cytoplazma

cytoplazma vypĺňa vnútro ľudskej bunky. Skladá sa z cytosolu, kvapaliny alebo gélu podobnej látky, organel (mitochondrie, Golgiho aparát, atď.) A bunkovej kostry. Celkovo sa cytoplazma používa na enzymatickú biosyntézu a katalýzu, ako aj na ukladanie materiálu a intracelulárny transport materiálu.

Čo je to cytoplazma?

Definícia pojmu cytoplazma nie je v literatúre jednotná. Niektorí autori považujú celý bioaktívny obsah ľudskej bunky, vrátane jadra ako celku, za cytoplazmu. Iní autori nepočítajú organely obsiahnuté v bunke, ako je mitochondria a endoplazmatické retikulum a bunkové jadro, ako cytoplazmu, ale používajú termín protoplazma, pod ktorým preberajú celý obsah živej ľudskej bunky.

Bunkové jadro a početné organely (až tisíce) sú uzavreté v cytoplazme a prechádzajú mikrovláknami, strednými vláknami a mikrotubulami. Sú to cytoskelet, proteíny, ktoré dávajú bunkovej sile a štruktúre a umožňujú intracelulárny transport látok - vrátane transportu cez biomembrány. Kvapalná alebo gélová časť cytoplazmy sa nazýva cytosol. Zmeny v konzistencii v určitých oblastiach cytozolu tiež pohybujú organely v bunke.

Aby sa umožnilo veľa paralelných biochemických reakcií v bunke, môžu sa v cytoplazme tvoriť biomembrány priestory, tzv. Kompartmenty. Umožňujú v každom prípade rôzne podmienky prostredia.

Anatómia a štruktúra

Cytoplazma obsahuje asi 80,5 až 85% vody, 10 až 15% proteínov, 2 až 4% lipidov a zvyšok je tvorený polysacharidmi, DNA, RNA a organickými a anorganickými molekulami a iónmi. Hodnota pH cytoplazmy je takmer neutrálna na 7,0 a pufrovaním sa udržiava tak stabilná, ako je to možné. Hodnota pH sa môže tiež stabilizovať alebo mierne zmeniť pomocou iónových čerpadiel.

Cytoskelet, ktorý dáva bunke svoju silu a tvar a zaisťuje intracelulárny transport látok, pozostáva z aktínových vlákien (mikrovlákna), stredných vlákien a mikrotubulov. Cytoskelet je predmetom dynamického procesu konštrukcie a prestavby, ktorý umožňuje štrukturálne prispôsobenie. Aktínové vlákna sú vyrobené z proteínových polymérov s dlhým reťazcom s extrémne tenkým priemerom približne 6 až 9 nanometrov. Medziproduktové vlákna sú zložené z rôznych štruktúrnych proteínov (keratínov) oveľa komplexnejšie a existuje 5 rôznych typov.

Rúrkové mikrotubuly s priemerom okolo 24 nanometrov sú tvorené malými guľovými jednotkami tubulínu. Mikrotubuly sa môžu pohybovať v dĺžkach od zlomkov mikrometra po niekoľko stoviek mikrometrov. V závislosti od úlohy môžu byť mikrotubuly veľmi krátkodobé až dlhodobo stabilné.

Funkcia a úlohy

Jednotlivé komponenty komplexnej cytoplazmy majú širokú škálu funkcií a úloh. Hlavnými úlohami sú ukladanie určitých látok a enzymatická-katalytická bioaktivita, to znamená vytváranie a rozklad požadovaných alebo už nepotrebných látok. Cytoplazma alebo bunka majú k dispozícii množstvo nástrojov na vykonávanie týchto zastrešujúcich úloh.

Pretože v niektorých organelách dochádza k mnohým procesom premeny, cytoplazma môže zabezpečiť intracelulárny transport organel do optimálneho „umiestnenia“ v bunke zmenou konzistencie z gélu na vodnatú a naopak. Mikrotubuly, ktoré umožňujú transport vezikúl cez membrány, preberajú špeciálne funkcie. Látky, pre ktoré nie sú membrány priepustné, sú uzavreté vo vezikulách (výčnelky membrány) a vedené cez membrány pomocou mikrotubulov. Mikrotubuly tiež zohrávajú špeciálnu úlohu pri pohyboch v bunke a pri samohyboch určitých typov buniek, ktoré sa pohybujú pomocou whiplash (napr. Spermie).

Mikrotubuly zohrávajú počas mitózy (normálne bunkové delenie) po replikácii DNA ďalšiu špeciálnu funkciu v usporiadaní chromozómov. Mikrotubuly tiež hrajú dôležitú úlohu pri stabilizácii axónov (tiež jednoducho označovaných ako nervy), nervových procesov, ktoré prenášajú nervové impulzy z nervovej bunky do cieľového tkaniva (efferentné) alebo zo senzora do nervovej bunky (aferentné). Schopnosť cytoplazmy vytvárať uzavreté reakčné priestory v bunke prostredníctvom tvorby membrán umožňuje bunke súčasne uskutočňovať mnoho biochemických procesov, ktoré sú kontrolované enzymaticky a katalyticky a každý vyžaduje svoje vlastné reakčné prostredie.

Svoje lieky nájdete tu

choroby

Takmer nezvládnuteľné množstvo funkcií, ktoré má cytoplazma alebo určité jednotlivé zložky cytoplazmy, naznačuje, že môže viesť k rovnako zložitým a diferencovaným funkčným poruchám a sťažnostiam v súvislosti s cytoplazmou. Ako príklad špecifickej dysfunkcie slúži kolchicín, tiež známy ako jed na vretene.

Je to alkaloid jesenného šafranu, ktorý sa viaže na monomérny tubulín, inaktivuje ho a zabraňuje tvorbe vretien pre delenie buniek (mitóza). To bráni normálnemu deleniu buniek. Vinblastín, chemoterapeutické činidlo založené na podobnom spektre aktivity, sa používa špecificky v prítomnosti určitých typov rakoviny, aby sa nádor zbavil jeho rastovej základne. Podobne toxíny, ktoré brzdia schopnosť cytoplazmy prijímať ATP z mitochondrií a dodávať ADP, sa môžu rýchlo stať život ohrozujúcimi.

Tauopatie sú založené na génových mutáciách, ktoré vedú k štrukturálnym zmenám v tau proteíne. Proteín tau je nevyhnutný pre štruktúru mikrotubúl, takže problémy vznikajú najmä v oblasti centrálneho nervového systému (CNS). Choroby, ako je Pickova choroba, demencia HDDD a niekoľko ďalších, možno vysledovať až po génovú mutáciu, ktorá vedie k ukladaniu proteínov tau. Najznámejšou tauopatiou je Alzheimerova choroba.