เป็นที่ทราบกันดีว่าสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ประกอบด้วยน้ำในรูปแบบอิสระหรือผูกพัน 70 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป มันมาจากไหนมากมาย มันแปลจากที่ไหน? ปรากฎว่าแต่ละเซลล์ในองค์ประกอบของมันมีน้ำมากถึง 80% และมีเพียงส่วนที่เหลือเท่านั้นที่ตกอยู่กับมวลของวัตถุแห้ง
และโครงสร้าง "น้ำ" หลักเป็นเพียงไซโตพลาสซึมของเซลล์ นี่คือสภาพแวดล้อมภายในที่สลับซับซ้อน ต่างกัน และไดนามิก พร้อมด้วยคุณสมบัติโครงสร้างและหน้าที่ที่เราจะคุ้นเคยเพิ่มเติม
โปรโตพลาสต์
คำนี้ใช้เพื่อระบุเนื้อหาภายในทั้งหมดของโครงสร้างที่เล็กที่สุดของยูคาริโอต คั่นด้วยพลาสมาเมมเบรนจาก "เพื่อนร่วมงาน" อื่นๆ ซึ่งรวมถึงไซโตพลาสซึม - สภาพแวดล้อมภายในของเซลล์, ออร์แกเนลล์ที่อยู่ในนั้น, นิวเคลียสที่มีนิวเคลียสและสารพันธุกรรม
ออร์แกเนลล์อะไรอยู่ในไซโตพลาสซึม? นี่คือ:
- ไรโบโซม;
- ไมโตคอนเดรีย;
- EPS;
- เครื่องมือกอลจิ;
- ไลโซโซม;
- รวมเซลล์;
- แวคิวโอล (ในพืชและเชื้อรา);
- ศูนย์เซลล์
- พลาสติด (ในพืช);
- ซีเลียและแฟลกเจลลา;
- ไมโครฟิลาเมนต์;
- microtubules.
นิวเคลียสที่แยกจากกันโดยคาริโอเลมมา ซึ่งมีนิวคลีโอลีและโมเลกุลดีเอ็นเอ ประกอบด้วยไซโตพลาสซึมของเซลล์ด้วย ตรงกลางเป็นรูปสัตว์ ใกล้กับผนัง - ในพืช
ดังนั้น ลักษณะโครงสร้างของไซโตพลาสซึมส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ ขึ้นอยู่กับตัวสิ่งมีชีวิตเอง ซึ่งเป็นของอาณาจักรของสิ่งมีชีวิต โดยทั่วไปจะใช้พื้นที่ว่างทั้งหมดภายในและทำหน้าที่สำคัญหลายประการ
เมทริกซ์หรือไฮยาโลพลาสซึม
โครงสร้างของไซโตพลาสซึมของเซลล์ประกอบด้วยการแบ่งออกเป็นส่วนๆ เป็นหลัก:
- hyaloplasm - ส่วนของเหลวถาวร
- ออร์แกเนลล์;
- การรวมเป็นตัวแปรโครงสร้าง
เมทริกซ์หรือไฮยาโลพลาสซึมเป็นองค์ประกอบภายในหลัก ซึ่งสามารถอยู่ในสองสถานะ - เถ้าและเจล
Cytosol คือไซโตพลาสซึมของเซลล์ที่มีลักษณะการรวมตัวของของเหลวมากกว่า ไซโตเจลนั้นเหมือนกัน แต่อยู่ในสภาพที่หนาแน่นกว่า อุดมไปด้วยโมเลกุลของสารอินทรีย์ขนาดใหญ่ องค์ประกอบทางเคมีทั่วไปและคุณสมบัติทางกายภาพของไฮยาโลพลาสซึมมีดังนี้:
- ไม่มีสี สารคอลลอยด์หนืด ค่อนข้างหนาและเหนียวเหนอะหนะ
- มีความแตกต่างที่ชัดเจนในแง่ของการจัดโครงสร้างอย่างไรก็ตามเนื่องจากความคล่องตัวสามารถเปลี่ยนได้ง่าย;
- จากด้านในแสดงด้วยโครงร่างโครงกระดูกหรือโครงตาข่ายขนาดเล็ก ซึ่งประกอบขึ้นจากเส้นใยโปรตีน (ไมโครทูบูลและไมโครฟิลาเมนต์)
- ในส่วนของโครงตาข่ายนี้ ชิ้นส่วนโครงสร้างทั้งหมดของเซลล์โดยรวมตั้งอยู่ และเนื่องจากไมโครทูบูล เครื่องมือกอลจิ และ ER ข้อความจึงเกิดขึ้นระหว่างพวกมันผ่านไฮยาโลพลาสซึม
ดังนั้น ไฮยาโลพลาสซึมเป็นส่วนสำคัญที่ให้หน้าที่มากมายของไซโตพลาสซึมในเซลล์
องค์ประกอบของไซโตพลาสซึม
ถ้าเราพูดถึงองค์ประกอบทางเคมี ส่วนแบ่งของน้ำในไซโตพลาสซึมจะมีสัดส่วนประมาณ 70% ซึ่งเป็นค่าเฉลี่ย เนื่องจากพืชบางชนิดมีเซลล์ซึ่งมีน้ำมากถึง 90-95% วัตถุแห้งแสดงโดย:
- โปรตีน;
- คาร์โบไฮเดรต;
- ฟอสโฟลิปิด;
- โคเลสเตอรอลและสารประกอบอินทรีย์ที่มีไนโตรเจนอื่น ๆ
- อิเล็กโทรไลต์ (เกลือแร่);
- รวมในรูปหยดไกลโคเจน (ในเซลล์สัตว์) และสารอื่นๆ
ปฏิกิริยาเคมีทั่วไปของตัวกลางเป็นด่างหรือด่างเล็กน้อย หากเราพิจารณาว่าไซโตพลาสซึมของเซลล์ตั้งอยู่อย่างไรก็ควรสังเกตลักษณะดังกล่าว ชิ้นส่วนถูกรวบรวมที่ขอบในบริเวณพลาสมาเลมมา และเรียกว่า เอ็กโทพลาสซึม อีกส่วนหนึ่งถูกวางชิดใกล้กับคาริโอเลมมา เรียกว่าเอนโดพลาสซึม
โครงสร้างของไซโตพลาสซึมของเซลล์ถูกกำหนดโดยโครงสร้างพิเศษ - ไมโครทูบูลและไมโครฟิลาเมนต์ ดังนั้นเราจะพิจารณาในรายละเอียดเพิ่มเติม
ไมโครทูบูล
กลวงอนุภาคยาวขนาดเล็กถึงหลายไมโครเมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง - ตั้งแต่ 6 ถึง 25 นาโนเมตร เนื่องจากตัวบ่งชี้ที่น้อยเกินไป การศึกษาโครงสร้างเหล่านี้อย่างสมบูรณ์และกว้างขวางยังไม่สามารถทำได้ อย่างไรก็ตาม สันนิษฐานว่าผนังของพวกมันประกอบด้วยสารโปรตีนทูบูลิน สารประกอบนี้มีโมเลกุลบิดเป็นเกลียวโซ่
หน้าที่บางอย่างของไซโตพลาสซึมในเซลล์นั้นดำเนินการได้อย่างแม่นยำเนื่องจากการมีอยู่ของไมโครทูบูล ตัวอย่างเช่น พวกเขามีส่วนร่วมในการสร้างผนังเซลล์ของเชื้อราและพืช แบคทีเรียบางชนิด ในเซลล์สัตว์มีน้อยกว่ามาก นอกจากนี้ยังเป็นโครงสร้างเหล่านี้ที่ทำการเคลื่อนไหวของออร์แกเนลล์ในไซโตพลาสซึม
ไมโครทูบูลเองนั้นไม่เสถียร สามารถสลายตัวอย่างรวดเร็วและก่อตัวใหม่ได้อีกครั้ง และมีการต่ออายุเป็นครั้งคราว
ไมโครฟิลาเมนต์
องค์ประกอบสำคัญของไซโตพลาสซึมอย่างเพียงพอ พวกเขาเป็นเส้นใยยาวของแอคติน (โปรตีนทรงกลม) ซึ่งพันกันเป็นเครือข่ายทั่วไป - โครงร่างโครงร่าง อีกชื่อหนึ่งคือ microtrabecular lattice นี่เป็นลักษณะโครงสร้างของไซโตพลาสซึม อันที่จริงต้องขอบคุณโครงร่างของเซลล์ที่ออร์แกเนลล์ทั้งหมดถูกยึดเข้าด้วยกัน พวกมันสามารถสื่อสารกันอย่างปลอดภัย สารและโมเลกุลผ่านเข้าไป และการเผาผลาญอาหารก็ดำเนินไป
อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันว่าไซโตพลาสซึมเป็นสภาพแวดล้อมภายในของเซลล์ ซึ่งมักจะสามารถเปลี่ยนข้อมูลทางกายภาพของมันได้: กลายเป็นของเหลวหรือหนืดมากขึ้น เปลี่ยนโครงสร้าง (เปลี่ยนจากโซลเป็นเจลและในทางกลับกัน). ในการนี้ ไมโครฟิลาเมนต์เป็นส่วนที่เคลื่อนไหวได้และเคลื่อนไหวได้ซึ่งมีความสามารถสร้างใหม่ เปลี่ยนแปลง สลายตัวและก่อตัวขึ้นใหม่อย่างรวดเร็ว
เยื่อหุ้มพลาสม่า
การปรากฏตัวของโครงสร้างเมมเบรนจำนวนมากที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีและทำงานตามปกติเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเซลล์ ซึ่งถือเป็นลักษณะโครงสร้างของไซโตพลาสซึมชนิดหนึ่ง ท้ายที่สุด ผ่านอุปสรรคของเมมเบรนในพลาสมาที่ขนส่งโมเลกุล สารอาหาร และผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึม ก๊าซสำหรับกระบวนการหายใจ และอื่นๆ นั่นคือเหตุผลที่ออร์แกเนลล์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างเหล่านี้
พวกมันก็เหมือนกับเครือข่ายที่อยู่ในไซโตพลาสซึมและแยกเนื้อหาภายในของโฮสต์ออกจากกัน ออกจากสิ่งแวดล้อม ปกป้องและป้องกันสารที่ไม่พึงประสงค์และแบคทีเรียที่เป็นอันตราย
โครงสร้างส่วนใหญ่คล้ายคลึงกัน - แบบจำลองโมเสกของเหลว ซึ่งถือว่าพลาสมาเลมมาแต่ละตัวเป็นชั้นไบโอเลเยอร์ของลิปิด ถูกแทรกซึมโดยโมเลกุลโปรตีนที่แตกต่างกัน
เนื่องจากหน้าที่ของไซโตพลาสซึมในเซลล์นั้นเป็นข้อความขนส่งระหว่างทุกส่วนเป็นหลัก การมีอยู่ของเยื่อหุ้มเซลล์ในออร์แกเนลล์ส่วนใหญ่จึงเป็นหนึ่งในส่วนโครงสร้างของไฮยาโลพลาสซึม ในสถานที่ที่ซับซ้อน พวกเขาทำงานทั่วไปร่วมกันเพื่อรับประกันชีวิตของเซลล์
ไรโบโซม
โครงสร้างโค้งมนขนาดเล็ก (ไม่เกิน 20 นาโนเมตร) ประกอบด้วยสองส่วน - หน่วยย่อย ส่วนเหล่านี้สามารถอยู่ร่วมกันและแยกจากกันในบางครั้ง พื้นฐานขององค์ประกอบ: rRNA (กรดไรโบโซมไรโบนิวคลีอิก) และโปรตีน การแปลหลักของไรโบโซมในเซลล์:
- นิวเคลียสและนิวเคลียสโดยที่การก่อตัวของหน่วยย่อยในโมเลกุล DNA;
- ไซโตพลาสซึม - ในที่สุดไรโบโซมที่นี่ก็ถูกสร้างเป็นโครงสร้างเดียว รวมครึ่งส่วนเข้าด้วยกัน
- เยื่อหุ้มนิวเคลียสและเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม - ไรโบโซมสังเคราะห์โปรตีนบนพวกมันและส่งเข้าไปในออร์แกเนลล์ทันที
- ไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ของเซลล์พืชสังเคราะห์ไรโบโซมของตัวเองภายในร่างกายและใช้โปรตีนที่ผลิตขึ้น นั่นคือ พวกมันมีอยู่อย่างอิสระในเรื่องนี้
หน้าที่ของโครงสร้างเหล่านี้คือการสังเคราะห์และประกอบโมเลกุลโปรตีนขนาดใหญ่ ซึ่งใช้ในกิจกรรมที่สำคัญของเซลล์
เอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมและอุปกรณ์กอลจิ
เครือข่ายของ tubules, tubules และ vesicles จำนวนมากซึ่งสร้างระบบนำไฟฟ้าภายในเซลล์และตั้งอยู่ทั่วไซโตพลาสซึมเรียกว่าเอนโดพลาสมิกเรติเคิลหรือเรติเคิล หน้าที่ของมันสอดคล้องกับโครงสร้าง - ทำให้มั่นใจถึงการเชื่อมต่อระหว่างออร์แกเนลล์ระหว่างกันและขนส่งโมเลกุลสารอาหารไปยังออร์แกเนลล์
กอลจิคอมเพล็กซ์หรืออุปกรณ์ทำหน้าที่สะสมสารที่จำเป็น (คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน) ในระบบโพรงพิเศษ พวกมันถูกจำกัดจากไซโตพลาสซึมโดยเยื่อหุ้มเซลล์ นอกจากนี้ยังเป็นออร์แกนอยด์ที่เป็นแหล่งสังเคราะห์ไขมันและคาร์โบไฮเดรต
เปรอกซิโซมและไลโซโซม
ไลโซโซมมีขนาดเล็ก โครงสร้างมนคล้ายถุงน้ำ พวกมันมีอยู่มากมายและกระจายอยู่ในไซโตพลาสซึม ซึ่งพวกมันเคลื่อนที่อย่างอิสระภายในเซลล์ งานหลักของพวกเขาคือการละลายของอนุภาคต่างประเทศนั่นคือการกำจัด "ศัตรู" ในรูปแบบของส่วนที่ตายของโครงสร้างเซลล์ แบคทีเรีย และโมเลกุลอื่นๆ
เนื้อหาของเหลวอิ่มตัวด้วยเอนไซม์ ดังนั้นไลโซโซมจึงมีส่วนร่วมในการสลายตัวของโมเลกุลขนาดใหญ่เป็นหน่วยโมโนเมอร์ของพวกมัน
เพอรอกซิโซมเป็นออร์แกเนลล์วงรีขนาดเล็กหรือกลมที่มีเยื่อแผ่นเดียว เต็มไปด้วยของเหลวรวมทั้งเอ็นไซม์ต่างๆมากมาย พวกเขาเป็นหนึ่งในผู้บริโภคหลักของออกซิเจน พวกเขาทำหน้าที่ขึ้นอยู่กับประเภทของเซลล์ที่พวกเขาอยู่ การสังเคราะห์ไมอีลินเป็นไปได้สำหรับเปลือกของเส้นใยประสาท และยังสามารถทำปฏิกิริยาออกซิเดชันและทำให้เป็นกลางของสารพิษและโมเลกุลต่างๆ
ไมโตคอนเดรีย
โครงสร้างเหล่านี้เรียกว่าสถานีพลังงาน (พลังงาน) ของเซลล์ไม่ได้เปล่าประโยชน์ ท้ายที่สุดแล้วการก่อตัวของตัวพาพลังงานหลักเกิดขึ้น - โมเลกุลของกรดอะดีโนซีนไตรฟอสฟอริกหรือเอทีพี มีลักษณะเหมือนถั่ว เมมเบรนที่แยกไมโทคอนเดรียออกจากไซโตพลาสซึมเป็นสองเท่า โครงสร้างภายในถูกพับสูงเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการสังเคราะห์เอทีพี รอยพับนี้เรียกว่า cristae ซึ่งมีเอ็นไซม์ที่แตกต่างกันจำนวนมากเพื่อเร่งกระบวนการสังเคราะห์
ไมโตคอนเดรียส่วนใหญ่มีเซลล์กล้ามเนื้อในสัตว์และมนุษย์ เนื่องจากพวกมันต้องการเนื้อหาและพลังงานที่สูง
ปรากฏการณ์ไซโคลส
การเคลื่อนที่ของไซโตพลาสซึมในเซลล์เรียกว่าไซโคลซิส ประกอบด้วยหลายประเภท:
- oscillator;
- หมุนหรือวงกลม;
- ริ้ว
การเคลื่อนไหวใดๆ ก็ตามเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าไซโทพลาสซึมมีหน้าที่สำคัญหลายประการ: การเคลื่อนไหวของออร์แกเนลล์ภายในไฮยาโลพลาสซึมอย่างเต็มรูปแบบ การแลกเปลี่ยนสารอาหาร ก๊าซ พลังงาน และการกำจัดเมตาบอลิซึมอย่างทั่วถึง
ไซโคลสเกิดขึ้นได้ทั้งในเซลล์พืชและเซลล์สัตว์ โดยไม่มีข้อยกเว้น ถ้ามันหยุดร่างกายก็ตาย ดังนั้น กระบวนการนี้จึงเป็นตัวบ่งชี้ถึงกิจกรรมสำคัญของสิ่งมีชีวิต
ดังนั้น เราสามารถสรุปได้ว่าไซโตพลาสซึมของเซลล์สัตว์ เซลล์พืช เซลล์ยูคาริโอตใดๆ ก็ตามเป็นโครงสร้างที่มีชีวิตแบบไดนามิกมาก
ความแตกต่างระหว่างไซโตพลาสซึมของเซลล์สัตว์และเซลล์พืช
จริงๆแล้วมีความแตกต่างกันเล็กน้อย แผนผังทั่วไปของอาคาร หน้าที่ดำเนินการมีความคล้ายคลึงกันโดยสิ้นเชิง อย่างไรก็ตาม ยังมีความคลาดเคลื่อนอยู่บ้าง ตัวอย่างเช่น:
- ไซโตพลาสซึมของเซลล์พืชประกอบด้วยไมโครทูบูลที่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของผนังเซลล์มากกว่าไมโครฟิลาเมนต์ สัตว์ทำตรงกันข้าม
- การรวมเซลล์ในไซโตพลาสซึมของพืชเป็นเม็ดแป้ง ในขณะที่ในสัตว์คือหยดไกลโคเจน
- เซลล์พืชมีลักษณะเป็นออร์แกเนลล์ที่ไม่พบในสัตว์ คือพลาสติด แวคิวโอล และผนังเซลล์
ในอีกแง่หนึ่ง โครงสร้างทั้งสองเหมือนกันในองค์ประกอบและโครงสร้างของไซโตพลาสซึม จำนวนลิงก์องค์ประกอบบางอย่างอาจแตกต่างกันไป แต่จำเป็นต้องมี ดังนั้นค่าของไซโตพลาสซึมในเซลล์เท่ากับพืชและสัตว์ก็ยิ่งใหญ่ไม่แพ้กัน
บทบาทของไซโตพลาสซึมในเซลล์
คุณค่าของไซโตพลาสซึมในเซลล์นั้นยอดเยี่ยมมาก ถ้าไม่บอกว่าเป็นปัจจัยชี้ขาด ท้ายที่สุด นี่คือพื้นฐานของโครงสร้างที่สำคัญทั้งหมด ดังนั้นจึงเป็นการยากที่จะประเมินค่าสูงไปในบทบาทของโครงสร้าง เราสามารถกำหนดประเด็นหลักหลายประการที่เปิดเผยความหมายนี้
- มันเองที่รวมส่วนต่าง ๆ ของเซลล์ไว้เป็นระบบเดียวที่ซับซ้อนซึ่งดำเนินกระบวนการของชีวิตอย่างราบรื่นและรวมกัน
- เนื่องจากน้ำ ไซโตพลาสซึมในเซลล์ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางสำหรับปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่ซับซ้อนจำนวนมากและการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาของสาร (ไกลโคไลซิส โภชนาการ การแลกเปลี่ยนก๊าซ)
- นี่คือ "ความจุ" หลักสำหรับการมีอยู่ของออร์แกเนลล์เซลล์ทั้งหมด
- ใช้ไมโครฟิลาเมนต์และทูบูล สร้างโครงร่างเซลล์ จับออร์แกเนลล์และปล่อยให้พวกมันเคลื่อนที่ได้
- มันอยู่ในไซโตพลาสซึมที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพจำนวนหนึ่งเข้มข้น - เอ็นไซม์ โดยที่ไม่มีปฏิกิริยาทางชีวเคมีเกิดขึ้น
สรุปต้องขอบอกว่า บทบาทของไซโตพลาสซึมในเซลล์นั้นเป็นกุญแจสำคัญ เนื่องจากเป็นพื้นฐานของกระบวนการทั้งหมด สภาพแวดล้อมของชีวิต และสารตั้งต้นสำหรับปฏิกิริยา