ПРОТОПЛАЗМА: ИСТОРИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, КОМПОНЕНТИ, ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В протоплазмата е жива клетка материал. Тази структура за първи път е идентифицирана през 1839 г. като различима течност от стената. Смяташе се за прозрачно, вискозно и разтегливо вещество. Тя беше интерпретирана като структура без видима организация и с многобройни органели.

Счита се, че протоплазма е цялата част на клетката, която се намира вътре в плазмената мембрана. Някои автори обаче са включили клетъчната мембрана, ядрото и цитоплазмата в протоплазмата.

Еукариотна клетка от животни. Източник: От Nikol valentina romero ruiz, от Wikimedia Commons

В момента терминът протоплазма не се използва широко. Вместо това учените предпочитат да се отнасят директно към клетъчните компоненти.

история

Терминът протоплазма се приписва на шведския анатом Ян Пуркин през 1839 г. Използван е за обозначаване на формиращия материал на животински ембриони.

Въпреки това, още през 1835 г. зоологът Феликс Дюхардин описва веществото вътре в коренищата. Дава му наименованието саркода и показва, че има физични и химични свойства.

По-късно, през 1846 г., немският ботаник Уго фон Мол въвежда отново термина протоплазма, за да се отнася до веществото, присъстващо в растителните клетки.

През 1850 г. ботаникът Фердинанд Кон унифицира термините, което показва, че както растенията, така и животните имат протоплазма. Изследователят посочва, че и в двата организма веществото, което запълва клетките, е сходно.

През 1872 г. Бийл въвежда понятието биоплазма. През 1880 г. Ханщайн предлага думата протопласт, нов термин, който се отнася до цялата клетка, с изключение на клетъчната стена. Този термин е използван от някои автори за замяна на клетката.

През 1965 г. Ларди въвежда термина цитозол, който по-късно се използва за назоваване на течността в клетката.

Протоплазмена теория

Анатомистът Макс Шулце предложи в края на 19 век, че основната основа на живота е протоплазма. Шулце предположи, че протоплазма е веществото, което регулира жизнените дейности на тъканите в живите същества.

Работите на Шулце се считат за отправна точка на протоплазмената теория. Тази теория е подкрепена от предложенията на Томас Хъксли през 1868 г. и от други учени от онова време.

Протоплазмената теория заяви, че протоплазмата е физическата основа на живота. По такъв начин, че изучаването на това вещество би ни позволило да разберем функционирането на живите същества, включително механизмите на наследяване.

С по-доброто разбиране на функциите и структурата на клетките протоплазмената теория загуби своята валидност.

Основни характеристики

Протоплазмата се състои от различни органични и неорганични съединения. Най-богатото вещество е водата, която представлява почти 70% от общото й тегло и функционира като носител, разтворител, терморегулатор, смазка и структурен елемент.

В допълнение, 26% от протоплазмата се състои от обикновено органични макромолекули. Това са големи молекули, образувани при полимеризация на по-малки субединици.

Сред тях откриваме въглехидрати, макромолекули, съставени от въглерод, водород и кислород, които съхраняват енергия за клетката. Те се използват в различните метаболитни и структурни функции на протоплазмата.

По същия начин има различни видове липиди (неутрални мазнини, холестерол и фосфолипиди), които също служат като източник на енергия за клетката. В допълнение, те са съставна част от мембраните, които регулират различните протоплазмени функции.

Протеините съставляват почти 15% от състава на протоплазмата. Сред тях имаме структурни протеини. Тези протеини образуват протоплазмената рамка, допринасяйки за нейната организация и клетъчен транспорт.

Други протеини, присъстващи в протоплазмата, са ензими. Те действат като катализатори (вещества, които променят скоростта на химична реакция) на всички метаболитни процеси.

По същия начин присъстват различни неорганични йони, които съответстват само на 1% от състава му (калий, магнезий, фосфор, сяра, натрий и хлор). Те допринасят за поддържане на pH на протоплазмата.

елементи

Протоплазмата е изградена от плазмената мембрана, цитоплазмата и нуклеоплазмата. Въпреки това, днес, благодарение на напредъка на електронната микроскопия, е известно, че клетъчната структура е още по-сложна.

В допълнение има голям брой отделни клетки и структурно много сложно клетъчно съдържание. В допълнение към органелите, които са включени тук като част от цитоплазмата.

Плазмената мембрана

Плазмената мембрана или плазмолема се състои от приблизително 60% протеини и 40% липиди. Структурното му разположение се обяснява с модела на течната мозайка. При това мембраната представя фосфолипиден двуслоен, в който са вградени протеини.

Счита се, че всички клетъчни мембрани имат същата структура. Плазмалемата обаче е най-дебелата мембрана на клетката.

Плазмолема не може да се види със светлинния микроскоп. Едва в края на 50-те години на 20 век структурата му може да бъде детайлна.

цитоплазма

Цитоплазмата се дефинира като цял клетъчен материал, който се намира в плазмалемата, без ядрото. Цитоплазмата включва всички органели (клетъчни структури с определена форма и функция). По същия начин веществото, в което са потопени различните клетъчни компоненти.

Цитозол

Цитоскелетът представлява протеинова рамка, която формира клетъчната рамка. Той е съставен от микрофиламенти и микротрубове. Микрофиламентите са направени предимно от актин, въпреки че има и други протеини.

Тези нишки имат различен химичен състав в различни видове клетки. Микротубулите са тръбни структури, основно изградени от тубулин.

органели

Ядрото е клетъчната органела, която съдържа генетичната информация на клетката. В него протичат процесите на клетъчно делене.

Разпознават се три компонента на ядрото: ядрена обвивка, нуклеоплазма и нуклеол. Ядрената обвивка отделя ядрото от цитоплазмата и е съставена от две мембранни единици.

Нуклеоплазмата е вътрешната субстанция, която е вътрешно ограничена от ядрената обвивка. Той представлява водна фаза, която съдържа голям брой протеини. Основно те са ензими, които регулират метаболизма на нуклеиновите киселини.

Хроматинът (ДНК в неговата дисперсна фаза) се съдържа в нуклеоплазмата. Освен това е представен нуклеолът, който представлява структура, образувана от протеини и РНК.

Характеристика

Всички процеси, които протичат в клетката, са свързани с протоплазма, чрез различните й компоненти.

Плазмената мембрана е селективна структурна бариера, която контролира връзката между клетка и околната среда, която я заобикаля. Липидите предотвратяват преминаването на хидрофилни вещества. Протеините контролират веществата, които могат да преминат през мембраната, регулирайки тяхното влизане и излизане в клетката.

В цитозола възникват различни химични реакции, като гликолиза. Това пряко участва в промените във вискозитета на клетките, движението на амебоидите и циклозата. По същия начин той е от голямо значение за формирането на митотичното вретено по време на клетъчното делене.

В цитоскелета микрофиламентите се свързват с движението и свиването на клетките. Докато микротрубочките участват в транспорта на клетките и помагат за оформянето на клетката. Те също участват във формирането на центриоли, реснички и жлези.

Вътреклетъчният транспорт, както и трансформацията, сглобяването и секрецията на вещества, е отговорност на ендоплазмения ретикулум и диктиозомите.

Процесите на трансформация и натрупване на енергия протичат при фотосинтетични организми, които имат хлоропласти. Получаването на АТФ чрез клетъчно дишане се случва в митохондриите.

Физиологични свойства

Описани са три физиологични свойства, свързани с протоплазма. Това са метаболизъм, възпроизвеждане и раздразнителност.

В протоплазмата протичат всички метаболитни процеси на клетката. Някои процеси са анаболни и са свързани със синтеза на протоплазма. Други са катаболни и участват в неговото разпадане. Метаболизмът включва процеси като храносмилане, дишане, абсорбция и екскреция.

Всички процеси, свързани с възпроизводството чрез клетъчно делене, както и кодирането за синтеза на протеини, необходими във всички клетъчни реакции, протичат в ядрото на клетката, съдържащо се в протоплазмата.

Раздразнителността е реакцията на протоплазмата на външен стимул. Това е в състояние да предизвика физиологичен отговор, който позволява на клетката да се адаптира към околната среда, която я заобикаля.

Препратки

1. Liu D (2017) Клетката и протоплазма като контейнер, предмет и вещество: 1835-1861. Списание за историята на биологията 50: 889-925.
2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez и M Miguel (1997) Растителна и животинска цитология и хистология. Биология на клетките и тъканите на животните и растенията. Второ издание. McGraw Hill-Interamericana от Испания. Мадрид Испания. 960 стр.
3. Welch GR и J Clegg (2010) От протоплазматичната теория до биологията на клетъчните системи: размисъл от 150 години. Am. J. Physiol. Клетъчен физиол. 298: 1280-1290.
4. Welch GR и J Clegg (2012) Cell срещу протоплазма: история на ревизионистите. Cell Biol. Int. 36: 643-647.