Citoplazma

The Citoplazma napolni notranjost človeške celice. Sestavljen je iz citosola, tekoče ali gelu podobne snovi, organelov (mitohondrije, Golgijev aparat itd.) In celičnega okostja. Citoplazma se na splošno uporablja za encimsko biosintezo in katalizo, pa tudi za skladiščenje materiala in medcelični transport materiala.

Kaj je citoplazma?

Definicija izraza citoplazma v literaturi ni enotna. Nekateri avtorji celotno bioaktivno vsebnost človeške celice, vključno z jedrom, obravnavajo kot citoplazmo. Drugi avtorji ne štejejo organelov, ki jih vsebujejo celica, kot so mitohondrije in endoplazemski retikulum ter celično jedro kot citoplazma, vendar uporabljajo izraz protoplazma, pod katerim zasedajo celotno vsebino žive človeške celice.

Celično jedro in številne organele (do več tisoč) so zaprti v citoplazmi, prečkajo pa ga mikrofilamenti, vmesni filamenti in mikrotubule. To so citoskelet, beljakovine, ki dajejo celici moč in strukturo in omogočajo medcelični transport snovi - vključno s prevozom skozi biomembrene. Tekoč ali gelu podoben del citoplazme se imenuje citosol. Spremembe konsistence znotraj določenih področij citosola prenašajo tudi organele znotraj celice.

Da bi omogočili številne vzporedne biokemične reakcije znotraj celice, lahko biomembrane v citoplazmi tvorijo prostore, tako imenovane predelke. Omogočajo različne okoljske pogoje, ki se zahtevajo v vsakem primeru.

Anatomija in struktura

Citoplazma vsebuje približno 80,5 do 85% vode, 10 do 15% beljakovin, 2 do 4% lipidov, ostalo pa tvorijo polisaharidi, DNK, RNA ter organske in anorganske molekule in ioni. PH citoplazme je pri 7,0 skoraj nevtralen in vzdržujemo čim bolj stabilno. PH vrednost lahko s pomočjo ionskih črpalk rahlo stabilizirate ali spremenite.

Citoskelet, ki celici daje moč in obliko ter zagotavlja medcelični transport snovi, je sestavljen iz aktinskih filamentov (mikrofilamentov), ​​vmesnih filamentov in mikrotubul. Citoskelet je podvržen dinamičnemu postopku gradnje in remodeliranja, ki omogoča strukturne prilagoditve. Aktinovi filamenti so sestavljeni iz dolgo verižnih beljakovinskih polimerov z izjemno tankim premerom od približno 6 do 9 nanometrov. Vmesni filamenti so sestavljeni iz različnih strukturnih beljakovin (keratinov) na veliko bolj zapleten način in obstaja 5 različnih vrst.

Cevaste mikrotubule s premerom približno 24 nanometrov so sestavljene iz drobnih krogličnih enot tubulina. Mikrotubuli so lahko dolgi od frakcij mikrometra do nekaj sto mikrometrov. Glede na nalogo so mikrotubuli lahko zelo kratkotrajni do stabilnih dolgoživih.

Funkcija in naloge

Posamezne komponente kompleksne citoplazme imajo najrazličnejše funkcije in naloge. Prevladujoče naloge so shranjevanje nekaterih snovi in ​​encimsko-katalitična bioaktivnost, to je nabiranje in razgradnja potrebnih ali ne več potrebnih snovi. Citoplazmi ali celici je na voljo več orodij za izvajanje teh nadrejenih nalog.

Ker se številni procesi pretvorbe odvijajo znotraj določenih organelov, lahko citoplazma zagotovi znotrajcelični transport organelov na optimalno "lokacijo" znotraj celice s spreminjanjem konsistence iz gel podobne v vodeno in obratno. Mikrotubuli, ki omogočajo prenos mehurčkov skozi membrane, prevzamejo posebne funkcije. Snovi, za katere membrane niso prepustne, se zaprejo v vezikle (izbokline membrane) in vodijo skozi membrane s pomočjo mikrotubul. Mikrotubuli igrajo tudi posebno vlogo pri gibanjih znotraj celice in pri samodejnem gibanju nekaterih vrst celic, ki se premikajo s pomočjo bičevanja (npr. Sperme).

Mikrotubuli prevzamejo drugo posebno funkcijo v razporeditvi kromosomov med mitozo (normalna delitev celic) po podvajanju DNK. Tudi mikrotubuli igrajo pomembno vlogo pri stabilizaciji aksonov (ki jih imenujemo tudi živci), živčnih procesih, ki prenašajo živčne impulze iz živčne celice v ciljno tkivo (eferentno) ali iz senzorja v živčno celico (aferentno). Sposobnost citoplazme, da skozi tvorbo membran tvori zaprte reakcijske prostore znotraj celice, omogoča, da celica vodi številne biokemične procese hkrati, ki se encimatsko in katalitično nadzirajo in vsak potrebuje svoje reakcijsko okolje.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni

Skoraj neobvladljivo obilje funkcij, ki jih ima citoplazma ali nekatere posamezne sestavine citoplazme, kaže na to, da lahko pride do zapletenih in diferenciranih funkcionalnih motenj in pritožb v povezavi s citoplazmo. Kolhicin, znan tudi kot strup vretena, služi kot primer specifične disfunkcije.

To je alkaloid jesenskega kroka, ki se veže na monomerni tubulin, ga inaktivira in prepreči nastanek vretena za celično delitev (mitoza). To preprečuje normalno delitev celic. Vinblastin, kemoterapevtsko sredstvo, ki temelji na podobnem spektru delovanja, se uporablja posebej ob prisotnosti nekaterih vrst raka, da bi tumorju prikrajšali njegovo rastno osnovo. Prav tako lahko strupi, ki ovirajo sposobnost citoplazme, da odvzame ATP iz mitohondrijev in tam dostavi ADP, lahko hitro postane smrtno nevarna.

Tako imenovane taupatije temeljijo na genskih mutacijah, ki vodijo do strukturnih sprememb v tau proteinu. Tau protein je nepogrešljiv za strukturo mikrotubul, tako da se težave pojavijo zlasti na območju centralnega živčnega sistema (CNS). Bolezni, kot so Pickova bolezen, demenca HDDD in nekatere druge, je mogoče slediti genskim mutacijam, ki vodijo do depozitov beljakovin tau. Najbolj znana taupatija je Alzheimerjeva bolezen.