Глава 2. Цитоплазма и внутриклеточные органеллы
2.1. Цитоплазма
Цитоплазма (от греч.kytos- вместилище, plasma-оформленное) – это сложно организованная внутренняя среда клетки, составные части которой находятся во взвешенном состоянии. Термин «цитоплазма» предложен Е.Страсбургером в 1882г.
Содержимое клетки вместе с ядром называется протоплазмой. Под цитоплазмой понимают часть протоплазмы без ядра , ограниченную от окружающей среды плазматической мембраной. В цитоплазме проходят важнейшие метаболические процессы:
- поглощение из внешней среды воды, ионов и др. веществ;
- синтез белков и продуктов небелковый природы;
- образование энергии;
- дыхание и др. процессы обмена веществ.
Цитоплазма состоит из трех компонентов: гиалоплазмы, органоидов и включений и пронизана системой биомембран, которые разграничивают ее на изолированные отсеки (компартменты). Компартментализация цитоплазмыпозволяет локализировать обменные процессы (разделение процессов синтеза и распада), координировать взаимодействие органоидов
и обеспечить эффективность работы ферментных систем.
Это все в совокупности создает условия для функционирования цитоплазмы, как целостной системы, обеспечивающей жизнедеятельность клетки.
Гиалоплазма - это основная (55%) часть цитоплазмы, в которой проходят клеточные обменные процессы и поддерживается клеточный гомеостаз. Ее называют так же цитозолем, клеточным соком или клеточным матриксом. Гиалоплазма поддерживается цитоскелетом, име- ет вид однородного стекловидного вещества и является коллоидной системой.
Коллоидные
системы или
коллоиды
(от
греч.kolla-клей
+
eidos-вид)
-
это
дисперсные (от
лат.dispersus
- рассеянный)
системы, состоящие из относительно
крупных частиц размером 0,001-0,1 мкм
(дисперсная фаза) и среды
(дисперсионная среда), в которой они
распределены.
Дисперсной фазой
в
биоколлоидах
являются
белки,
нуклеиновые
кислоты, углеводы и другие
биологически
активные вещества;
дисперсной
средой
является вода.
Гиалоплазма
обладает способностью изменять своё
физико-химичес-
кие
состояние,
переходя
из
состояния золя
(жидкое состояние)
в гель
(поч-
ти твердое
состояние),
так
называемые
переходы
золь
гель,
причем разные
ее
участки
могут
находится
либо в состоянии золя (жидком), либо
– геля
(плотном). В
процессе этого перехода совершается
работа, в результате которой происходят
различные клеточные превращения:
образование
мембран, сборка молекул цитоскелета
и др. При этом меняется форма клеток,
ее подвижность и скорость обмена веществ.
Биоколлоиды
составляют
ту основу,
без которой невозможно существование
всего живого.
Они обладают
свойствами, обеспечивающими прохождение
различных биохимический реакций и
имеют сложную дисперсную фазу
(органические вещества), образованную
гомогенным мелкозернистым
веществом
с низ- кой электронной плотностью.
Гиалоплазма выглядит гомогенной и характеризуется низкой электронной плотностью. При изучении гиалоплазмы с помощью электронной микроскопии в ней обнаруживается сеть тончайших фибрилл, пересекающих гиалоплазму в различных направлениях. В ячейках этой сети располагаются органеллы, а в ее "узлах" фиксированы полисомы. Сеть гиалоплазмы образует цитоскелет клетки и участвует в перемещении и функционировании внутриклеточных структур (рис.50).
В состав гиалоплазмы входят:
- вода (60-70%);
- органические соединения: белки, липиды, полисахариды, нуклеи - новые кислоты;
- неорганические вещества, растворимые газы, различные метаболиты, ионы;
- ферменты, участвующие в синтезе аминокислот, нуклеотидов, жир - ных кислот, биосинтезе сахаров;
- промежуточные продукты метаболизма сахаров, липидов, белков и нуклеиновых кислот.
Рис.50.Схематическое изобра- жение клетки (Из: Интернет-ресурсы - структура и функ - ции цитоскелета)
В гиалоплазме проходят процессы гликолиза, модификация фер - ментов, приводящая к их активации, либо инактивации. В гиалоплазме начинается ряд биосинтетических процессов, которые в дальнейшем продолжаются в той или иной внутриклеточной системе (например, синтез АТФ).
Гиалоплазма выполняет следующие функции:
1 – обеспечивает обмен веществ (обмен жиров, белков и углеводов) и энергии;
2 – формирует жидкую микросреду (матрикс клетки);
3 - участвует в движении клетки.