Chức năng tế bào chất, bộ phận và đặc điểm



các tế bào chất là chất được tìm thấy bên trong các tế bào, bao gồm ma trận tế bào chất (hoặc cytosol) và các khoang dưới tế bào. Các cytosol cấu thành hơn một nửa (khoảng 55%) tổng thể tích của tế bào và là khu vực xảy ra quá trình tổng hợp và phân hủy protein, cung cấp một phương tiện thích hợp để thực hiện các phản ứng trao đổi chất cần thiết.

Tất cả các thành phần của một tế bào nhân sơ đều ở trong tế bào chất, trong khi ở sinh vật nhân chuẩn có các bộ phận khác, chẳng hạn như nhân. Trong các tế bào nhân chuẩn, khối lượng tế bào còn lại (45%) bị chiếm bởi các bào quan tế bào chất, như ty thể, mạng lưới nội chất trơn và thô, nhân, peroxisomes, lysosome và endosome..

Chỉ số

  • 1 Đặc điểm chung
  • 2 thành phần
    • 2.1 Citosol
    • 2.2 Các bào quan màng
    • 2.3 Các bào quan rời rạc
    • 2.4 bào quan không màng
    • 2.5 Bao gồm
  • 3 Tính chất của tế bào chất
    • 3.1 Nó là một chất keo
    • 3.2 Thuộc tính thixotropic
    • 3.3 Tế bào chất hoạt động giống như hydrogel
    • 3,4 Chuyển động theo chu kỳ
  • 4 giai đoạn của cytosol
  • 5 chức năng
  • 6 tài liệu tham khảo

Đặc điểm chung

Tế bào chất là chất lấp đầy bên trong các tế bào và được chia thành hai thành phần: phần lỏng được gọi là cytosol hoặc ma trận tế bào chất và các bào quan được nhúng trong nó - trong trường hợp của dòng sinh vật nhân chuẩn.

Cytosol là ma trận gelatin của tế bào chất và bao gồm rất nhiều chất hòa tan, như các ion, chất chuyển hóa trung gian, carbohydrate, lipid, protein và axit ribonucleic (RNA). Nó có thể xảy ra trong hai giai đoạn chuyển đổi: giai đoạn gel và giai đoạn mặt trời.

Nó bao gồm một ma trận keo giống như một loại gel nước bao gồm nước - chủ yếu - và một mạng lưới các protein sợi tương ứng với các tế bào, bao gồm Actin, microtubules và các sợi trung gian, cũng như một loạt các protein phụ trợ góp phần tạo thành một lưới.

Mạng lưới này được hình thành bởi các sợi protein khuếch tán khắp tế bào chất, tạo cho nó tính chất của độ nhớt và đặc tính của gel hợp đồng.

Các tế bào có trách nhiệm cung cấp hỗ trợ và sự ổn định cho kiến ​​trúc tế bào. Ngoài việc tham gia vào việc vận chuyển các chất trong tế bào chất và góp phần vào sự di chuyển của các tế bào, như trong quá trình thực bào.

Linh kiện

Tế bào chất bao gồm một ma trận tế bào chất hoặc cytosol và các bào quan được nhúng trong chất gelatin này. Tiếp theo, mỗi cái sẽ được mô tả sâu:

Citosol

Các cytosol là chất không màu, đôi khi màu xám, gelatin và mờ được tìm thấy ở bên ngoài của các bào quan. Nó được coi là phần hòa tan của tế bào chất.

Thành phần phong phú nhất của ma trận này là nước, hình thành từ 65 đến 80% tổng thành phần của nó, ngoại trừ trong các tế bào xương, men răng và hạt.

Về thành phần hóa học của nó, 20% tương ứng với các phân tử protein. Nó có hơn 46 yếu tố được sử dụng bởi các tế bào. Trong số này, chỉ có 24 được coi là thiết yếu cho cuộc sống.

Trong số các yếu tố nổi bật nhất có thể kể đến carbon, hydro, nitơ, oxy, phốt pho và lưu huỳnh.

Theo cách tương tự, ma trận này rất giàu các ion và sự lưu giữ của chúng tạo ra sự gia tăng áp suất thẩm thấu của tế bào. Các ion này giúp duy trì cân bằng axit-bazơ tối ưu trong môi trường tế bào.

Sự đa dạng của các ion được tìm thấy trong cytosol thay đổi tùy theo loại tế bào được nghiên cứu. Ví dụ, các tế bào cơ và thần kinh có nồng độ kali và magiê cao, trong khi ion canxi đặc biệt có nhiều trong các tế bào máu..

Cơ quan màng

Trong trường hợp các tế bào nhân chuẩn, có một loạt các khoang dưới tế bào được nhúng trong ma trận tế bào chất. Chúng có thể được chia thành các bào quan màng và rời rạc.

Mạng lưới nội chất và bộ máy Golgi thuộc nhóm đầu tiên, cả hai đều là hệ thống các màng hình túi được liên kết với nhau. Vì lý do này, rất khó để xác định giới hạn cấu trúc của nó. Ngoài ra, các khoang này thể hiện sự liên tục không gian và thời gian với màng plasma.

Mạng lưới nội chất được chia thành mịn hoặc thô, tùy thuộc vào sự hiện diện hay vắng mặt của ribosome. Chất mịn chịu trách nhiệm chuyển hóa các phân tử nhỏ, có cơ chế giải độc và tổng hợp lipid và steroid.

Ngược lại, mạng lưới nội chất thô có các ribosome neo vào màng của nó và chủ yếu chịu trách nhiệm tổng hợp protein sẽ được tế bào bài tiết.

Bộ máy Golgi là một tập hợp các đĩa ở dạng đĩa và tham gia vào quá trình tổng hợp màng và protein. Ngoài ra, nó có bộ máy enzyme cần thiết để tạo ra các thay đổi về protein và lipid, bao gồm cả glycosyl hóa. Nó cũng tham gia vào việc lưu trữ và phân phối lysosome và peroxisomes.

Bào quan rời rạc

Nhóm thứ hai bao gồm các bào quan nội bào rời rạc và giới hạn của chúng được quan sát rõ ràng bởi sự hiện diện của màng.

Chúng được phân lập từ các bào quan khác theo quan điểm cấu trúc và vật lý, mặc dù có thể có tương tác với các ngăn khác, ví dụ, ty thể có thể tương tác với các bào quan màng.

Trong nhóm này là ty thể, các bào quan có các enzyme cần thiết để thực hiện các quá trình trao đổi chất thiết yếu, như chu trình axit citric, chuỗi vận chuyển điện tử, tổng hợp ATP và oxy hóa b axit béo.

Các lysosome cũng là các bào quan rời rạc và chịu trách nhiệm lưu trữ các enzyme thủy phân giúp tái hấp thu protein, tiêu diệt vi khuẩn và sự thoái hóa của bào quan tế bào chất.

Các vi sinh vật (peroxisomes) tham gia vào các phản ứng oxy hóa. Những cấu trúc này sở hữu enzyme catalase giúp chuyển đổi hydro peroxide - một quá trình chuyển hóa độc hại - thành các chất vô hại cho tế bào: nước và oxy. B-oxy hóa axit béo xảy ra trong những cơ thể này.

Trong trường hợp thực vật, có những bào quan khác gọi là plastid. Chúng thực hiện hàng chục chức năng trong tế bào thực vật và nổi bật nhất là lục lạp, nơi xảy ra quá trình quang hợp.

Bào quan không màng

Tế bào cũng có cấu trúc không bị giới hạn bởi màng sinh học. Chúng bao gồm các thành phần tế bào học bao gồm các vi ống, các sợi không liên tục và các vi chất Actin..

Các sợi Actin bao gồm các phân tử hình cầu và là chuỗi linh hoạt, trong khi các sợi trung gian có khả năng kháng hơn và bao gồm các protein khác nhau. Những protein này chịu trách nhiệm cung cấp sức đề kháng cho lực kéo và cung cấp sức mạnh cho tế bào.

Các trung tâm là một bộ đôi cấu trúc ở dạng xi lanh và cũng là các bào quan không màng. Chúng được đặt trong các trung tâm hoặc trung tâm có tổ chức của vi ống. Những cấu trúc này làm phát sinh cơ thể cơ bản của lông mao.

Cuối cùng, có các ribosome, cấu trúc được hình thành bởi protein và RNA ribosome tham gia vào quá trình dịch mã (tổng hợp protein). Chúng có thể tự do trong cytosol hoặc được neo vào mạng lưới nội chất thô.

Tuy nhiên, một số tác giả không xem xét rằng ribosome nên được phân loại là chính bào quan..

Bao gồm

Các thể vùi là các thành phần của tế bào chất không tương ứng với các bào quan và trong phần lớn các trường hợp chúng không được bao quanh bởi màng lipid.

Danh mục này bao gồm một số lượng lớn các cấu trúc không đồng nhất, chẳng hạn như các hạt sắc tố, tinh thể, chất béo, glycogen và một số chất thải..

Các cơ thể này có thể được bao quanh bởi các enzyme tham gia vào quá trình tổng hợp các đại phân tử từ chất có trong chất bao gồm. Ví dụ, đôi khi glycogen có thể được bao quanh bởi các enzyme như glycogen synthase hoặc glycogen phosphorylase.

Các thể vùi là phổ biến trong các tế bào của gan và trong các tế bào cơ bắp. Theo cách tương tự, các vùi của tóc và da có các hạt sắc tố tạo cho chúng màu sắc đặc trưng của các cấu trúc này.

Tính chất của tế bào chất

Nó là một chất keo

Về mặt hóa học, tế bào chất là một chất keo, do đó nó có các đặc tính của dung dịch và huyền phù đồng thời. Nó bao gồm các phân tử có trọng lượng phân tử thấp như muối và glucose và cũng bởi các phân tử có khối lượng lớn hơn như protein.

Một hệ keo có thể được định nghĩa là hỗn hợp các hạt có đường kính trong khoảng 1 / 1.000.000 đến 1 / 10.000 phân tán trong môi trường lỏng. Tất cả các nguyên sinh chất của tế bào, bao gồm cả tế bào chất và nhân tế bào, là một giải pháp keo, vì các protein phân tán thể hiện tất cả các đặc tính của các hệ thống này.

Protein có thể hình thành các hệ keo ổn định, vì chúng hoạt động như các ion tích điện trong dung dịch và tương tác theo điện tích của chúng và thứ hai, chúng có thể thu hút các phân tử nước. Giống như bất kỳ chất keo nào, nó có đặc tính duy trì trạng thái lơ lửng này, mang lại sự ổn định cho các tế bào.

Sự xuất hiện của tế bào chất là mây vì các phân tử cấu thành nó lớn và khúc xạ ánh sáng, hiện tượng này được gọi là hiệu ứng Tyndall.

Mặt khác, sự di chuyển của các hạt Brown làm tăng sự gặp gỡ của các hạt, ủng hộ các phản ứng enzyme trong tế bào chất của tế bào.

Thuộc tính thixotropic

Tế bào chất thể hiện tính chất thixotropic, cũng như một số chất lỏng phi giả và giả nhựa. Thixotropy đề cập đến những thay đổi về độ nhớt theo thời gian: khi chất lỏng phải chịu một nỗ lực, độ nhớt của cùng giảm.

Các chất thixotropic có sự ổn định ở trạng thái nghỉ và khi bị xáo trộn sẽ đạt được tính lưu động. Trong môi trường hàng ngày, chúng ta tiếp xúc với loại nguyên liệu này, chẳng hạn như sốt cà chua và sữa chua.

Tế bào chất hoạt động như một hydrogel

Hydrogel là một chất tự nhiên hoặc tổng hợp có thể xốp hoặc không và có khả năng hấp thụ lượng nước cao. Khả năng mở rộng của nó phụ thuộc vào các yếu tố như độ thẩm thấu của môi trường, cường độ ion và nhiệt độ.

Tế bào chất có đặc tính của hydrogel, vì nó có thể hấp thụ một lượng nước đáng kể và khối lượng thay đổi khi phản ứng với bên ngoài. Những tính chất này đã được chứng thực trong tế bào chất của động vật có vú.

Phong trào chu kỳ

Ma trận tế bào chất có khả năng tạo ra các chuyển động tạo ra dòng chảy hoặc tế bào chất. Chuyển động này thường được quan sát trong pha lỏng nhất của cytosol và là nguyên nhân của sự dịch chuyển các khoang tế bào như pinosome, phagosome, lysosome, ty thể, ly tâm, trong số những người khác..

Hiện tượng này đã được quan sát thấy ở hầu hết các tế bào động vật và thực vật. Chuyển động amip của động vật nguyên sinh, bạch cầu, tế bào biểu mô và các cấu trúc khác phụ thuộc vào sự di chuyển của tế bào học trong tế bào chất.

Các giai đoạn của cytosol

Độ nhớt của ma trận này thay đổi tùy thuộc vào nồng độ của các phân tử trong tế bào. Nhờ bản chất keo của nó, hai pha hoặc trạng thái có thể được phân biệt trong tế bào chất: pha mặt trời và pha gel. Chất thứ nhất giống như chất lỏng, trong khi chất thứ hai tương tự chất rắn nhờ nồng độ cao hơn của các đại phân tử.

Ví dụ, trong quá trình điều chế gelatin chúng ta có thể phân biệt cả hai trạng thái. Trong pha mặt trời, các hạt có thể di chuyển tự do trong nước, tuy nhiên khi dung dịch được làm lạnh, nó cứng lại và trở thành một loại gel bán rắn.

Ở trạng thái gel, các phân tử có thể giữ với nhau bằng các loại liên kết hóa học khác nhau, bao gồm H - H, C - H hoặc C - N. Tại thời điểm nhiệt được đưa vào dung dịch, nó sẽ trở lại pha mặt trời.

Trong điều kiện tự nhiên, sự đảo ngược của các pha trong ma trận này phụ thuộc vào nhiều yếu tố sinh lý, cơ học và sinh hóa trong môi trường tế bào.

Chức năng

Tế bào chất là một loại súp phân tử, nơi các phản ứng enzyme cần thiết cho việc duy trì chức năng tế bào diễn ra.

Nó là một phương tiện vận chuyển lý tưởng cho các quá trình hô hấp tế bào và cho các phản ứng sinh tổng hợp, vì các phân tử không hòa tan trong môi trường và trôi nổi trong tế bào chất, sẵn sàng để sử dụng.

Ngoài ra, nhờ thành phần hóa học của nó, tế bào chất có thể hoạt động như một bộ đệm hoặc bộ đệm. Nó cũng phục vụ như một phương tiện thích hợp cho việc đình chỉ các bào quan, bảo vệ chúng - và vật liệu di truyền giới hạn trong nhân - khỏi những chuyển động đột ngột và va chạm có thể xảy ra.

Tế bào chất góp phần vào sự di chuyển của các chất dinh dưỡng và sự di chuyển của tế bào, nhờ vào việc tạo ra dòng chảy tế bào chất. Hiện tượng này bao gồm sự di chuyển của tế bào chất.  

Dòng điện trong tế bào chất đặc biệt quan trọng trong các tế bào thực vật lớn và giúp đẩy nhanh quá trình phân phối vật chất.

Tài liệu tham khảo

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Sinh học phân tử của tế bào. Khoa học vòng hoa.
  2. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). Sinh học. Ed. Panamericana Y tế.
  3. Fels, J., Orlov, S. N., & Grygorchot, R. (2009). Bản chất Hydrogel của tế bào chất động vật có vú góp phần vào Osmosensing và cảm biến pH ngoại bào. Tạp chí sinh lý, 96(10), 4276-4285.
  4. Luby-Phelps, K., Taylor, D.L., & Lanni, F. (1986). Dò tìm cấu trúc của tế bào chất. Tạp chí sinh học tế bào, 102(6), 2015-2022.
  5. Ross, M. H., & Pawlina, W. (2007). Mô học Màu văn bản và bản đồ với sinh học tế bào và phân tử, 5aed. Ed. Panamericana Y tế.
  6. Tortora, G. J., Funke, B. R., & Case, C. L. (2007). Giới thiệu về vi sinh. Ed. Panamericana Y tế.