4.2. Цитозоль та цитоскелет
Цитоплазма клітини складається із водянистої основної речовини — гіалоплазми (цитозоль), у якій розташовані органели, нитки цитоскелету та інколи клітинні включення.
Гіалоплазма (основна речовина цитоплазми) приблизно на 90% складається із води, в якій в розчиненому вигляді знаходяться всі основні біомолекули: солі, цукри, амінокислоти, нуклеотиди, вітаміни та гази, що утворюють істинний розчин, тоді як великі молекули, зокрема білки, перебувають у колоїдному розчині. Склад цитозолю не лишається постійним, тут відбувається синтез і розчеплення глюкози, жирних кислот, нуклеотидів та амінокислот; регулюється активність ферментів, які змінюють обмін речовин клітини відповідно до зовнішніх умов. У вигляді включень у ньому можуть відкладатись різні продукти життєдіяльності: глікоген, крохмаль, жири та ін. В’язкість цитозолю може змінюватись під впливом різних чинників довкілля (температура, тиск, механічна дія, тощо), тому в кожній частині клітини вона різна. Чим рідкішим є цитозоль, тим більша швидкість реакцій, які відбуваються в ньому. Дія однієї з внутрішніх систем, що регулюють в’язкість цитозолю, пов’язана з актином. Цей білок може існувати у вигляді: глобулярного актину (ГА) та лінійного полімеру з білкових глобул – фібрилярного актину (ФА). При полімеризації ГА та переході його у ФА цитозоль густішає. Головними регуляторами таких переходів є іони Са, АТФ та спеціальні білки гельзоліни. Вміст цих речовин у клітині залежить від багатьох інших процесів. Так, на кількість Са впливає його накопичення в цистернах ендоплазматичної сітки або вивільнення з них.
Рис. 10. Цитоплазма клітини
Функції цитоплазми
Комунікативна — забезпечує зв'язок різних частин клітини (компартментів) між собою.
Гомеостатична — підтримує сталість хімічного складу та фізичних властивостей всередині клітини.
Транспортна — забезпечує перенесення молекул між органелами.
Цитоскелет - опорно-рухова система клітини, що складається з мікротрубочок, проміжних філаментів та актинових мікрофіламентів. Цитоскелет утворює підмембранний комплекс поверхневого апарату. Мікронитки ковзають одна відносно іншої, підтягуючи макромолекули до мембран, мікротрубочки забезпечують рух за допомогою білків-моторів. Компоненти цитоскелета визначають місце проходження різних процесів у клітині.
4.3. Немембранні органели: рибосоми, клітинний центр, органоїди руху
Рибосоми — органели 20 нм діам. не оточені мембраною, відповідають за здійснення трансляції (синтез білка на матриці мРНК). Кожна рибосома складається із двох субодиниць — великої та малої, які містять білки та рРНК. Існує два основних типи рибосом — 70S та 80S (коефіцієнти седиментації). У клітинах прокаріот зустрічаються тільки 70S рибосоми, тоді як у клітинах еукаріот можна зустріти обидва класи: в цитоплазмі 80S, а в мітохондріях і пластидах — 70S рибосоми. В еукаріотичних клітинах виділяють дві основні популяції рибсом: вільні та зв'язані з ендоплазматичним ретикулумом. Ці дві групи не відрізняються за структурою, а тільки за тим які саме білки вони синтезують: вільні — цитоплазматичні білки, тоді як на шЕПР іде синтез мембранних і секреторних білків. Часто кілька рибосом рухаються одна за одною вздовж одного ланцюга мРНК, синтезуючи поліпептидні ланцюги, такі об'єднання рибосом називають полірибосомами. Нові субодиниці рибосом збираються в ядерці.
Рис. 11. Органели клітини
Клітинний центр (центросома) - центр організації мікротрубочок, який визначає орієнтацію веретена поділу і розходження хромосом до полюсів клітини під час мітозу або мейозу та бере участь у формуванні органоїдів руху (джгутиків і війок). Розташований поблизу ядра та зв’язаний з апаратом Гольджи він є геометричним центром клітини. Клітинний центр складається з двох розташованих під прямим кутом одна до одної центріолей.
Центріоль — це циліндр завдовжки 0,3 мкм і діаметром 0,1 мкм, стінка якого утворена дев'ятьма групами білкових мікротрубочок, розміщених по колу. Перед клітинним поділом центріолі подвоюються (центріолей стає 4), кожна пара розходиться до одного з полюсів клітини, де вони стають центрами організації для мікротрубочок веретена поділу, за допомогою якого під час мітозу хромосоми розтягуються до полюсів клітини.
Джгутики — забезпечують рухливість, закріплюючись на мембрані за допомогою базального тіла, будова якого подібна до будови центріолі. У бактерій циліндричний джгутик не вкритий плазматичною мембраною, в 10 разів тонший, ніж еукаріотичний. Джгутик складається з однакових молекул білків, що утворюють циліндр — дві осьові фібрили оточені дев’ятьма периферичними дуплетами фібрил.
Псевдоподії (несправжні ніжки) утворюються шляхом вигину плазматичної мембрани. Серед вільноживучих одноклітинних організмів псевдоподії має амеба. Вони є також у лейкоцитів ссавців.
Війки - миготливі органели руху за будовою схожі на джгутики але відрізняються типом руху (биття війок завжди відбувається в одній площині). Складаються переважно з 11 мікротрубочок, що здатні скорочуватись та відрізняються одна від одної тільки довжиною. Ці органи руху наявні у одноклітинних (інфузорії) та дрібних багатоклітинних (війкові черв’яки). Крім того, вони забезпечують транспорт речовин у порожнинах тіла всіх типів тварин (крім членистоногих і круглих черв’яків): порожнини кишечника, ниркових канальців, дихальних шляхів вистелено війковим епітелієм.