PROTOPLAZMA: TÖRTÉNELEM, JELLEMZŐK, ÖSSZETEVŐK, FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2025

A protoplazma az élő sejt anyag. Ezt a szerkezetet először 1839-ben azonosították, mint a falból megkülönböztethető folyadékot. Átlátszó, viszkózus és nyújtható anyagnak tekintették. Ezt úgy értelmezték, mint egy struktúrát, amelynek nincs nyilvánvaló szervezete és számos organellája van.

A protoplazmát a sejt azon részének tekintik, amely a plazmamembránon belül található. Néhány szerző azonban a protoplazmába belefoglalta a sejtmembránt, a sejtmagot és a citoplazmát.

Állati eukarióta sejt. Forrás: Nikol valentina romero ruiz, a Wikimedia Commonsból

Jelenleg a protoplazma kifejezést nem használják széles körben. Ehelyett a tudósok inkább közvetlenül a sejtekre utaltak.

Történelem

A protoplazma kifejezést Jan Purkyne svéd anatómusának tulajdonítják 1839-ben. Az állati embriók formáló anyagára utalták.

Felix Dujardin állatorvos azonban már 1835-ben leírta az anyagot a rizópodákban. Sarcoda nevet ad, és azt jelzi, hogy fizikai és kémiai tulajdonságai vannak.

Később, 1846-ban, Hugo von Mohl német botanikus újra bevezette a protoplazma kifejezést, hogy a növényi sejtekben jelen lévő anyagra utaljon.

1850-ben a botanikus Ferdinand Cohn egységesítette a kifejezéseket, jelezve, hogy mind a növények, mind az állatok protoplazmát mutatnak. A kutató rámutat arra, hogy mindkét szervezetben a sejteket kitöltő anyag hasonló.

1872-ben Beale bevezette a bioplazma kifejezést. 1880-ban Hanstein javasolta a protoplaszt szót, egy új kifejezést, amely az egész sejtre vonatkozik, kivéve a sejtfalat. Ezt a kifejezést néhány szerző használta a sejt helyettesítésére.

1965-ben Lardy bevezette a citoszol kifejezést, amelyet később a sejtben lévő folyadék megnevezésére használtak.

Protoplazmatikus elmélet

Max Schultze anatómus a 19. század végén javasolta, hogy az élet alapja a protoplazma. Schultze azt állította, hogy a protoplazma az az anyag, amely az élőlények szöveteinek létfontosságú tevékenységét szabályozza.

Schultze munkáit tekintik a protoplazmaelmélet kiindulópontjának. Ezt az elméletet támogatták Thomas Huxley 1868-as és más korabeli tudósok javaslatai.

A protoplazmatikus elmélet szerint a protoplazma volt az élet fizikai alapja. Olyan módon, hogy ezen anyag vizsgálata lehetővé tegye számunkra, hogy megértsük az élőlények működését, ideértve az öröklés mechanizmusait.

A sejtek működésének és felépítésének jobb megértésével a protoplazmatikus elmélet elvesztette érvényességét.

Általános tulajdonságok

A protoplazma különféle szerves és szervetlen vegyületekből áll. A legelterjedtebb anyag a víz, amely a teljes tömegének majdnem 70% -át teszi ki, és hordozóként, oldószerként, hőszabályozóként, kenőanyagként és szerkezeti elemként működik.

Ezen túlmenően a protoplazma 26% -át általában szerves makromolekulák alkotják. Ezek nagy molekulák, amelyek kisebb alegységek polimerizációjával képződnek.

Ezek között szénhidrátokat, szénből, hidrogénből és oxigénből álló makromolekulákat találunk, amelyek energiát tárolnak a sejt számára. Ezeket a protoplazma különféle metabolikus és szerkezeti funkcióihoz használják.

Hasonlóképpen léteznek különféle típusú lipidek (semleges zsírok, koleszterin és foszfolipidek), amelyek szintén energiaforrásként szolgálnak a sejt számára. Ezen túlmenően a membránok alkotóelemei, amelyek szabályozzák a különböző protoplazmatikus funkciókat.

A proteinek a protoplazma összetételének csaknem 15% -át teszik ki. Ezek között strukturális fehérjék vannak. Ezek a fehérjék alkotják a protoplazmatikus keretet, hozzájárulva annak megszervezéséhez és a sejtek transzportjához.

A protoplazmában jelen lévő egyéb fehérjék enzimek. Katalizátorként (anyagok, amelyek módosítják a kémiai reakció sebességét) működnek az összes anyagcsere folyamatban.

Hasonlóképpen, különböző szervetlen ionok vannak jelen, amelyek csak a kompozíció 1% -ának felelnek meg (kálium, magnézium, foszfor, kén, nátrium és klór). Ezek hozzájárulnak a protoplazma pH-jának fenntartásához.

Alkatrészek

A protoplazma a plazmamembránból, a citoplazmából és a nukleoplazmából áll. Ma azonban az elektronmikroszkópia fejlődésének köszönhetően ismert, hogy a sejt szerkezete még bonyolultabb.

Ezen kívül nagy számú szubcelluláris rekesz és szerkezetileg nagyon összetett celluláris tartalom van. Az organellák mellett, amelyek ide tartoznak a citoplazma részeként.

Plazma membrán

A plazmamembrán vagy plazmalemma körülbelül 60% fehérjékből és 40% lipidekből áll. Szerkezeti elrendezését a folyadékmozaik-modell magyarázza. Ebben a membrán egy foszfolipid kettős réteget mutat, ahova a fehérjék beágyazódnak.

Valamennyi sejtmembránnak ugyanaz a felépítése van. A plazmaemáma azonban a sejt vastagabb membránja.

A plazmakéma nem látható a fénymikroszkóppal. Csak a 20. század 50-es évei végén lehetett részletezni szerkezetét.

Citoplazma

A citoplazmát úgy határozzuk meg, hogy az összes sejtanyagot megtaláljuk a plazmakémán belül, ide nem értve a magot. A citoplazma magában foglalja az összes organellát (meghatározott formájú és funkciójú sejtszerkezetek). Hasonlóképpen az az anyag, amelybe a különféle sejtkomponensek belemerülnek.

citoszoija

A citoszkeleton fehérje-keretet képez, amely képezi a sejtes keretet. Mikroszálakból és mikrotubulumokból áll. A mikrofilamentumok elsősorban aktinból készülnek, bár vannak más fehérjék is.

Ezeknek a szálaknak különböző a kémiai összetétele a különféle sejttípusokban. A mikrotubulusok tubuláris szerkezetek, amelyek alapvetően tubulinból készülnek.

Sejtszervecskék

A mag a sejtes organelle, amely a sejt genetikai információit tartalmazza. Ebben a sejtosztódási folyamatok zajlanak.

A mag három alkotóeleme felismerésre kerül: nukleáris burkolat, nukleoplazma és nucleolus. A nukleáris burkolat elválasztja a magot a citoplazmától, és két membrán egységből áll.

A nukleoplazma az a belső anyag, amelyet belsőleg a nukleáris burkolat határol. Vizes fázist képez, amely számos fehérjét tartalmaz. Főként enzimek, amelyek szabályozzák a nukleinsavak metabolizmusát.

A kromatin (a diszpergált fázisában a DNS) a nukleoplazmában található. Ezenkívül bemutatásra kerül a nukleolus, amely fehérjék és RNS által alkotott szerkezet.

Jellemzők

Az összes, a sejtben zajló folyamat a protoplazmához kapcsolódik, annak különböző komponensein keresztül.

A plazmamembrán egy szelektív szerkezeti gát, amely szabályozza a sejt és a körülvevő környezet közötti kapcsolatot. A lipidek megakadályozzák a hidrofil anyagok átjutását. A fehérjék szabályozzák azokat az anyagokat, amelyek áthatolnak a membránon, szabályozva azok belépését és kilépését a sejtbe.

Különböző kémiai reakciók lépnek fel a citoszolban, például a glikolízis. Ez közvetlenül kapcsolódik a sejtek viszkozitásának változásaihoz, az amioboid mozgáshoz és a ciklosishoz. Hasonlóképpen, nagy jelentőséggel bír a mitotikus orsó kialakulásában a sejtosztódás során.

A citoszkeletonban a mikrofilamentumok a sejtek mozgásával és összehúzódásával járnak. Miközben a mikrotubulusok részt vesznek a sejtek transzportjában és segítik a sejt kialakítását. Részt vesznek a centrioles, cilia és flagella kialakulásában is.

Az intracelluláris transzport, valamint az anyagok átalakulása, összeállítása és szekréciója az endoplazmatikus retikulum és a dictioszóma felelőssége.

A transzformációs és energia felhalmozódási folyamatok kloroplasztokkal rendelkező fotoszintetikus szervezetekben fordulnak elő. A mitokondriumokban ATP megszerzése sejtes légzés útján történik.

Élettani tulajdonságok

Három fiziológiai tulajdonságot írtak le a protoplazmával kapcsolatban. Ezek metabolizmus, szaporodás és ingerlékenység.

A protoplazmában a sejt összes anyagcsere-folyamata megtörténik. Néhány eljárás anabolikus és a protoplazma szintéziséhez kapcsolódik. Mások katabolikusak, és részt vesznek annak szétesésében. A metabolizmus magában foglalja az emésztést, a légzést, az abszorpciót és a kiválasztást.

A sejtosztódással történő reprodukcióval kapcsolatos összes folyamat, valamint az összes celluláris reakcióhoz szükséges fehérjék szintézisének kódolása a protoplazmában található sejtmagjában zajlik.

Az ingerlékenység a protoplazma reakciója egy külső ingerre. Ez olyan fiziológiai választ válthat ki, amely lehetővé teszi a sejt számára, hogy alkalmazkodjon a körülvevő környezethez.

Irodalom

1. Liu D (2017) A sejt és a protoplazma konténerként, tárgyként és anyagként: 1835-1861. Journal of History of Biology, 50: 889-925.
2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez és M Miguel (1997) Növényi és állati citológia és szövettan. Állati és növényi sejtek és szövetek biológiája. Második kiadás. McGraw Hill-Interamericana, Spanyolország. Madrid, Spanyolország. 960 p.
3. Welch GR és J Clegg (2010) A protoplazmatikus elmélettől a sejtrendszerek biológiájáig: egy 150 éves reflexió. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
4. Welch GR és J Clegg (2012) Cell vs. protoplasm: revizionista történelem. Cell Biol. Int. 36: 643-647.