CYTOPLASM: หน้าที่ชิ้นส่วนและลักษณะ - ชีววิทยา - 2026

พลาสซึมเป็นสารที่พบภายในเซลล์ซึ่งรวมถึงเมทริกซ์นิวเคลียสหรือเซลล์และช่อง subcellular ไซโตซอลประกอบไปด้วยมากกว่าครึ่งหนึ่ง (ประมาณ 55%) ของปริมาตรทั้งหมดของเซลล์และเป็นบริเวณที่มีการสังเคราะห์และย่อยสลายโปรตีนซึ่งเป็นสื่อที่เพียงพอสำหรับปฏิกิริยาการเผาผลาญที่จำเป็นที่จะเกิดขึ้น .

ส่วนประกอบทั้งหมดของเซลล์โปรคาริโอตอยู่ในไซโตพลาสซึมในขณะที่ในยูคาริโอตมีแผนกอื่น ๆ เช่นนิวเคลียส ในเซลล์ยูคาริโอตปริมาณเซลล์ที่เหลือ (45%) ถูกครอบครองโดยออร์แกเนลล์ไซโตพลาสซึมเช่นไมโทคอนเดรียเรติคูลัมเอนโดพลาสมิกที่เรียบและหยาบนิวเคลียสเพอรอกซิโซมไลโซโซมและเอนโดโซม

ลักษณะทั่วไป

ไซโทพลาสซึมเป็นสารที่เติมเข้าไปภายในเซลล์และแบ่งออกเป็นสองส่วนคือส่วนของของเหลวที่เรียกว่าไซโตซอลหรือเมทริกซ์ไซโตพลาสซึมและออร์แกเนลล์ที่ฝังอยู่ในนั้น - ในกรณีของเชื้อสายยูคาริโอต

ไซโทซอลเป็นเมทริกซ์เจลาตินัสของไซโทพลาสซึมและประกอบด้วยตัวถูกละลายหลายชนิดเช่นไอออนเมตาบอไลต์ระดับกลางคาร์โบไฮเดรตลิพิดโปรตีนและกรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) สามารถปรากฏในสองเฟสที่สลับกันได้: เฟสเจลและเฟสโซล

ประกอบด้วยเมทริกซ์คอลลอยด์ที่คล้ายกับเจลน้ำที่ประกอบด้วยน้ำ - ส่วนใหญ่ - และเครือข่ายของโปรตีนเส้นใยที่สอดคล้องกับโครงร่างเซลล์ ได้แก่ แอกตินไมโครทูบูลและเส้นใยกลางนอกเหนือจากชุดของโปรตีนเสริมที่ก่อให้เกิด กรอบ.

เครือข่ายนี้เกิดจากเส้นใยโปรตีนกระจายไปทั่วไซโทพลาสซึมทำให้มีคุณสมบัติความหนืดและลักษณะของเจลหดตัว

โครงร่างโครงร่างมีหน้าที่ให้การสนับสนุนและความมั่นคงแก่สถาปัตยกรรมเซลลูลาร์ นอกเหนือจากการมีส่วนร่วมในการขนส่งสารในไซโตพลาสซึมและมีส่วนช่วยในการเคลื่อนที่ของเซลล์เช่น phagocytosis ในภาพเคลื่อนไหวต่อไปนี้คุณจะเห็นไซโทพลาสซึมของเซลล์สัตว์ (ไซโทพลาสซึม):

คุณสมบัติ

ไซโทพลาสซึมเป็นซุปโมเลกุลชนิดหนึ่งที่เกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่จำเป็นต่อการรักษาการทำงานของเซลล์

เป็นตัวกลางในการขนส่งที่เหมาะสำหรับกระบวนการหายใจของเซลล์และสำหรับปฏิกิริยาการสังเคราะห์ทางชีวภาพเนื่องจากโมเลกุลไม่ละลายในตัวกลางและลอยอยู่ในไซโทพลาสซึมจึงพร้อมใช้งานได้

นอกจากนี้เนื่องจากองค์ประกอบทางเคมีของมันทำให้ไซโทพลาซึมสามารถทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์หรือบัฟเฟอร์ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นวิธีที่เหมาะสมในการระงับออร์แกเนลล์ปกป้องพวกมัน - และสารพันธุกรรมที่กักขังอยู่ในนิวเคลียส - จากการเคลื่อนไหวอย่างกะทันหันและการชนกันที่อาจเกิดขึ้น

ไซโทพลาสซึมมีส่วนช่วยในการเคลื่อนที่ของสารอาหารและการเคลื่อนที่ของเซลล์เนื่องจากการสร้างการไหลของไซโทพลาสซึม ปรากฏการณ์นี้ประกอบด้วยการเคลื่อนที่ของไซโทพลาสซึม

กระแสในไซโทพลาสซึมมีความสำคัญอย่างยิ่งในเซลล์พืชขนาดใหญ่และช่วยเร่งกระบวนการกระจายวัสดุ

ส่วนประกอบ

ไซโทพลาสซึมช่องว่างภายในเซลล์

ไซโทพลาสซึมประกอบด้วยเมทริกซ์ไซโตพลาสซึมหรือไซโทซอลและออร์แกเนลล์ที่ฝังอยู่ในสารที่เป็นวุ้นนี้ แต่ละคนจะอธิบายในเชิงลึกด้านล่าง:

เซลล์

ไซโทซอลเป็นสารที่ไม่มีสีบางครั้งมีสีเทามีวุ้นและโปร่งแสงที่พบด้านนอกของออร์แกเนลล์ ถือเป็นส่วนที่ละลายน้ำได้ของไซโทพลาซึม

ส่วนประกอบที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดของเมทริกซ์นี้คือน้ำซึ่งก่อตัวระหว่าง 65 ถึง 80% ขององค์ประกอบทั้งหมดยกเว้นในเซลล์กระดูกในเคลือบฟันและในเมล็ดพืช

เกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมี 20% สอดคล้องกับโมเลกุลของโปรตีน มีองค์ประกอบมากกว่า 46 องค์ประกอบที่เซลล์ใช้ ในจำนวนนี้มีเพียง 24 คนเท่านั้นที่ถือว่าจำเป็นสำหรับชีวิต

องค์ประกอบที่โดดเด่นที่สุด ได้แก่ คาร์บอนไฮโดรเจนไนโตรเจนออกซิเจนฟอสฟอรัสและกำมะถัน

ในทำนองเดียวกันเมทริกซ์นี้อุดมไปด้วยไอออนและการกักเก็บสิ่งเหล่านี้ทำให้ความดันออสโมติกของเซลล์เพิ่มขึ้น ไอออนเหล่านี้ช่วยรักษาสมดุลของกรดเบสที่เหมาะสมในสภาพแวดล้อมของเซลล์

ความหลากหลายของไอออนที่พบในไซโตซอลจะแตกต่างกันไปตามชนิดของเซลล์ที่ศึกษา ตัวอย่างเช่นกล้ามเนื้อและเซลล์ประสาทมีโพแทสเซียมและแมกนีเซียมความเข้มข้นสูงในขณะที่แคลเซียมอิออนมีมากในเซลล์เม็ดเลือด

ออร์แกเนลล์ที่เป็นพังผืด

ในกรณีของเซลล์ยูคาริโอตมีช่องย่อยหลายเซลล์ฝังอยู่ในเมทริกซ์ไซโทพลาสซึม สิ่งเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มและไม่ต่อเนื่อง

เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมและอุปกรณ์กอลจิอยู่ในกลุ่มแรกทั้งสองเป็นระบบของเยื่อรูปกระสอบที่เชื่อมต่อกัน ด้วยเหตุนี้จึงเป็นเรื่องยากที่จะกำหนดขีด จำกัด ของโครงสร้าง นอกจากนี้ช่องเหล่านี้ยังมีความต่อเนื่องเชิงพื้นที่และชั่วคราวกับพลาสมาเมมเบรน

เรติคูลัมเอนโดพลาสมิกแบ่งออกเป็นเรียบหรือหยาบขึ้นอยู่กับว่ามีหรือไม่มีไรโบโซม เรียบมีหน้าที่ในการเผาผลาญของโมเลกุลขนาดเล็กมีกลไกในการล้างพิษและการสังเคราะห์ไขมันและสเตียรอยด์

ในทางตรงกันข้ามเรติคูลัมเอนโดพลาสมิกที่หยาบกร้านมีไรโบโซมที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์และมีหน้าที่หลักในการสังเคราะห์โปรตีนที่เซลล์จะขับออกมา

อุปกรณ์ Golgi เป็นชุดของถุงรูปแผ่นดิสก์และมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์เมมเบรนและโปรตีน นอกจากนี้ยังมีเครื่องจักรเอนไซม์ที่จำเป็นในการปรับเปลี่ยนโปรตีนและไขมันรวมทั้งไกลโคซิเลชั่น นอกจากนี้ยังมีส่วนร่วมในการจัดเก็บและการกระจายไลโซโซมและเพอรอกซิโซม

ออร์แกเนลล์ที่สุขุม

กลุ่มที่สองประกอบด้วยออร์แกเนลล์ภายในเซลล์ที่ไม่ต่อเนื่องและข้อ จำกัด ของพวกมันจะสังเกตได้อย่างชัดเจนจากการมีเยื่อหุ้ม

พวกมันถูกแยกออกจากออร์แกเนลล์อื่น ๆ จากมุมมองของโครงสร้างและกายภาพแม้ว่าอาจมีปฏิสัมพันธ์กับส่วนอื่น ๆ เช่นไมโตคอนเดรียสามารถโต้ตอบกับออร์แกเนลล์ที่เป็นเยื่อหุ้มเซลล์

ในกลุ่มนี้ ได้แก่ ไมโทคอนเดรียซึ่งเป็นออร์แกเนลล์ที่มีเอนไซม์ที่จำเป็นในการสร้างกระบวนการเผาผลาญที่จำเป็นเช่นวัฏจักรกรดซิตริกห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนการสังเคราะห์ ATP และกรดไขมัน b-oxidation

ไลโซโซมยังเป็นออร์แกเนลล์ที่ไม่ต่อเนื่องและมีหน้าที่ในการจัดเก็บเอนไซม์ไฮโดรไลติกที่ช่วยในการดูดซึมโปรตีนทำลายแบคทีเรียและการย่อยสลายของออร์แกเนลล์ไซโตพลาสซึม

ไมโครบอดี้ (เพอรอกซิโซม) มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาออกซิเดชั่น โครงสร้างเหล่านี้มีเอนไซม์คาตาเลสที่ช่วยเปลี่ยนไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ซึ่งเป็นเมแทบอลิซึมที่เป็นพิษให้เป็นสารที่ไม่เป็นอันตรายต่อเซลล์: น้ำและออกซิเจน ในร่างกายเหล่านี้จะเกิด b-oxidation ของกรดไขมัน

ในกรณีของพืชมีออร์แกเนลล์อื่นที่เรียกว่าพลาสโตส สิ่งเหล่านี้ทำหน้าที่หลายสิบอย่างในเซลล์พืชและที่โดดเด่นที่สุดคือคลอโรพลาสต์ซึ่งเกิดการสังเคราะห์ด้วยแสง

ออร์แกเนลล์ที่ไม่ใช่เยื่อหุ้มเซลล์

เซลล์ยังมีโครงสร้างที่ไม่มีเยื่อชีวภาพล้อมรอบ สิ่งเหล่านี้รวมถึงส่วนประกอบของโครงร่างโครงร่างเซลล์ซึ่งรวมถึงไมโครทูบูลเส้นใยกลางและไมโครฟิลาเมนต์ของแอกติน

เส้นใยแอกตินประกอบด้วยโมเลกุลทรงกลมและเป็นโซ่ที่ยืดหยุ่นได้ในขณะที่เส้นใยกลางมีความต้านทานมากกว่าและประกอบด้วยโปรตีนที่แตกต่างกัน โปรตีนเหล่านี้มีหน้าที่ในการรับแรงดึงและให้ความแข็งแรงของเซลล์

เซนทริโอลเป็นดูโอที่มีโครงสร้างเป็นรูปทรงกระบอกและยังเป็นออร์แกเนลล์ที่ไม่มีกระดูก พวกมันตั้งอยู่ในเซนโทรโซมหรือศูนย์กลางที่มีการจัดระเบียบของไมโครทูบ โครงสร้างเหล่านี้ก่อให้เกิดเนื้อฐานของ cilia

ในที่สุดก็มีไรโบโซมโครงสร้างที่ประกอบด้วยโปรตีนและไรโบโซมอาร์เอ็นเอที่เข้าร่วมในกระบวนการแปล (การสังเคราะห์โปรตีน) พวกมันสามารถเป็นอิสระในไซโตซอลหรือยึดกับเรติคูลัมเอนโดพลาสมิกแบบหยาบ

อย่างไรก็ตามผู้เขียนหลายคนไม่ได้พิจารณาว่าไรโบโซมควรจัดเป็นออร์แกเนลล์เอง

ผนวก

สิ่งที่รวมอยู่เป็นส่วนประกอบของไซโตพลาสซึมที่ไม่สอดคล้องกับออร์แกเนลล์และในกรณีส่วนใหญ่จะไม่ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มไขมัน

หมวดหมู่นี้ประกอบด้วยโครงสร้างที่แตกต่างกันจำนวนมากเช่นเม็ดสีผลึกไขมันไกลโคเจนและของเสียบางชนิด

ร่างกายเหล่านี้สามารถล้อมรอบตัวเองด้วยเอนไซม์ที่มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โมเลกุลขนาดใหญ่จากสารที่มีอยู่ในการรวมเข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่นบางครั้งไกลโคเจนอาจถูกล้อมรอบด้วยเอนไซม์เช่นไกลโคเจนซินเธสหรือไกลโคเจนฟอสโฟรีเลส

การรวมตัวกันเป็นเรื่องปกติในเซลล์ตับและเซลล์กล้ามเนื้อ ในทำนองเดียวกันการรวมกันของเส้นผมและผิวหนังมีเม็ดสีที่ทำให้พวกเขามีสีลักษณะเฉพาะของโครงสร้างเหล่านี้

คุณสมบัติไซโทพลาซึม

มันเป็นคอลลอยด์

ในทางเคมีไซโทพลาสซึมเป็นคอลลอยด์ดังนั้นจึงมีลักษณะของสารละลายและสารแขวนลอยพร้อมกัน ประกอบด้วยโมเลกุลที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำเช่นเกลือและน้ำตาลกลูโคสรวมถึงโมเลกุลที่มีมวลมากขึ้นเช่นโปรตีน

ระบบคอลลอยด์สามารถกำหนดให้เป็นส่วนผสมของอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 1 / 1,000,000 ถึง 1 / 10,000 ที่กระจายอยู่ในของเหลว โปรโตพลาสซึมของเซลล์ทั้งหมดซึ่งรวมถึงไซโทพลาสซึมและนิวคลีโอพลาสซึมเป็นสารละลายคอลลอยด์เนื่องจากโปรตีนที่กระจายตัวแสดงลักษณะทั้งหมดของระบบเหล่านี้

โปรตีนสามารถสร้างระบบคอลลอยด์ที่เสถียรได้เนื่องจากพวกมันทำงานเป็นไอออนที่มีประจุในสารละลายและมีปฏิกิริยาตามประจุและประการที่สองพวกมันสามารถดึงดูดโมเลกุลของน้ำได้ เช่นเดียวกับคอลลอยด์ทั้งหมดมีคุณสมบัติในการรักษาสถานะของสารแขวนลอยนี้ซึ่งทำให้เซลล์มีเสถียรภาพ

การปรากฏตัวของไซโทพลาสซึมมีเมฆมากเนื่องจากโมเลกุลที่ประกอบกันมีขนาดใหญ่และหักเหแสงปรากฏการณ์นี้เรียกว่าผลทินดอลล์

ในทางกลับกันการเคลื่อนที่ของอนุภาคแบบบราวเนียนจะเพิ่มการรวมตัวกันของอนุภาคโดยสนับสนุนปฏิกิริยาของเอนไซม์ในไซโทพลาสซึมของเซลล์

คุณสมบัติของ Thixotropic

ไซโทพลาสซึมแสดงคุณสมบัติของไทโซทรอปิกเช่นเดียวกับของเหลวที่ไม่ใช่นิวโตเนียนและพลาสติกเทียม Thixotropy หมายถึงการเปลี่ยนแปลงความหนืดเมื่อเวลาผ่านไป: เมื่อของเหลวอยู่ภายใต้ความเครียดความหนืดจะลดลง

สาร Thixotropic แสดงความคงตัวในสถานะพักตัวและเมื่อถูกรบกวนก็จะได้รับความลื่นไหล ในสภาพแวดล้อมประจำวันเราต้องสัมผัสกับวัสดุประเภทนี้เช่นซอสมะเขือเทศและโยเกิร์ต

ไซโทพลาสซึมมีพฤติกรรมเหมือนไฮโดรเจล

ไฮโดรเจลเป็นสารธรรมชาติหรือสารสังเคราะห์ที่อาจมีหรือไม่มีรูพรุนและมีความสามารถในการดูดซับน้ำจำนวนมาก ความสามารถในการขยายตัวขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆเช่นออสโมลาริตีของตัวกลางความแรงของไอออนิกและอุณหภูมิ

ไซโทพลาสซึมมีลักษณะของไฮโดรเจลเนื่องจากสามารถดูดซับน้ำได้ในปริมาณมากและปริมาตรจะแตกต่างกันไปตามการตอบสนองต่อภายนอก คุณสมบัติเหล่านี้ได้รับการยืนยันในไซโตพลาสซึมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

การเคลื่อนไหวของ Cyclosis

เมทริกซ์ไซโตพลาสซึมสามารถทำการเคลื่อนไหวที่สร้างกระแสหรือการไหลของไซโทพลาสซึม โดยทั่วไปการเคลื่อนไหวนี้จะสังเกตได้ในขั้นตอนที่เป็นของเหลวมากขึ้นของไซโตซอลและเป็นสาเหตุของการกระจัดของช่องเซลล์เช่นพิโนโซมฟาโกโซมไลโซโซมไมโทคอนเดรียเซนทริโอลเป็นต้น

ปรากฏการณ์นี้พบได้ในเซลล์สัตว์และพืชส่วนใหญ่ การเคลื่อนไหวของโปรโตซัว, เม็ดเลือดขาว, เซลล์เยื่อบุผิวและโครงสร้างอื่น ๆ ของอะมีบาจะขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของไซโคลซิสในไซโทพลาซึม

ขั้นตอนของ Cytosol

ความหนืดของเมทริกซ์นี้แตกต่างกันไปตามหน้าที่ของความเข้มข้นของโมเลกุลในเซลล์ ด้วยลักษณะของคอลลอยด์ทำให้สามารถแยกแยะสองขั้นตอนหรือสถานะในไซโตพลาสซึมได้: เฟสโซลและเฟสเจล อันแรกมีลักษณะคล้ายของเหลวในขณะที่อันที่สองมีลักษณะคล้ายกับของแข็งเนื่องจากโมเลกุลมาโครมีความเข้มข้นสูงกว่า

ตัวอย่างเช่นในการเตรียมเจลาตินเราสามารถแยกแยะทั้งสองสถานะได้ ในช่วงโซลอนุภาคสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในน้ำอย่างไรก็ตามเมื่อสารละลายถูกทำให้เย็นลงมันจะแข็งตัวและกลายเป็นเจลกึ่งแข็งชนิดหนึ่ง

ในสถานะเจลโมเลกุลสามารถจับกันได้ด้วยพันธะเคมีประเภทต่างๆรวมถึง HH, CH หรือ CN ทันทีที่ความร้อนถูกนำไปใช้กับสารละลายจะกลับสู่เฟสดวงอาทิตย์

ภายใต้สภาวะธรรมชาติการผกผันเฟสในเมทริกซ์นี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยทางสรีรวิทยากลไกและชีวเคมีที่หลากหลายในสภาพแวดล้อมของเซลล์

อ้างอิง

1. Alberts, B. , Johnson, A. , Lewis, J. , Raff, M. , Roberts, K. , & Walter, P. (2008). อณูชีววิทยาของเซลล์. การ์แลนด์วิทยาศาสตร์.
2. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). ชีววิทยา. Panamerican Medical Ed.
3. Fels, J. , Orlov, SN, & Grygorczyk, R. (2009) ธรรมชาติของไฮโดรเจลของไซโทพลาซึมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีส่วนช่วยในการดูดซึมและการตรวจวัดค่า pH ภายนอกเซลล์ วารสารชีวฟิสิกส์, 96 (10), 4276-4285.
4. Luby-Phelps, K. , Taylor, DL, & Lanni, F. (1986). การตรวจสอบโครงสร้างของไซโทพลาซึม วารสารชีววิทยาของเซลล์, 102 (6), 2015-2022
5. Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ Atlas ข้อความและสีพร้อมเซลล์และอณูชีววิทยา 5aed. Panamerican Medical Ed.
6. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). จุลชีววิทยาเบื้องต้น. Panamerican Medical Ed.