Цитоплазма и ее структурные компоненты – биология

Все о цитоплазме клетки: химический состав, физическая структура и строение, основные функции

Главная > Наука > Биология > Цитоплазма: химический состав, строение и основные функции

Цитоплазма является, пожалуй, самой важной частью любой клеточной структуры, представляющей собой своего рода «соединительную ткань» между всеми составляющими клетки.

Функции и свойства цитоплазмы многообразны, ее роль в обеспечении жизнедеятельности клетки вряд ли можно переоценить.

В данной статье описаны большинство процессов, происходящих в наименьшей живой структуре на макроуровне, где основная роль отведена гелеобразной массе, заполняющей внутренний объем клетки и придающей последней внешний вид и форму.

Что такое цитоплазма

Цитоплазма представляет собой вязкое (желеподобное) прозрачное вещество, которое заполняет каждую клетку и ограничено клеточной мембраной. В ее состав входят вода, соли, белки и другие органические молекулы.

Все органоиды эукариотов, такие как ядро, эндоплазматический ретикулят и митохондрии, расположены в цитоплазме. Часть ее, которая не содержится в органоидах, называется цитосоль.

Хотя может показаться, что цитоплазма не имеет ни формы, ни структуры на самом деле она представляет собой высокоорганизованное вещество, которое обеспечивается за счет так называемого цитоскелета (белковая структура).

Открыта была цитоплазма в 1835 году Робертом Брауном и другими учеными.

Химический состав

Главным образом цитоплазма представляет собой субстанцию, которая заполняет клетку. Эта субстанция вязкая, подобная гелю, состоит на 80% из воды и, обычно, является прозрачной и бесцветной.

Цитоплазма — субстанция жизни, которую также называют молекулярным супом, в котором клеточные органоиды находятся во взвешенном состоянии и соединены друг с другом двухслойной липидной мембраной.

Цитоскелет, находящийся в цитоплазме, придает ей форму. Процесс цитоплазматического течения обеспечивает перемещение полезных веществ между органоидами и вывод продуктов жизнедеятельности.

Эта субстанция содержит много солей и является хорошим проводником электричества.

Как было сказано, субстанция состоит на 70−90% из воды и является бесцветной. Большинство клеточных процессов происходят в ней, например, гликоз, метаболизм, процессы клеточного деления.

Внешний прозрачный стеклообразный слой называется эктоплазмой или клеточной корой, внутренняя часть субстанции носит название эндоплазмы.

В клетках растений имеет место процесс цитоплазматического течения, представляющий собой течение цитоплазмы вокруг вакуоля.

Основные характеристики

Следует перечислить следующие свойства цитоплазмы:

• Цитоплазму можно разделить на две части: эндоплазма, представляющая собой ее центральную область с органоидами, и эктоплазма — периферическая ее часть, подобная гелю.
• Цитоплазма представляет собой жидкую субстанцию, заполняющую пространство между клеточной мембраной и органоидами;
• Различные части желеобразной массы окрашены в разные оттенки цветов и называются эргатоплазмой;
• Смесь разнообразных гранул, органических образований придает ей коллоидную консистенцию;
• Периферийная зона цитоплазмы более вязкая и желатинообразная, чем остальная ее часть, и называется плазмогель. Слой же цитоплазмы вокруг клеточного ядра имеет более высокую текучесть, чем остальная ее часть, и называется плазмосоль;
• Физическая природа субстанции — коллоидное состояние. Она состоит в основном из воды и частиц различной формы и размера, взвешенные в ней;
• Содержит протеины, из которых 20−25% являются растворимыми в воде, включая ферменты;
• Также здесь находятся некоторые аминокислоты, углеводороды, неорганические соли, липиды и липидоподобные вещества;
• Плазмогель способен абсорбировать либо выделять воду в соответствии с потребностями клетки;
• Она имеет целую систему организованных волокон, которые можно наблюдать используя специальную технику раскрашивания;
• Субстанция химически представляет собой 90% воды и 10% органических и неорганических образований.

Структура и компоненты

В прокариотах (например, бактерии), которые не имеют ядра, соединенного с мембраной, цитоплазма представляет все содержимое клетки внутри плазматической мембраны. В эукариотах (например, клетки растений и животных) цитоплазма образована тремя отличающимися друг от друга компонентами: цитосоль, органоиды, различные частицы и гранулы, носящие название цитоплазматических включений.

Цитосоль, органоиды, включения

Цитосоль представляет собой полужидкий компонент, расположенный внешне по отношению к ядру и внутри плазматической мембраны.

Цитосоль составляет приблизительно 70% объема клетки и состоит из воды, волокон цитоскелета, солей и органических и неорганических молекул, растворенных в воде.

Также содержит протеины и растворимые структуры такие, как рибосомы и протеасомы. Внутренняя часть цитосоля, наиболее текучая и гранулированная, называется эндоплазмой.

Сеть волокон и высокие концентрации растворенных макромолекул, например, белков приводят к образованию макромолекулярных скоплений, которые сильно влияют на перенос веществ между компонентами цитоплазмы.

Органоид означает «маленький орган», который связан с мембраной. Органоиды находятся внутри клетки и выполняют специфические функции, необходимые для поддержания жизни этого наименьшего кирпичика жизни. Органоиды представляют собой маленькие клеточные структуры, выполняющие специальные функции. Можно привести следующие примеры:

• митохондрии;
• рибосомы;
• ядро;
• лизосомы;
• хлоропласты (в растениях);
• эндоплазматическая сеть;
• аппарат Гольджи.

Внутри клетки также находится цитоскелет — сеть волокон, помогающих ей сохранять свою форму.

Цитоплазматические включения представляют собой частицы, которые временно находятся во взвешенном состоянии в желеобразной субстанции и состоят из макромолекул и гранул. Можно встретить три типа таких включений: секреторные, питательные, пигментные.

В качестве примера секреторных включений можно назвать белки, ферменты и кислоты. Гликоген (молекула для хранения глюкозы) и липиды — яркие примеры питательных включений, меланин, находящийся в клетках кожи, является примером пигментных включений.

Цитоплазматические включения, будучи небольшими частицами, взвешенными в цитосоле, представляют собой разнообразную гамму включений, присутствующих в различного типа клетках. Это могут быть как кристаллы оксалата кальция или диоксида кремния в растениях, так и гранулы крахмала и гликогена.

Широкую гамму включений представляют собой липиды, имеющие сферическую форму, присутствующие как в прокариотах, так и в эукариотах, и служащие для накопления жиров и жирных кислот. Например, такие включения занимают большую часть объема адипоситов — специализированных накопительных клеток.

Функции цитоплазмы в клетке

Наиболее важные функции можно представить в виде следующей таблицы:

• обеспечение формы клетки;
• среда обитания органоидов;
• транспорт веществ;
• запас полезных веществ.

Цитоплазма служит для поддержки органоидов и клеточных молекул. Множество клеточных процессов происходит в цитоплазме.

Некоторые из этих процессов включают синтез белков, первый этап клеточного дыхания, который носит название гликолиз, процессы митоза и мейоза.

Кроме того, цитоплазма помогает перемещаться гормонам по клетке, также через нее осуществляется вывод продуктов жизнедеятельности.

Большинство разных действий и событий происходит именно в этой желатиноподобной жидкости, в которой содержатся ферменты, способствующие разложению продуктов жизнедеятельности, также здесь проходит множество процессов метаболизма. Цитоплазма обеспечивает клетку формой, заполняя ее, помогает поддерживать органоиды на своих местах. Без нее клетка выглядела бы «сдутой», и различные вещества не могли бы легко перемещаться от одного органоида к другому.

Транспорт веществ

Жидкая субстанция содержимого клетки очень важна для поддержания ее жизнедеятельности, так как позволяет легко обмениваться питательными веществами между органоидами.

Такой обмен обязан процессу цитоплазматического течения, представляющему собой потоки цитосоля (наиболее подвижная и текучая часть цитоплазмы), переносящие питательные вещества, генетическую информацию и другие вещества от одного органоида к другому.

Некоторые процессы, которые происходят в цитосоле, включают в себя также перенос метаболитов. Органоид может производить аминокислоту, жирную кислоту и другие вещества, которые через цитосоль перемещаются к органоиду, нуждающемуся в этих веществах.

Цитоплазматические потоки приводят к тому, что сама клетка может перемещаться. Некоторые наименьшие жизненные структуры снабжены ресничками (маленькие, похожие на волос образования снаружи клетки, позволяющие последней перемещаться в пространстве). Для других же клеток, например, амебы единственной возможностью перемещаться является перемещение жидкости в цитосоле.

Запас питательных веществ

Помимо транспорта различного материала, жидкое пространство между органоидами выступает в роли своего рода камеры хранения этих материалов до момента, когда они действительно потребуются тому или иному органоиду.

Внутри цитосоля во взвешенном состоянии находятся протеины, кислород и различные строительные блоки.

Помимо полезных веществ, в цитоплазме содержатся и продукты метаболизма, которые ждут своей очереди, пока процесс удаления не выведет их из клетки.

Плазматическая мембрана

Клеточная, или плазматическая, мембрана представляет собой образование, препятствующее вытеканию цитоплазмы из клетки.

Эта мембрана состоит из фосфолепидов, образующих двойной липидный слой, который является полупроницаемым: лишь определенные молекулы могут проникать через этот слой.

Протеины, липиды и другие молекулы могут проникать через клеточную мембрану посредством процесса эндоцитоза, при котором образуется пузырек с этими веществами.

Пузырек, включающий в себя жидкость и молекулы, отрывается от мембраны, образуя при этом эндосому. Последняя перемещается внутри клетки к своим адресатам. Продукты жизнедеятельности выводятся посредством процесса экзоцитоза.

В этом процессе пузырьки, образующиеся в аппарате Гольджи, соединяются с мембраной, которая выталкивает их содержимое в окружающую среду.

Также мембрана обеспечивает форму клетки и служит опорной платформой для цитоскелета и клеточной стенки (в растениях).

Клетки растений и животных

Подобие внутреннего содержимого клеток растений и животных говорит об их одинаковом происхождении. Цитоплазма обеспечивает механическую поддержку внутренним структурам клетки, которые находятся в ней во взвешенном состоянии.

Цитоплазма поддерживает форму и консистенцию клетки, а также содержит множество химических веществ, являющихся ключевыми для поддержания жизненных процессов и метаболизма.

Реакции метаболизма, такие как гликоз и синтез протеинов, происходят в желеобразном содержимом. В клетках растений, в отличие от животных, присутствует движение цитоплазмы вокруг вакуоли, которое известно как цитоплазматическое течение.

Цитоплазма клеток животных представляет собой вещество, подобное гелю, растворенному в воде, она заполняет весь объем клетки и содержит белки и другие важные молекулы, необходимые для жизнедеятельности. Гелеобразная масса содержит протеины, углеводороды, соли, сахара, аминокислоты и нуклеотиды, все клеточные органоиды и цитоскелет.

Источник: https://obrazovanie.guru/nauka/biologiya/tsitoplazma-himicheskij-sostav-stroenie-i-osnovnye-funktsii.html

Структурные компоненты клетки: ядро и цитоплазма

В клетках выделяют ядро и цитоплазму. Клеточное ядро состоит из оболочки, ядерного сока, ядрышка и хроматина.

Роль ядерной оболочки заключается в обособлении генетического материала (хромосом) эукариотической клетки от цитоплазмы с пр, а также регуляции двусторонних взаимодействий ядра и цитоплазмы.

Ядерная оболочка состоит из двух мембран, разделенных около ядерным (перинуклеарным) пространством. Последнее может сообщаться с канальцами цитоплазматической сети.

Ядерная оболочка пронизана порожу диаметром 80—90нм. Их количество зависит от функционального состояния клетки. Чем выше синтетическая активность в клетке, тем больше их число.

Основу ядерного сока, или матрикса, составляют белки. Ядерный сок образует внутреннюю среду ядра, в связи с чем он играет важную роль в обеспечении нормального функционирования генетического материала.

В составе ядерного сока присутствуют нитчатые, или фибриллярные, белки, с которыми связано выполнение опорной функции: в матриксе находятся также первичные продукты транскрипции генетической информации.

Ядрышко представляет собой структуру, в которой происходит образование и созревание рибосомальных РНК (рРНК). Гены рРНК занимают определенные участки одной или нескольких хромосом — ядрышковые организаторы, в области которых и образуются ядрышки.

Хроматиновые структуры в виде глыбок, рассеянных в нуклеоплазме.

В цитоплазме различают основное вещество (матрикс, гиалоплазма), включения и органеллы. Основное вещество цитоплазмы заполняет пространство между плазмалеммой, ядерной оболочкой и другими внутриклеточными структурами. Белковый состав гиалоплазмы разнооборазен.

Включениями называют относительно непостоянные компоненты

цитоплазмы, которые служат запасными питательными веществами (жир, гликоген), продуктами, подлежащими выведению из клетки (гранулы секрета), балластными веществами (некоторые пигменты).

Органеллы — это постоянные структуры цитоплазмы, выполняющие в клетке жизненно важные функции.

Выделяют органеллы общего значения и специальные. К специальным относятся : микроворсинки всасывающей поверхности эпителиальной клетки кишечника, реснички эпителия трахеи и бронхов, синаптические пузырьки, транспортирующие вещества — переносчики нервного возбуждения с одной нервной клетки на другую или клетку рабочего органа, миофибриллы, от которых зависит сокращение мышцы.

К органеллам общего значения относятся: шероховатая и гладкая цитоплазматическая сеть, пластинчатый комплекс, митохондрии, рибосомы и полисомы, лизосомы, пероксисомы, микрофибриллы и микротрубочки, центриоли клеточного центра. В растительных клетках выделяют также хлоропласта, в которых происходит фотосинтез.

12(61)Принципиальное строение плазмолеммы и ее ф-ии
Обязательным компонентом любой эукариотической клетка является плазматическая мембрана или плазмолемма, отделяющая ее от внешней среды. А все содержимое клетки за исключением ядра носит название цитоплазмы.

В основе плазмолеммы лежит 2ой слой липидов, в наибольшем количестве в основе мембраны – фосфолипиды –водонерастворимые органические молекулы ,имеющие полярные головки и длинные неполярные углеводные хвосты, представленные цепями жирных к-т. В их головках содержится отрицательно заряженный остаток фосфорной к-ты.

В двойном слое хвосты липидных молекул обращены друг к другу, а полярные головки остаются снаружи, образуя гидрофобные поверхности.

К заряженным головкам благодаря электростатическим взаимодействиям присоединяются белки, называемые периферическими мембранными белками. Другие белковые молекулы могут быть погружены в слой липидов за счет гидрофобного взаимодействия с их неполярными хвостами. Часть белков пронизывает мембрану насквозь .

Многие погруженные белки мембран – это ферменты ,а пронизывающие белки образуют каналы ,через к-е нек-е соед-я могут переходить с одной стороны мембраны на другую. Важнейшее св-во плазмолеммы состоит в том, что она способна пропускать или не пропускать в клетку или из нее различные в-ва.

Это имеет большое значение для саморегуляции клетки и поддержания гомеостаза. Свои ф-ии мембрана выполняет благодаря избирательной проницаемости. Она способна пропускать одни в-ва, задерживать другие .при этом нельзя сбрасывать со счетов и такое главное св-во, что плазм.

мембрана принимает участие и в выделении в-в из клетки ,ненужных ей.

13)Состав и структура клетки ядра
Каждая клетка содержит небольшую обычно шаровидную или овальную органеллу –ядро.

В одних клетках ядро занимает центральное положение ,в других может оказаться в любом участке цитоплазмы. Это образование имеет важную роль в регулировании протекающих в клетке процессов .Содержит хромосомы ;локализованные в ней гены ;прямо или косвенно регулирует многие стороны клеточной активности .

Ядро отделено от окружающей цитоплазмы ядерной мембраной ,состоящий из 2х оболочек. В этих оболочках имеются поры, через к-е содержимое ядра может выходить из цитоплазмы .Через эти же поры проходят информационные макромолекулы .Наружный слой мембраны без перерыва переходит мембраны эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи.

Помимо ядерной мембраны в качестве основных структурных компонентов в состав ядра входят: хроматин, ядрышко, кариоплазма, – все они встречаются в эукариотических клетках .Хроматин состоит из многих витков ДНК, присоединенных к гистонам(т.

е к белкам основной природы )Гистоны и ДНК объединены в структуру ,по виду напоминают бусины – нуклеосомы. Комплекс нуклеосом –хроматин.

Слово хроматин в переводе означает окрашенный материал и назван так потому, что он легко окрашивается при подготовке к исследованию с помощью светового микроскопа, в большей степени во время деления ядра или кариокинеза .Хроматин в этот период окрашивается более интенсивно, следовательно, становится более заметным.

Такой хроматин называется гетерохроматином .Он имеет вид характерно темных пятен ,располагается обычно ближе к оболочке ядра .В ядре локализовано ядрышко –это округлая структура ,в которой происходит синтез рРНК. Центральная часть ядрышка окружает менее плотная периферическая область, содержащая гранулы, и здесь происходит сборка рибосом.

Источник: https://cyberpedia.su/8×6414.html

Цитоплазма

Цитоплазма (от греческого kytos — клетка и plasma — сформировавшееся) — это содержимое растительной или животной клетки, за исключением ядра (кариоплазмы). Цитоплазму и кариоплазму называют протоплазмой.

В обычном микроскопе она выглядит как полужидкое вещество (основное вещество, или гиалоплазма), в котором взвешены разнообразные капельки, вакуоли, гранулы, палочковидные или нитевидные структуры. Под электронным микроскопом цитоплазма имеет еще более сложный вид (целый лабиринт мембран с заключенной между ними протоплазмой).

Цитоплазма является сложной смесью белков, которые находятся в коллоидном состоянии, углеводов, жиров, нуклеиновых кислот и других органических соединений. Из неорганических соединений в цитоплазме присутствует вода, а также различные минеральные вещества.

Снаружи каждая клетка окружена тончайшей плазматической мембраной (т. е. оболочкой), играющей важную роль в регуляции состава клеточного содержимого и являющейся производной цитоплазмы.

Мембрана представляет собой трехслойную структуру (наружный и внутренний слои состоят из белка, между ними расположен слой фосфолипидных молекул) общей толщиной около 120 Å (ангстрем).

Клеточная стенка пронизана мельчайшими отверстиями — порами, через которые протоплазма одной клетки может обмениваться с протоплазмой других, соседних клеток.

В цитоплазме располагаются различные органоиды — специализированные структуры, выполняющие определенные функции в жизни клеток. Среди них важнейшую роль в обмене веществ играют митохондрии; в обычном микроскопе они видны в виде небольших палочек или зернышек. Данные электронной микроскопии указывают на их сложную структуру.

Каждая митохондрия имеет оболочку, состоящую из трех слоев и внутренней полости. От оболочки в эту полость, заполненную жидким содержимым, вдаются многочисленные перегородки, не доходящие до противоположной стенки, называемые кристами. С митохондриями связаны дыхательные процессы.

В цитоплазме имеется так называемая эндоплазматическая сеть (ретикулум) — разветвленная система субмикроскопических канальцев, трубочек и цистерн, ограниченных мембранами. Мембраны эндоплазматической сети двойные.

На стороне, обращенной к основному веществу цитоплазмы, на каждой мембране расположены многочисленные гранулы, в состав которых входит рибонуклеиновая кислота, в соответствии с чем их стали называть рибосомами. При участии рибосом в эндоплазматической сети происходит синтез белков.

Одним из компонентов цитоплазмы является сетчатый аппарат или «комплекс Гольджи», тесно связанный с эндоплазматической сетью и участвующий в процессах секреции. Имеются данные, показывающие, что мембраны ядра клетки (см.

) без перерыва переходят в мембраны эндоплазматической сети и комплекса Гольджи. В цитоплазме некоторых животных клеток могут присутствовать фибриллы — тонкие нитевидные образования и трубочки, являющиеся сократительными элементами.

Часто в цитоплазме видны зерна гликогена (у растений — крахмала), жировые вещества в виде мелких капель и другие структуры. См. также Клетка.

Цитоплазма (от греч. kytos — клетка и plasma — что-либо вылепленное, сформировавшееся) — содержимое клетки, за исключением ядра (кариоплазма). Цитоплазму и кариоплазму называют протоплазмой.

Иногда термин «протоплазма» неправильно употребляют в узком смысле слова для обозначения внеядерной части клетки, однако в этом смысле целесообразнее оставить термин «цитоплазма».

В физико-химическом отношении цитоплазма представляет многофазную коллоидальную систему. Дисперсионная среда цитоплазмы — вода (до 80%). Дисперсная фаза содержит белковые и жировые вещества, образующие агрегаты молекул — мицеллы.

Цитоплазма — вязкая жидкость, практически бесцветная, с удельным весом примерно 1,04, часто сильно преломляющая свет, вследствие чего она бывает видна под микроскопом даже в неокрашенных клетках.

Характерная особенность цитоплазмы, определяющая ее биологические свойства,— неустойчивость коллоидов, способность к быстро сменяющим друг друга состояниям желатинизации и разжижения. Этим обстоятельством объясняется разнообразие картин строения цитоплазмы (зернистое, нитчатое, сетчатое и т. д.

), описываемых разными исследователями. В зависимости от возраста клетки, ее физиологического состояния, функции и т. д. может наблюдаться разное строение цитоплазмы. Большое значение имеет также характер предварительной обработки (особенно гистологической фиксации), примененной при получении препарата.

Морфология цитоплазмы зависит от состояния ее коллоидов.

В цитоплазме обнаруживают около 60 биогенных элементов; важнейшие ее химические компоненты — белки, углеводы, липоиды и ряд солей. Определяющее отличие цитоплазмы от ядра — присутствие значительного количества рибонуклеиновой кислоты (РНК).

В цитоплазме локализованы ферменты углеводного и белкового обмена и другие, регулирующие энергетику клетки. В оптическом микроскопе цитоплазма чаще всего представляется гомогенной или слабо структурированной коллоидальной массой, в которой, кроме ядра, расположены органоиды (органеллы) и включения.

Органоиды — обязательные (или, по крайней мере, постоянно встречающиеся в определенных категориях клеток) компоненты цитоплазмы, выполняющие определенную функцию и имеющие определенное строение, наиболее соответствующее выполнению этой функции. К органоидам относят митохондрии, аппарат Гольджи, клеточный центр, пластиды растительных клеток и др.

Включения — временные образования, связанные с тем или иным этапом клеточного метаболизма (секреция, отложение отработанных веществ, пластических и энергетических резервных веществ и т. д.). Наиболее широко распространены включения нейтральных жиров и гликогена.

Цитоплазма окрашивается кислыми красителями, и тогда в ней отчетливо обнаруживаются две зоны — центральная, обладающая малой вязкостью и содержащая значительное число включений (эндоплазма), и периферическая с высокой плотностью и отсутствием включений (эктоплазма).

Самый периферический слой эктоплазмы (поверхностный, или корковый) обладает рядом важных свойств, обеспечивающих процессы химического и физического взаимодействия между клеткой и окружающей средой. В цитоплазме некоторых клеток (секреторных, слюнных и поджелудочной желез, кроветворных) обнаруживают резко базофильные участки — эргастоплазму.

Значительное изменение во взглядах на строение цитоплазмы произошло в связи с использованием электронного микроскопа.

Выяснилось, что цитоплазма состоит из основного вещества (матрица, гиалоплазма), в котором содержатся две другие важные составные части — эндоплазматическая сеть и рибосомы, а кроме того, органоиды и включения.

Гиалоплазма — жидкая или полужидкая непрерывная фаза между более плотными компонентами цитоплазмы.

Гиалоплазма гомогенна или мелкозерниста, однако иногда в ней обнаруживают фибриллярные компоненты (так называемые структурные белки), создающие некоторую устойчивость этой части цитоплазмы и объясняющие такие ее свойства, как эластичность, сократимость, устойчивость (ригидность) и др. Вязкость цитоплазмы даже однотипных клеток различна: в яйцах морского ежа она равна 3 спз, а у инфузории парамеции — 8000 спз.

Эндоплазматическая сеть (названная так потому, что она впервые была описана во внутренних участках клетки) представляет систему двойных мембран, между которыми имеются пространства, образующие канальцы, пузырьки и расширенные полости — цистерны.

Эндоплазматическая сеть, формирующая так называемую вакуолярную систему клетки, связывает в одно целое поверхностную оболочку клетки, цитоплазму, митохондрии и ядерную оболочку.

Вследствие существования такой связи возможен непрерывный метаболический обмен между всеми участками клетки.

На наружной поверхности эндоплазматических мембран базофильных территорий (эргастоплазма) располагаются многочисленные рибосомы (гранулярный тип эндоплазматической сети); гладкий тип этого органоида характерен для участков, в которых происходит синтез жиров и углеводов.

Эндоплазматическая сеть обнаружена во всех клетках (за исключением зрелых эритроцитов млекопитающих), однако она слабо развита в недифференцированных (например, эмбриональных) клетках и получает наиболее сильное развитие в активно метаболирующих клетках. Рибосомы — гранулы диаметром 150—350 Å. — обязательный компонент цитоплазмы.

В наиболее примитивно построенных клетках они располагаются свободно в гиалоплазме, в более высокоорганизованных, как правило, связаны с эндоплазматической сетью. Рибосомы содержат аминокислоты и РНК. Нить последней соединяет их в активные комплексы, носящие название полирибосом.

Основная функция этих органоидов — синтез специфического белка, процесс, в котором определяющую роль играет так называемая информационная РНК.

Клеточная оболочка — поверхностный участок цитоплазмы — имеет толщину 70—120 Å и состоит из одного липоидного и двух белковых слоев; именно существование этой оболочки определяет избирательную проницаемость клетки для ряда веществ. Поверхностный участок цитоплазмы осуществляет начальные этапы процессов фагоцитоза (см.), т. е.

захватывания твердых тел, и пиноцитоза (см ), заглатывания жидкостей, что имеет решающее значение при активном проникновении этих веществ в клетку или защитном захватывании ею болезнетворных микроорганизмов (бактерий, простейших).

В цитоплазме происходит в некоторых случаях процесс их обезвреживания, а в других (например, при вирусной инфекции), наоборот,— их размножение.

Цитоплазма — носитель наследственных единиц, обусловливающих свойства организма, способные передаваться потомству (цитоплазматическая наследственность). Корренс (С.

Correns) впервые показал, что пестролистность и дефекты хлорофиллообразования у растений зависят от присутствия и распределения бесцветных и окрашенных органоидов — пластид, ведающих образованием в растительной клетке органических веществ из воды и углекислоты при помощи солнечного света.

Таким образом, через цитоплазму передаются определенные наследственные признаки. Явления цитоплазматической наследственности, впервые описанные у растений, были затем обнаружены у разнообразных организмов. Так, Эфрусси (В. Ephrussi) показал, что, воздействуя акридиновыми соединениями, можно получить мелкую наследственную расу дрожжей.

Ее появление, очевидно, связано с изменением митохондрий. У дрозофилы с цитоплазматической наследственностью, передающейся через яйцеклетку, связана различная чувствительность к действию CO2.

Наконец, антигенные свойства клеток животных и человека, передающиеся от одного поколения к другому, также определяются, очевидно, цитоплазматической наследственностью.

Однако не следует считать, что свойства цитоплазмы, в том числе и ее участие в наследовании признаков, обособлены от свойств остальных составных частей клетки, в первую очередь ядра. Вследствие существования единой вакуолярно-мембранной системы имеется непрерывная связь, обеспечивающая обмен разнообразными материалами между всеми компонентами клетки. Она особенно усиливается в некоторые периоды жизнедеятельности клетки. Так, в процессе деления смешивается ядерное вещество и цитоплазма и из образовавшейся миксоплазмы формируется митотический аппарат (см. Митоз).

Процессы синтеза белков в цитоплазме начинаются с выхода из ядра информационной РНК (см.  Нуклеиновые кислоты).

См. также Клетка.

Источник: http://www.medical-enc.ru/22/cytoplasma.shtml

Цитоплазма клетки: ее значение в биологии

Содержание:

Что такое цитоплазма

Строение цитоплазмы

Функции цитоплазмы

Движение цитоплазмы

Деление цитоплазмы

Цитоплазма, видео

Наряду с мембранной именно цитоплазма является одной из главных частей клетки, этого строительного материала всякой органической материи.

Цитоплазма играет в жизни клетки очень важную роль, она объединяет собой все клеточные структуры, способствует их взаимодействию друг с другом. Также в цитоплазме располагается ядро клетки и все органоиды.

Если говорить простыми словами, то цитоплазма представляет собой такое вещество, в котором находятся все другие составные части клетки.

В состав цитоплазмы входят различные химические соединения, которые представляют собой не однородное химическое вещество, а сложную физико-химическую систему, она к тому же постоянно меняется и развивается и имеет в себе большое содержание воды. Важным компонентом цитоплазмы является белковая смесь в коллоидном состоянии в сочетании с нуклеиновыми кислотами, жирами и углеводами.

Также цитоплазма разделяется на две составные части:

Эндоплазма располагается в центре клетки и имеет более текучую структуру. Именно в ней находятся все самые важные органоиды клетки. Экзоплазма располагается по периметру клетки, где граничит с ее мембраной, она более вязкая и плотная по консистенции. Она играет связующую роль клетки с окружающей средой.

Рисунок цитоплазмы.

Какую функцию выполняет цитоплазма? Очень важную – в цитоплазме проходят все процессы клеточного метаболизма, за исключением синтеза нуклеиновых кислот (он осуществляется в ядре клетки). Помимо этой, самой важной функции, цитоплазма играет такие полезные роли:

• заполняет клеточную полость,
• является связующим звеном для клеточных компонентов,
• определяет положение органоидов,
• является проводником для физических и химических процессов на внутриклеточном и межклеточном уровнях,
• поддерживает внутреннее давление клетки, ее объем, упругость и т. д.

Способность цитоплазмы к движению является важным ее свойством, благодаря этому обеспечивается связь органоидов клетки. В биологии движение цитоплазмы называется циклозом, оно является постоянным процессом. Движение цитоплазмы в клетке может иметь струйчатый, колебательный или круговой характер.

Еще одним свойством цитоплазмы является ее деление, без которого было бы попросту невозможно само деление клетки. Деление цитоплазмы осуществляется посредством митоза и мейоза, о чем вы можете почитать больше в статье по ссылке.

И в завершение образовательное видео о сути цитоплазмы

Источник: http://www.poznavayka.org/biologiya/tsitoplazma-kletki-ee-znachenie-v-biologii/

Основные структурные компоненты клетки

Клетка является структурной и функциональной единицей живых организмов.

Многие клетки человеческого организма имеют общее строение: они состоят из ядра и цитоплазмы, отделенных друг от друга и от окружающей среды мембранами.

Цитоплазма содержит ряд органелл, различного рода включения, цитоскелет (промежуточные филаменты, микротрубочки, микрофиламенты). Клетка ограничена снаружи плазматической мембраной плазмолеммой.

Мембрана представляет собой мозаичную структуру, основой которой является фосфолипидный бислой. Белки мембраны интегрированы в фосфолипиды с внутренней или внешней поверхности, образуя непрерывную структуру мембраны. В целом мембрана находится в жидком состоянии, т.е. белки и липиды свободно в ней перемешаются.

Основной характеристикой биологических мембран является их полупроницаемость — избирательный перенос молекул различных веществ внутрь клетки и выведение их из неё. Проникновение низкомолекулярных веществ в клетку может осуществляться простой диффузией через липидный слой, высокомолекулярных путем эндоцитоза.

Этот перенос осуществляется путем вворачивания плазмоллемы внутрь клетки и отшнуровки от нее мелких секреторных пузырьков. Обратный путь выведения веществ из клетки называется экзоцитоз. На наружной поверхности плазмолеммы имеются специализированные структуры рецепторы (гликопроленды), которые служат для взаимодействия с клетками и их медиаторами.

В целом гликопротеиды образуют сплошной рыхлый слой гликокаликс, состав которого специфичен для каждого типа клеток, что играет важную роль в процессах распознавания и межклеточного взаимодействия.

Схема строения клетки:

1. плазмолемма;
2. цитозоль;
3. митохондрии;
4. гладкая эндоплазмотическая сеть;
5. шероховатая эндоплазмотическая сеть;
6. аппарат Гольджи;
7. лизосома;
8. кариолемма;
9. поры ядерной мембраны;
10. кариоплазма;
11. ядрышко.

Ядро наиболее важная структура клетки, в нем сосредоточена основная масса ДНК, являющаяся носителем генетической информации. Большинство клеток имеет одно ядро, однако встречаются дву- и многоядерные клетки (плазматические, остеокласты, мегакариоциты и др.

) Ядро ограничено мембраной (кариолеммой), состоящей из двух липопротеидных слоев. Наружная мембрана связана с рибосомами, а к внутренней тесно прилежит хроматин кариоплазмы.

Наружная и внутренняя мембраны сливаются в области ядерных пор, через которые осуществляется транспорт белков и РНК.

Поры ядерной мембраны заполнены белковым конгломератом, который изолирует кариоплазму от цитоплазмы, поэтому состав кариоплазмы, в том числе по содержанию ионов, отличается от состава цитоплазмы. Количество пор увеличивается в клетках, активно синтезирующих РНК.

Содержимое ядра разделяют на

• хроматин,
• нуклеины (ядрышки),
• кариоплазму.

Хроматин это нуклеопротеид, представленный комплексом ДНК и белков. В состав хроматина входит также незначительное количество РНК. В ядре фибриллярный компонент хроматина может быть расположен рыхло, формируя видимый в световом микроскопе диффузный хроматин.

Частично фибриллы хроматина могут быть собраны вместе, образуя конденсированный хроматин. Характер распределения хроматина является важным признаком, по которому дифференцируют различные типы клеток, а также определяют их степень зрелости.

Диффузный хроматин характерен для молодых интенсивно пролиферирующих клеток, по мере созревания клетки он становится конденсированным. В ядре осуществляется синтез ДНК и всех видов РНК. Форма ядер поддерживается преимущественно хроматином.

Она может быть разнообразной — округлая, округло-овальная, продолговатая, почковидная, сегментированная, полиморфная, что и отличает различные виды клеток. В нейтрофилах могут встречаться дополнительные сегменты (тельца Барра или половой хроматин), представляющие собой конденсированную Х-хромосому.

Патология ядер клетки приводит к нарушению ее синтетической функции. Неестественная гибель ядросодержащей клетки (аноптоз) сопровождается фрагментацией ядра (кариорекенс), превращением его в плотную гомогенную массу (пикноз). Возможны дегенеративные изменения ядер (кариолизис).

Ядрышко (нуклеола) — активно функционирующий в период интерфазы локус хромосомы. В его состав входит рибосомальная РНК, белки и небольшое количество ДНК, в нем сосредоточен важнейший фермент синтеза РНК — полимераза. Общее число ядрышек варьирует от 1 до 4-5 и больше.

В ядрышке образуются субъединицы рибосом (большая и малая), которые затем выходят в цитоплазму, где идет их сборка. Ядрышки в клетках хорошо различимы в световом микроскопе. Они окружены плотным хроматином.

Ядрышко может перемешаться в пределах ядра и в состоянии активного синтеза белка чаще находится вблизи кариолеммы.

В ряде случаев нуклеолы приходится дифференцировать от явления хроматолиза.

Все пространство клетки, кроме ядра, относится к цитоплазме которая включает в себя гиалоплазму и расположенные в ней основные органеллы клетки. Гиалоплазма является внутренней средой клепки, в которой осуществляются процессы обмена и поддерживается клеточный гомеостаз.

В ее состав входят вода, белки, липиды. ферменты, нуклеиновые кислоты, неорганические и другие вещества. В гиалоплазме расположены внутриклеточные структуры.

Она имеет хорошо развитую структуру цитоскелета, в состав которого входят микротрубочки, промежуточные филаменты и микрофиламенты, участвующие в движении внутриклеточных структур, поддержании формы клетки.

Цвет цитоплазмы в зависимости от содержания в ней РНК варьирует от интенсивно синего, голубоватого до розового. В клетках с выраженной белоксинтезирующей функцией (плазматические клетки, эритробласты) цитоплазма базофильного цвета.

Митохондрии имеют вид тонких палочек, нитей, так же как и ядро, имеют двойную мембрану. Наружная часть — гладкая мембрана, внутренняя образуем многочисленные складки (крипты). Митохондрии имеют собственную ДНК и рибосомную белоксинтезирующую систему, которая располагается в матриксе.

Они способны синтезировать лишь белки своего матрикса и несколько белков, входящих в состав внутренней мембраны. Митохондрии служат энергетической станцией клетки, в них осуществляются процессы окисления и синтез АТФ. Помимо этого, они играют важную роль в запуске аноптоза.

Это связано с тем, что митохондрии являются источником цитохрома С, аноптоз-индуцирующего фактора компонентов, необходимых для передачи аноптотического сигнала в ядро
клетки. Митохондрии лабильный компонент цитоплазмы. Уменьшение их числа или размеров наблюдается в к клетках печени при диабете, голодании, после облучения.

Большое число фрагментированных митохондрий, как правило, характерно для состояния повышенного энергообразования.

Эндоплазматическая сеть — система внутриклеточных канальцев, вакуолей и цистерн. В клетках имеется две разновидности эндоплазматической сети — гладкая, лишенная рибосом, и шероховатая, с прикрепленными к ней рибосомами.

Основная функция эндоплазматической сети формирование мембран и разграничение внутреннего пространства клетки. Благодаря этому в цитоплазме одновременно могут протекать противоположно направленные процессы, например синтез и распад глюкозы.

Большинство метаболических процессов в клекте обеспечивается мембраносвязанными ферментами, кофакторами, субстратами. Эпдоплазматическая сеть является с этой точки зрения, основой, на которой функционируют внутриклеточные метаболические процессы.

В гладкой эндоплазматической сети синтезируются некоторые липиды, происходит нейтрализация токсических веществ, образование гранул гликогена. Хорошо развитая эндоплазматическая сеть исключается в секретирующих клетках (плазмоциты).

Рибосомы — гранулы, которые свободно лежат в цитоплазме либо прикреплены к кариолемме или мембранам эндоплазматической сети. Основная функция рибосом — синтез белка.

Поскольку в состав рибосом входит много РНК, их скопления в цитоплазме обеспечивают ее базофильную окраску.

Рибосомы, прикрепленные к эндоплазматической сети, синтезируют белки, которые идут на построение ее мембран; рибосомы, свободно лежащие в цитоплазме, синтезируют цитоплазматические белки, а прикрепленные к кариолемме — ядерные белки.

Аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс) — система специализированных мембран, связанных с процессами секреции, образованием клеточных мембран и дизосом. Этот комплекс располагается в перинуклеарной зоне и особенно развит в секреторных клетках, что отличает их наличием выраженной зоны просветления вокруг ядра (плазматические клетки).

Лизосомы представляют собой мелкие пузырьки, ограниченные однослойной мембраной и содержащие внутри набор гидролитических ферментов. Лизосомы — производные аппарата Гольджи, с ними связаны процессы внутриклеточного расщепления белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и др.

При повреждении лизосом или повышении проницаемости их мембран наблюдается аутолиз клетки. Гипертрофия лизосомного аппарата на фоне воспалительных процессов и интоксикации сопровождается появлением токсогенной зернистости в цитоплазме клетки.

Для многих клеток характерно наличие гранул, цвет, размер и число которых является важной характеристикой идентификации клетки. В цитоплазме возможно появление включений:

• тельца Расселa (образованы за счет конденсации парапротеина),
• тельца Ауэра (палочковидной формы, состоят из агрегированных азурофильных гранул),
• тельца Деле (цитоплазмические включения, состоящие из остатков цитоплазматической сети, содержащей рибосомы),
• включения и вакуолизация в цитоплазме нейрофилов при синдроме Чедиака-Хигаси,
• вакуолизация в бластах при лимфоме Беркитта.

Некоторые включения в цитоплазме представлены в виде фагоцитированных ядер, эритроцитов и тромбоцитов (гемофагоцитов).

Источник: http://hematologiya.ru/teoriya/stroenie-kletki.-gemopoehz./osnovnye-strukturnye-komponenty-kletki.htm