ПРОТОПЛАЗМА: ИСТОРИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, КОМПОНЕНТЫ, ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Протоплазма является живым клеточным материалом. Эта структура была впервые идентифицирована в 1839 году как жидкость, отличная от стены. Считалось, что это прозрачное, вязкое и растяжимое вещество. Это было интерпретировано как структура без видимой организации и с многочисленными органеллами.

Считается, что протоплазма - это вся часть клетки, которая находится внутри плазматической мембраны. Однако некоторые авторы включили клеточную мембрану, ядро ​​и цитоплазму в протоплазму.

Эукариотическая клетка животных. Источник: Никол валентина Ромеро Руис, Wikimedia Commons

В настоящее время термин протоплазма не получил широкого распространения. Вместо этого ученые предпочли обратиться непосредственно к клеточным компонентам.

История

Термин протоплазма был приписан шведскому анатому Яну Пуркине в 1839 году. Он использовался для обозначения формирующего материала эмбрионов животных.

Однако еще в 1835 году зоолог Феликс Дюжарден описал вещество внутри корневищ. Это дает ему название саркода и указывает на его физические и химические свойства.

Позже, в 1846 году, немецкий ботаник Гуго фон Моль вновь ввел термин протоплазма для обозначения вещества, присутствующего в клетках растений.

В 1850 году ботаник Фердинанд Кон объединил термины, указав, что и растения, и животные имеют протоплазму. Исследователь отмечает, что у обоих организмов вещество, наполняющее клетки, похоже.

В 1872 году Бил ввел термин биоплазма. В 1880 году Ханштейн предложил слово протопласт, новый термин для обозначения всей клетки, за исключением клеточной стенки. Этот термин использовался некоторыми авторами для замены ячейки.

В 1965 году Ларди ввел термин цитозоль, который позже был использован для обозначения жидкости внутри клетки.

Протоплазматическая теория

Анатом Макс Шульце в конце XIX века предположил, что фундаментальной основой жизни является протоплазма. Шульце предположил, что протоплазма - это вещество, регулирующее жизнедеятельность тканей живых существ.

Работы Шульце считаются отправной точкой теории протоплазмы. Эта теория была поддержана предложениями Томаса Хаксли в 1868 году и другими учеными того времени.

Согласно теории протоплазмы, протоплазма является физической основой жизни. Таким образом, изучение этого вещества позволило бы нам понять функционирование живых существ, включая механизмы наследования.

С лучшим пониманием функций и структуры клеток теория протоплазмы потеряла свою актуальность.

Общие характеристики

Протоплазма состоит из различных органических и неорганических соединений. Самым распространенным веществом является вода, которая составляет почти 70% от ее общего веса и действует как носитель, растворитель, терморегулятор, смазка и структурный элемент.

Кроме того, 26% протоплазмы состоит из органических макромолекул. Это большие молекулы, образованные полимеризацией более мелких субъединиц.

Среди них мы находим углеводы, макромолекулы, состоящие из углерода, водорода и кислорода, которые хранят энергию для клетки. Они используются в различных метаболических и структурных функциях протоплазмы.

Точно так же существуют различные типы липидов (нейтральные жиры, холестерин и фосфолипиды), которые также служат источником энергии для клетки. Кроме того, они являются составной частью мембран, регулирующих различные функции протоплазмы.

Белки составляют почти 15% состава протоплазмы. Среди них есть структурные белки. Эти белки образуют протоплазматический каркас, способствуя его организации и клеточному транспорту.

Другие белки, присутствующие в протоплазме, являются ферментами. Они действуют как катализаторы (вещества, изменяющие скорость химической реакции) всех метаболических процессов.

Точно так же присутствуют различные неорганические ионы, которые соответствуют только 1% его состава (калий, магний, фосфор, сера, натрий и хлор). Они способствуют поддержанию pH протоплазмы.

Составные части

Протоплазма состоит из плазматической мембраны, цитоплазмы и нуклеоплазмы. Однако сегодня, благодаря достижениям электронной микроскопии, известно, что структура клетки еще более сложна.

Кроме того, существует большое количество субклеточных компартментов и очень сложное по структуре клеточное содержимое. Помимо органелл, которые входят сюда как часть цитоплазмы.

Плазматическая мембрана

Плазматическая мембрана или плазмалемма состоит примерно из 60% белков и 40% липидов. Его структурное устройство объясняется моделью жидкой мозаики. В этом случае мембрана представляет собой бислой фосфолипидов, в который встроены белки.

Считается, что все клеточные мембраны имеют одинаковую структуру. Однако плазмалемма - самая толстая мембрана клетки.

Плазмалемму невозможно увидеть в световой микроскоп. Только в конце 50-х годов 20-го века его структура могла быть детализирована.

цитоплазма

Цитоплазма определяется как весь клеточный материал, который находится внутри плазмалеммы, за исключением ядра. Цитоплазма включает в себя все органеллы (клеточные структуры с определенной формой и функцией). То же самое и с веществом, в которое погружены различные клеточные компоненты.

Цитозоль

Цитоскелет представляет собой белковый каркас, который образует клеточный каркас. Он состоит из микрофиламентов и микротрубочек. Микрофиламенты состоят в основном из актина, хотя есть и другие белки.

Эти нити имеют разный химический состав в разных типах клеток. Микротрубочки - это трубчатые структуры, в основном состоящие из тубулина.

Органеллы

Ядро - это клеточная органелла, содержащая генетическую информацию клетки. В нем происходят процессы деления клеток.

Различают три компонента ядра: ядерную оболочку, нуклеоплазму и ядрышко. Ядерная оболочка отделяет ядро ​​от цитоплазмы и состоит из двух мембранных единиц.

Нуклеоплазма - это внутреннее вещество, внутренне ограниченное ядерной оболочкой. Он представляет собой водную фазу, содержащую большое количество белков. В основном это ферменты, регулирующие метаболизм нуклеиновых кислот.

Хроматин (ДНК в ее дисперсной фазе) содержится в нуклеоплазме. Кроме того, представлено ядрышко, которое представляет собой структуру, образованную белками и РНК.

Характеристики

Все процессы, происходящие в клетке, связаны с протоплазмой через различные ее компоненты.

Плазматическая мембрана - это избирательный структурный барьер, который контролирует отношения между клеткой и окружающей ее средой. Липиды препятствуют прохождению гидрофильных веществ. Белки контролируют вещества, которые могут проходить через мембрану, регулируя их вход и выход в клетку.

В цитозоле происходят различные химические реакции, например гликолиз. Это напрямую связано с изменениями вязкости клеток, движением амебоидов и циклозом. Точно так же он имеет большое значение в формировании митотического веретена во время деления клеток.

В цитоскелете микрофиламенты связаны с движением и сокращением клеток. В то время как микротрубочки участвуют в транспорте клеток и помогают формировать клетку. Также они участвуют в образовании центриолей, ресничек и жгутиков.

Внутриклеточный транспорт, а также трансформация, сборка и секреция веществ - это ответственность эндоплазматического ретикулума и диктиосом.

Процессы трансформации и накопления энергии происходят в фотосинтезирующих организмах, имеющих хлоропласты. Получение АТФ посредством клеточного дыхания происходит в митохондриях.

Физиологические свойства

Описаны три физиологических свойства, связанных с протоплазмой. Это метаболизм, размножение и раздражительность.

В протоплазме происходят все метаболические процессы клетки. Некоторые процессы являются анаболическими и связаны с синтезом протоплазмы. Другие являются катаболическими и участвуют в его распаде. Метаболизм включает в себя такие процессы, как пищеварение, дыхание, всасывание и выделение.

Все процессы, связанные с размножением путем деления клетки, а также кодирование синтеза белков, необходимых для всех клеточных реакций, происходят в ядре клетки, содержащемся в протоплазме.

Раздражительность - это реакция протоплазмы на внешний раздражитель. Это способно вызвать физиологический ответ, который позволяет клетке адаптироваться к окружающей среде.

Ссылки

1. Лю Д. (2017) Клетка и протоплазма как контейнер, объект и вещество: 1835-1861 гг. Журнал истории биологии 50: 889-925.
2. Паниагуа Р., М. Нисталь, П. Сесма, М. Альварес-Урия, Б. Фрайле, Р. Анадон, Ф. Дж. Саес и М. Мигель (1997) Цитология и гистология растений и животных. Биология клеток и тканей животных и растений. Второе издание. McGraw Hill-Interamericana из Испании. Мадрид, Испания. 960 с.
3. Велч Г. Р. и Дж. Клегг (2010) От теории протоплазмы к биологии клеточных систем: размышления за 150 лет. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
4. Велч Г.Р. и Дж. Клегг (2012) Клетка против протоплазмы: ревизионистская история. Cell Biol. Int. 36: 643-647.