Протопласт

 

Раньше использовали понятие «протоплазма». Этот термин впервые ввел Пуркинье для обозначения содержимого клеток зародышевых тканей животных (1839). Моль назвал протоплазмой содержимое растительных клеток. Шульце в 1861г. сделал важное заключение о тождестве протоплазматического содержимого животных и растительных клеток как общего носителя жизненных свойств.

Протопласт – живая часть клетки, состоит из цитоплазмы и ядра. Цитоплазма состоит из основного вещества или цитоплазматического матрикса – гиалоплазмы и находящихся в нем различных органелл.

Органеллы – морфологически и функционально специализированные части клетки.

Гиалоплазма – внутренняя структурно – жидкостная среда, матрикс клетки. Это сложная, бесцветная, оптически прозрачная коллоидная система, способная к обратимым переходам из золя в гель. От 60 до 90% ее состава приходится на воду, что необходимо для протекания процессов клеточного метаболизма, т.к. реагирующие соединения находятся в растворе. Около 3% составляют минеральные вещества, остальное – органические вещества, в основном 4 типа органических соединений: белки, углеводы, липиды и НК. Причем до 70% из них приходятся на белки.

В гиалоплазме обнаружена микротрабекулярная  система. Это трехмерная решетка, построенная из тонких (d 3-6 нм) тяжей, заполняющих всю клетку. Компоненты цитоплазмы подвешаны к этой микротрабекулярной  решетке.

Микротрабекулярная решетка разделяет клетку на две фазы: богатую белком (тяжи решетки) и богатую водой, заполняющей пространство между тяжами. Вместе с водой решетка имеет консистенцию геля.

Микротрабекулярная решетка осуществляет связь между отдельными частями клетки и управляет внутриклеточным транспортом.

Функциональная роль микротрабекулярной системы заключается в поддержании цитоплазматического скелета, в способности гиалоплазмы изменять агрегатное состояние отдельных участков цитоплазмы, ее вязкость и текучесть. Эта система очень динамична: может распадаться на отдельные молекулы белков, которые переходят в раствор и изменяют физические свойства гиалоплазмы.

Важнейшим свойством цитоплазмы, связанным с физико-химическими особенностями гиалоплазмы, является ее способность к движению.

Впервые движение цитоплазмы наблюдал Корти в 1772г. у харовых водорослей.

Одной из характерных черт цитоскелета растягивающихся растительных клеток является наличие только кортикальных микротрубочек, прикрепленных к плазмалемме. Микротрубочки в первую очередь ответственны за ориентацию откладываемых целлюлозных микрофибрилл  клеточной оболочки, определяющих направление роста, за детерминацию формы клетки и ориентацию цитокинеза, т.е. за морфогенез.В большей степени растительные микротрубочки выполняют опорную функцию. Для апикально растущих клеток помимо кортикальных характерны продольно ориентированные глубинные микротрубочки. Они могут участвовать в переносе ядра и пластид. Центром организации микротрубочек служат мембраны ядра. Микрофиламенты  располагаются в глубине клетки и выполняют функции внутриклеточного транспорта и закономерного распределения клеточных компонентов.

Кроме фибриллярных в состав цитоплазмы входят глобулярные структуры -  рибосомы.

Рибосомы видны в электронный микроскоп как плотные округлые гранулы. Размеры их от 17 до 23 мк.

Одной из наиболее широко принятых характеристик рибосом является коэффициент седиментации, прямо коррелирующей с их размерами и молекулярной массой.

У прокариот (бактерии и сине-зеленые водоросли) коэффициент седиментации рибосом составляет около 70 единиц Сведберга и обозначается 70 S рибосомы.

Коэффициент седиментации цитоплазматических рибосом у эукариотических организмов около 80 -⁺ 3 единиц  Сведберга. Это 80 S рибосомы.

В соответствии с более высокими коэффициентами седиментации рибосом эукариотических организмов по сравнению с бактериальными рибосомами находятся и более высокие значения их молекулярной массы и размеров.

Рибосомы располагаются не только среди основной массы цитоплазмы и ядра, но и в хлоропластах и митохондриях.

Рибосомы хлоропластов и митохондриальные рибосомы относятся к 70 S типу, т.е. имеют несколько меньшие размеры, чем схожи с бактериальными рибосомами. Принципы структурной организации рибосом: