Цитоплазма рослинної клітини.

1. Загальна характеристика цитоплазми.

2. Субмікроскопічна структура цитоплазми.

3. Структура біологічних мембран цитоплазми. Основні біологічні мембрани цитоплазми.

4. Біологічні та фізичні властивості цитоплазми.

5. Хімічний склад цитоплазми.

1. Загальна характеристика цитоплазми.

Цитоплазма (від грец.kytos — вмістилище, тут — клітина і plasma — виліплене, оформлене) — основний вміст живої клітини, що являє собою гетерогенний комплекс гіалоплазми з розміщеними у ній органоїдами та включеннями. Зовні Ц. оточена плазма лемою, а від вакуоль відмежована тонопластом. В молодих клітинах цитоплазма займає весь простір клітини , а з віком починає структуруватись біля стінок у вигляді тяжів. Під світловим мікроскопом цитоплазма — гомогенна структура. В якій виділяються пластиди та мітохондрії.

2. Субмікроскопічна структура цитоплазми.

За допомогою світлового мікроскопа була встановлена субмікроскопічна будова цитоплазми. Було виявлено, що цитоплазма складається з гомогенної рідкої маси гіалоплазми (матрикс цитоплазми ) і складної системи мембран: плазмолеми, тонопласт та ін. Гіалоплазма (від грец. hyalos — скло і plasma — виліплене) — основна оптично прозора частина цитоплазми рослинних клітин, в якій містяться ядро, всі органоїди та продукти внутріклітинного метаболізму. Вона являє собою колоїдну фазу клітини певної в’язкості і здатної до активного руху, бере участь у внутрішньоклітинному транспорті речовин. Вона має складний хімічний склад. Містить проміжні продукти обміну, амінокислоти, РНК, ліпіди, ряд ферментів, необхідних для синтезу білків, нуклеїнових кислот, жирних кислот та ін. сполук. В гіалоплазмі виробляються агрегати макромолекул білка — мікро трубочки, або мікрофіламенти ( від грец. micros — малий від лат. filamentum — нитка)— надмолекулярні агрегати еукаріотичних клітин, які складаються із білкових субодиниць, що формують спіралізовану стрічку. М. беруть участь у зміні клітини при амебоїдному русі, ендомітозі, переміщенні прикріплених до них органел, генерують рух гіалоплазми тощо. Це нестійкі структури білкових компонентів діаметром біля 2,5 нм. , завдовжки кілька мікрометрів. Вони виконують особливі функції і в процесі поділу клітини — беруть участь в переміщені хромосом, у підтриманні форми про пластид, в орієнтації мікрофібрил клітинної оболонки. Мікро трубочки виявлені у всіх типах рослинних клітин. Деякі автори описують їх як окремі органели.

Функції гіалоплазми:

Є основною магістраллю для переміщення метаболітів клітини.

Заповнює частину простору плазмодесмових каналів і таким чином забезпечує міжклітинні зв’язки;

Вступаючи в безпосередні контакти з мембранами органел, вона регулює фізико-хімічні і ферментні зв’язки між ними.

3. Структура біологічних мембран цитоплазми. Основні біологічні мембрани цитоплазми.

Одним з великих відкриттів електронної мікроскопії — є встановлення мембранної організації цитоплазми. Біологічні мембрани — обов’язкові і дуже важливі її компоненти.

Біологічні мембрани представляють собою щільні, дуже тонкі плівки товщиною від 4 до 10 нм. Їх важлива властивість — напівпроникнення. Це пояснює те, що одні речовини, розчинені у воді проходять через мембрани легко навіть проти градієнта концентрації, для інших же речовин мембрани є важко проникним бар’єром. Можна сказати, що мембрани контролюють хімічний склад цитоплазми в цілому і її органел зокрема.Загальна маса мембран в активно функціонуючих клітинах становить 90 % всієї сухої речовини цитоплазми.Структура і хімічний склад мембран неоднорідний, що пов’язано з їх функцією. Структурну основу мембран становлять молекули ліпідів, які формують подвійний бімолекулярний шар. Причому, молекули фосфоліпідів орієнтовані гідрофільними полюсами назовні у напрямок водного середовища (тобто в цитоплазму), а гідрофобними залишками вони орієнтовані всередину. Тобто, вони володіють амфіпатичними властивостями: один кінець молекули гідрофобний, другий — гідрофільний. Гідрофільні кінці полярні, оскільки несуть електричний заряд, гідрофобні кінці не полярні. Молекули білків розташовуються розсіяно по обидва боки ліпідної основи. Частина білкових молекул глибоко занурена у ліпідний каркас, інколи вони розривають його, утворюючи гідрофільні пори. Різноманітність розташування білкових молекул або їх агрегатів в мембранах зумовлюють неоднорідність мембран і їх високу пластичність (лабільність) — здатність змінювати структуру відповідно за зміною функції. Найважливіше значення з біологічних мембран мають два пограничні шари: плазмалеми і тонопласт.Плазмалема (від грец. plasma — виліплене, оформлене і lemma — оболонка) — тонка цитоплазматична мембрана, що межує з клітинною оболонкою. Плазмалему можна побачити під електронним мікроскопом при збільшенні 50 і більше раз. Товщина 7,5- 9,5 нм. П. Має хвилясту, складчасту поверхню, завдяки чому збільшується поверхня всмоктування і безпосередньо прилягає до стінки клітини.

Функції плазмалеми:

П. регулює обмін речовин клітини з навколишнім середовищем (вибіркова здатність до проникнення речовин);

Виконує деякі синтетичні функції, зокрема на ній відбувається утворення целюлозних мікрофібрил клітинної оболонки, відіграє велику роль у явищах піноцитозу, фагоцитозу тощо.Тонопласт (від грец. tonos — напруження і plastos — виліплений, сформований) — біологічна мембрана клітин, що відокремлює цитоплазму від вакуолі і володіє вибірковою проникністю та здатністю до активного транспорту іонів. Т. Ще називають вакуолярною мембраною.