PROTOPLAZMA: HISTORIA, CECHY, SKŁADOWE, FUNKCJE - BIOLOGIA - 2026

Protoplazma to żywy materiał komórkowy. Struktura ta została po raz pierwszy zidentyfikowana w 1839 roku jako odróżnialny płyn od ściany. Uznano, że jest to przezroczysta, lepka i rozciągliwa substancja. Zinterpretowano ją jako strukturę bez pozornej organizacji iz licznymi organellami.

Uważa się, że protoplazma to cała część komórki znajdująca się wewnątrz błony komórkowej. Jednak niektórzy autorzy włączyli błonę komórkową, jądro i cytoplazmę do protoplazmy.

Zwierzęca komórka eukariotyczna. Źródło: Nikol valentina romero ruiz, źródło Wikimedia Commons

Obecnie termin protoplazma nie jest powszechnie używany. Zamiast tego naukowcy woleli odnieść się bezpośrednio do składników komórkowych.

Historia

Termin protoplazma został przypisany szwedzkiemu anatomowi Janowi Purkyne w 1839 roku. Użyto go w odniesieniu do materiału formacyjnego embrionów zwierzęcych.

Jednak już w 1835 roku zoolog Felix Dujardin opisał substancję znajdującą się wewnątrz ryzopodów. Nadaje mu nazwę sarkoda i wskazuje, że ma właściwości fizyczne i chemiczne.

Później, w 1846 roku, niemiecki botanik Hugo von Mohl ponownie wprowadził termin protoplazma w odniesieniu do substancji obecnej w komórkach roślinnych.

W 1850 roku botanik Ferdinand Cohn ujednolica terminy, wskazując, że zarówno rośliny, jak i zwierzęta mają protoplazmę. Badaczka zwraca uwagę, że w obu organizmach substancja wypełniająca komórki jest podobna.

W 1872 roku Beale wprowadził termin bioplazma. W 1880 roku Hanstein zaproponował słowo protoplast, nowy termin odnoszący się do całej komórki, z wyłączeniem ściany komórkowej. Ten termin był używany przez niektórych autorów do zastąpienia komórki.

W 1965 roku Lardy wprowadził termin cytosol, który później został użyty na określenie płynu wewnątrz komórki.

Teoria protoplazmatyczna

Anatomista Max Schultze pod koniec XIX wieku zaproponował, że fundamentalną podstawą życia jest protoplazma. Schultze zasugerował, że protoplazma jest substancją, która reguluje żywotną aktywność tkanek żywych istot.

Prace Schultze są uważane za punkt wyjścia dla teorii protoplazmatycznej. Teoria ta została poparta propozycjami Thomasa Huxleya z 1868 r. I innych ówczesnych naukowców.

Teoria protoplazmatyczna głosiła, że ​​protoplazma była fizyczną podstawą życia. W taki sposób, aby badanie tej substancji pozwoliło zrozumieć funkcjonowanie istot żywych, w tym mechanizmy dziedziczenia.

Dzięki lepszemu zrozumieniu funkcji i struktury komórki teoria protoplazmatyczna straciła ważność.

Charakterystyka ogólna

Protoplazma składa się z różnych związków organicznych i nieorganicznych. Najliczniejszą substancją jest woda, która stanowi prawie 70% jej całkowitej masy i pełni rolę nośnika, rozpuszczalnika, termoregulatora, smaru i elementu konstrukcyjnego.

Ponadto 26% protoplazmy składa się na ogół z makrocząsteczek organicznych. Są to duże cząsteczki powstałe w wyniku polimeryzacji mniejszych podjednostek.

Wśród nich znajdziemy węglowodany, makrocząsteczki złożone z węgla, wodoru i tlenu, które magazynują energię dla komórki. Są wykorzystywane w różnych funkcjach metabolicznych i strukturalnych protoplazmy.

Podobnie, istnieją różne rodzaje lipidów (tłuszcze obojętne, cholesterol i fosfolipidy), które również służą jako źródło energii dla komórki. Ponadto są częścią składową błon, które regulują różne funkcje protoplazmatyczne.

Białka stanowią prawie 15% składu protoplazmy. Wśród nich są białka strukturalne. Białka te tworzą szkielet protoplazmatyczny, przyczyniając się do jego organizacji i transportu komórkowego.

Inne białka obecne w protoplazmie to enzymy. Działają jako katalizatory (substancje modyfikujące szybkość reakcji chemicznej) wszystkich procesów metabolicznych.

Podobnie obecne są różne jony nieorganiczne, które stanowią tylko 1% jego składu (potas, magnez, fosfor, siarka, sód i chlor). Przyczyniają się one do utrzymania pH protoplazmy.

składniki

Protoplazma składa się z błony komórkowej, cytoplazmy i nukleoplazmy. Jednak dzisiaj, dzięki postępom w mikroskopii elektronowej, wiadomo, że budowa komórki jest jeszcze bardziej skomplikowana.

Ponadto istnieje duża liczba przedziałów subkomórkowych i strukturalnie bardzo złożona zawartość komórkowa. Oprócz organelli, które są tutaj zawarte jako część cytoplazmy.

Błona plazmowa

Błona plazmatyczna lub plazmalema składa się w około 60% z białek i 40% z lipidów. Jego układ strukturalny wyjaśnia model płynnej mozaiki. W tym membrana przedstawia dwuwarstwę fosfolipidową, w której osadzone są białka.

Uważa się, że wszystkie błony komórkowe mają taką samą strukturę. Jednak plazmalemma jest najgrubszą błoną komórki.

Plasmalemmy nie można zobaczyć pod mikroskopem świetlnym. Dopiero pod koniec lat 50. XX wieku można było doprecyzować jego strukturę.

Cytoplazma

Cytoplazma jest definiowana jako cały materiał komórkowy, który znajduje się w plazmalemmie, z wyłączeniem jądra. Cytoplazma obejmuje wszystkie organelle (struktury komórkowe o określonej formie i funkcji). Podobnie substancja, w której zanurzone są różne składniki komórkowe.

Cytosol

Cytoszkielet stanowi szkielet białkowy, który tworzy szkielet komórkowy. Składa się z mikrowłókien i mikrotubul. Mikrofilamenty są zbudowane głównie z aktyny, chociaż istnieją inne białka.

Te włókna mają różny skład chemiczny w różnych typach komórek. Mikrotubule to struktury rurowe zasadniczo zbudowane z tubuliny.

Organelle

Jądro jest organellą komórkową zawierającą informację genetyczną komórki. W nim zachodzą procesy podziału komórek.

Rozpoznawane są trzy składniki jądra: otoczka jądrowa, nukleoplazma i jąderko. Otoczka jądrowa oddziela jądro od cytoplazmy i składa się z dwóch jednostek błonowych.

Nukleoplazma jest wewnętrzną substancją, która jest wewnętrznie ograniczona przez otoczkę jądrową. Stanowi fazę wodną zawierającą dużą liczbę białek. Przede wszystkim są to enzymy regulujące metabolizm kwasów nukleinowych.

Chromatyna (DNA w fazie rozproszonej) jest zawarta w nukleoplazmie. Ponadto prezentowany jest jąderko, które jest strukturą utworzoną przez białka i RNA.

cechy

Wszystkie procesy zachodzące w komórce są związane z protoplazmą poprzez jej różne składniki.

Błona plazmatyczna jest selektywną barierą strukturalną, która kontroluje relacje między komórką a otaczającym ją środowiskiem. Lipidy zapobiegają przenikaniu substancji hydrofilowych. Białka kontrolują substancje, które mogą przenikać przez błonę, regulując ich wejście i wyjście do komórki.

W cytozolu zachodzą różne reakcje chemiczne, takie jak glikoliza. Ma to bezpośredni wpływ na zmiany lepkości komórek, ruch ameboidów i cyklozę. Ma również duże znaczenie w tworzeniu się wrzeciona mitotycznego podczas podziału komórki.

W cytoszkielecie mikrofilamenty są związane z ruchem i kurczeniem się komórek. Podczas gdy mikrotubule biorą udział w transporcie komórek i pomagają w kształtowaniu komórki. Uczestniczą również w tworzeniu centrioli, rzęsek i wici.

Za transport wewnątrzkomórkowy, jak również za przemianę, składanie i wydzielanie substancji odpowiada retikulum endoplazmatyczne i diktyosomy.

Procesy transformacji i akumulacji energii zachodzą w organizmach fotosyntetycznych, które posiadają chloroplasty. Pozyskiwanie ATP poprzez oddychanie komórkowe zachodzi w mitochondriach.

Właściwości fizjologiczne

Opisano trzy właściwości fizjologiczne związane z protoplazmą. Są to metabolizm, reprodukcja i drażliwość.

W protoplazmie zachodzą wszystkie procesy metaboliczne komórki. Niektóre procesy mają charakter anaboliczny i są związane z syntezą protoplazmy. Inni są kataboliczni i biorą udział w jego rozpadzie. Metabolizm obejmuje takie procesy, jak trawienie, oddychanie, wchłanianie i wydalanie.

Wszystkie procesy związane z rozmnażaniem przez podział komórkowy, a także kodowanie syntezy białek wymaganych we wszystkich reakcjach komórkowych zachodzą w jądrze komórki, zawartym w protoplazmie.

Drażliwość jest odpowiedzią protoplazmy na bodziec zewnętrzny. Może to wywołać fizjologiczną odpowiedź, która pozwala komórce przystosować się do otaczającego ją środowiska.

Bibliografia

1. Liu D (2017) Komórka i protoplazma jako pojemnik, przedmiot i substancja: 1835-1861. Journal of the History of Biology 50: 889-925.
2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez and M Miguel (1997) Plant and animal cytology and histology. Biologia komórek i tkanek zwierzęcych i roślinnych. Druga edycja. McGraw Hill-Interamericana z Hiszpanii. Madryt, Hiszpania. 960 pkt.
3. Welch GR i J Clegg (2010) Od teorii protoplazmatycznej do biologii systemów komórkowych: refleksja 150 lat. Am J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
4. Welch GR i J Clegg (2012) Cell versus protoplasm: revisionist history. Celi Biol. Int. 36: 643-647.