo. Kolhicin, znan tudi kot strup vretena, služi kot primer specifične disfunkcije.

To je alkaloid jesenskega kroka, ki se veže na monomerni tubulin, ga inaktivira in prepreči nastanek vretena za celično delitev (mitoza). To preprečuje normalno delitev celic. Vinblastin, kemoterapevtsko sredstvo, ki temelji na podobnem spektru delovanja, se uporablja posebej ob prisotnosti nekaterih vrst raka, da bi tumorju prikrajšali njegovo rastno osnovo. Prav tako lahko toksini, ki ovirajo sposobnost citoplazme, da odvzame ATP iz mitohondrijev in tam dostavi ADP, hitro postane smrtno nevarna.

Tako imenovane taupatije temeljijo na genskih mutacijah, ki vodijo do strukturnih sprememb v tau proteinu. Tau protein je nepogrešljiv za strukturo mikrotubul, tako da se težave pojavijo zlasti na območju centralnega živčnega sistema (CNS). Bolezni, kot so Pickova bolezen, demenca HDDD in nekatere druge, je mogoče slediti genskim mutacijam, ki vodijo do tau beljakovin. Najbolj znana taupatija je Alzheimerjeva bolezen.