ประวัติโปรโตพลาสซึมลักษณะส่วนประกอบหน้าที่ - ชีววิทยา

กระตุ้นการหลั่งเป็นวัสดุเซลล์ที่มีชีวิต โครงสร้างนี้ถูกระบุครั้งแรกในปีพ. ศ. ได้รับการพิจารณาว่าเป็นสารที่โปร่งใสมีความหนืดและสามารถขยายได้ มันถูกตีความว่าเป็นโครงสร้างที่ไม่มีองค์กรที่ชัดเจนและมีออร์แกเนลล์มากมาย

โปรโตพลาสซึมได้รับการพิจารณาว่าเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ที่พบภายในเยื่อหุ้มพลาสมา อย่างไรก็ตามผู้เขียนบางคนได้รวมเยื่อหุ้มเซลล์นิวเคลียสและไซโทพลาซึมไว้ภายในโปรโตพลาสซึม

เซลล์ยูคาริโอตของสัตว์ ที่มา: โดย Nikol valentina romero ruiz จาก Wikimedia Commons

ปัจจุบันยังไม่มีการใช้คำว่าโปรโตพลาสซึมอย่างแพร่หลาย แต่นักวิทยาศาสตร์ต้องการอ้างถึงส่วนประกอบของเซลล์โดยตรง

ประวัติศาสตร์

คำว่าโปรโตพลาสซึมเป็นผลมาจากนักกายวิภาคศาสตร์ชาวสวีเดน Jan Purkyne ในปี พ.ศ. 2382 ใช้เพื่ออ้างถึงวัสดุที่เป็นโครงสร้างของตัวอ่อนสัตว์

อย่างไรก็ตามเร็วที่สุดเท่าที่ 1835 นักสัตววิทยาเฟลิกซ์ดูจาร์ดีนได้อธิบายถึงสารที่อยู่ในเหง้า มันให้ชื่อว่า sarcoda และบ่งบอกว่ามันมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

ต่อมาในปีพ. ศ. 2389 Hugo von Mohl นักพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมันได้นำคำว่าโปรโตพลาสซึมขึ้นมาใหม่เพื่ออ้างถึงสารที่มีอยู่ภายในเซลล์พืช

ในปีพ. ศ. 2393 นักพฤกษศาสตร์เฟอร์ดินานด์โคห์นได้รวมคำศัพท์นี้เข้าด้วยกันโดยระบุว่าทั้งพืชและสัตว์มีโปรโตพลาสซึม ผู้วิจัยชี้ให้เห็นว่าในสิ่งมีชีวิตทั้งสองสารที่เติมเซลล์มีความคล้ายคลึงกัน

ในปีพ. ศ. 2415 Beale ได้เปิดตัวคำว่า bioplasm ในปีพ. ศ. 2423 ฮันสไตน์ได้เสนอคำว่าโปรโตพลาสต์ซึ่งเป็นคำใหม่ที่ใช้เรียกเซลล์ทั้งหมดโดยไม่รวมผนังเซลล์ คำนี้ถูกใช้โดยผู้เขียนบางคนเพื่อแทนที่เซลล์

ในปีพ. ศ. 2508 Lardy ได้เปิดตัวคำว่า cytosol ซึ่งใช้ในภายหลังเพื่อตั้งชื่อของเหลวภายในเซลล์

ทฤษฎีโปรโตพลาสมิก

Max Schultze นักกายวิภาคศาสตร์เสนอเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 ว่าพื้นฐานสำคัญของชีวิตคือโปรโตพลาสซึม Schultze แนะนำว่าโปรโตพลาสซึมเป็นสารที่ควบคุมกิจกรรมที่สำคัญของเนื้อเยื่อในสิ่งมีชีวิต

ผลงานของ Schultze ถือเป็นจุดเริ่มต้นของทฤษฎีโปรโตพลาสซึม ทฤษฎีนี้ได้รับการสนับสนุนจากข้อเสนอของ Thomas Huxley ในปี 1868 และโดยนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ในยุคนั้น

ทฤษฎีโปรโตพลาสซึมกล่าวว่าโปรโตพลาสซึมเป็นพื้นฐานทางกายภาพของชีวิต ในลักษณะที่การศึกษาสารนี้จะทำให้เราเข้าใจการทำงานของสิ่งมีชีวิตรวมถึงกลไกการถ่ายทอดทางพันธุกรรม

ด้วยความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการทำงานของเซลล์และโครงสร้างทฤษฎีโปรโตพลาสซึมจึงสูญเสียความถูกต้อง

ลักษณะทั่วไป

โปรโตพลาสซึมประกอบด้วยสารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์หลายชนิด สารที่มีอยู่มากที่สุดคือน้ำซึ่งคิดเป็นเกือบ 70% ของน้ำหนักรวมและทำหน้าที่เป็นตัวพาตัวทำละลายตัวควบคุมอุณหภูมิน้ำมันหล่อลื่นและองค์ประกอบโครงสร้าง

นอกจากนี้ 26% ของโปรโตพลาสซึมประกอบด้วยโมเลกุลอินทรีย์ทั่วไป เหล่านี้เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่เกิดจากการเกิดพอลิเมอไรเซชันของหน่วยย่อยที่เล็กกว่า

ในจำนวนนี้เราพบคาร์โบไฮเดรตโมเลกุลขนาดใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอนไฮโดรเจนและออกซิเจนซึ่งเก็บพลังงานไว้สำหรับเซลล์ ใช้ในการเผาผลาญและโครงสร้างต่างๆของโปรโตพลาสซึม

ในทำนองเดียวกันมีไขมันหลายประเภท (ไขมันเป็นกลางคอเลสเตอรอลและฟอสโฟลิปิด) ซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเซลล์ นอกจากนี้ยังเป็นส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ที่ควบคุมการทำงานของโปรโตพลาสมิกที่แตกต่างกัน

โปรตีนคิดเป็นเกือบ 15% ขององค์ประกอบของโปรโตพลาสซึม ในจำนวนนี้เรามีโปรตีนโครงสร้าง โปรตีนเหล่านี้ก่อตัวเป็นโครงร่างโปรโตพลาสมิกซึ่งเอื้อต่อการจัดองค์กรและการขนส่งของเซลล์

โปรตีนอื่น ๆ ที่มีอยู่ในโปรโตพลาสซึมคือเอนไซม์ พวกมันทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา (สารที่ปรับเปลี่ยนความเร็วของปฏิกิริยาเคมี) ของกระบวนการเผาผลาญทั้งหมด

ในทำนองเดียวกันไอออนอนินทรีย์ต่าง ๆ มีอยู่ซึ่งสอดคล้องกับ 1% ขององค์ประกอบเท่านั้น (โพแทสเซียมแมกนีเซียมฟอสฟอรัสกำมะถันโซเดียมและคลอรีน) สิ่งเหล่านี้มีส่วนช่วยในการรักษา pH ของโปรโตพลาสซึม

ส่วนประกอบ

โปรโตพลาสซึมประกอบด้วยเยื่อหุ้มพลาสมาไซโทพลาสซึมและนิวคลีโอพลาสซึม อย่างไรก็ตามในปัจจุบันด้วยความก้าวหน้าของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนทำให้ทราบว่าโครงสร้างของเซลล์มีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น

นอกจากนี้ยังมีช่องย่อยของเซลล์จำนวนมากและมีโครงสร้างของเซลล์ที่ซับซ้อนมาก นอกจากออร์แกเนลล์ซึ่งรวมอยู่ที่นี่เป็นส่วนหนึ่งของไซโทพลาซึม

เมมเบรนพลาสม่า

พลาสมาเมมเบรนหรือพลาสม่าเลมมาประกอบด้วยโปรตีนประมาณ 60% และไขมัน 40% การจัดโครงสร้างอธิบายโดยแบบจำลองโมเสคของไหล ในกรณีนี้เมมเบรนจะแสดง bilayer ฟอสโฟลิปิดที่โปรตีนฝังอยู่

เยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมดถือว่ามีโครงสร้างเหมือนกัน อย่างไรก็ตามพลาสม่าเลมมาเป็นเยื่อที่หนาที่สุดของเซลล์

Plasmalemma ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง จนกระทั่งถึงปลายทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ 20 โครงสร้างของมันอาจมีรายละเอียด

ไซโทพลาซึม

ไซโทพลาสซึมถูกกำหนดให้เป็นวัสดุของเซลล์ทั้งหมดที่พบภายในพลาสม่าเลมมาไม่รวมนิวเคลียส ไซโทพลาซึมรวมถึงออร์แกเนลล์ทั้งหมด (โครงสร้างเซลล์ที่มีรูปแบบและหน้าที่กำหนดไว้) ในทำนองเดียวกันสารที่แช่ส่วนประกอบต่างๆของเซลล์

ไซโตซอล

โครงร่างเซลล์ประกอบด้วยโครงร่างโปรตีนที่สร้างโครงร่างของเซลล์ ประกอบด้วยไมโครฟิลาเมนต์และไมโครทูบูล ไมโครฟิลาเมนต์ทำมาจากแอกตินเป็นหลักแม้ว่าจะมีโปรตีนอื่น ๆ

เส้นใยเหล่านี้มีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันในเซลล์ประเภทต่างๆ Microtubules เป็นโครงสร้างท่อที่ทำจาก tubulin

organelles

นิวเคลียสคือออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมของเซลล์ ในนั้นกระบวนการแบ่งเซลล์เกิดขึ้น

รู้จักองค์ประกอบสามส่วนของนิวเคลียส ได้แก่ ซองนิวเคลียร์นิวคลีโอพลาสซึมและนิวคลีโอลัส ซองนิวเคลียร์แยกนิวเคลียสออกจากไซโทพลาสซึมและประกอบด้วยเมมเบรนสองหน่วย

นิวคลีโอพลาสซึมเป็นสารภายในที่ล้อมรอบด้วยซองนิวเคลียร์ มันเป็นเฟสน้ำที่มีโปรตีนจำนวนมาก ส่วนใหญ่เป็นเอนไซม์ที่ควบคุมเมแทบอลิซึมของกรดนิวคลีอิก

โครมาติน (DNA ในระยะกระจายตัว) มีอยู่ในนิวคลีโอพลาสซึม นอกจากนี้ยังมีการนำเสนอนิวคลีโอลัสซึ่งเป็นโครงสร้างที่เกิดจากโปรตีนและอาร์เอ็นเอ

คุณสมบัติ

กระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในเซลล์เกี่ยวข้องกับโปรโตพลาสซึมผ่านส่วนประกอบต่างๆ

พลาสมาเมมเบรนเป็นสิ่งกีดขวางโครงสร้างเฉพาะที่ควบคุมความสัมพันธ์ระหว่างเซลล์กับสิ่งแวดล้อมที่อยู่รอบ ๆ เซลล์ ลิปิดป้องกันการผ่านของสารที่ชอบน้ำ โปรตีนควบคุมสารที่สามารถข้ามเมมเบรนควบคุมการเข้าและออกจากเซลล์

ปฏิกิริยาเคมีต่างๆเกิดขึ้นในไซโตซอลเช่นไกลโคไลซิส สิ่งนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับการเปลี่ยนแปลงความหนืดของเซลล์การเคลื่อนไหวของอะมีบาและไซโคลซิส ในทำนองเดียวกันมีความสำคัญอย่างยิ่งในการสร้างแกนหมุนไมโทติกในระหว่างการแบ่งเซลล์

ในโครงร่างเซลล์ไมโครฟิลาเมนต์เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวและการหดตัวของเซลล์ ในขณะที่ microtubules มีส่วนเกี่ยวข้องกับการขนส่งเซลล์และช่วยในการสร้างรูปร่างของเซลล์ พวกเขายังมีส่วนร่วมในการก่อตัวของเซนทริโอลซิเลียและแฟลกเจลลา

การขนส่งภายในเซลล์เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงการประกอบและการหลั่งสารเป็นความรับผิดชอบของเรติคูลัมเอนโดพลาสมิกและไดโทโซม

กระบวนการเปลี่ยนแปลงและการสะสมพลังงานเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งมีคลอโรพลาสต์ การได้รับ ATP จากการหายใจระดับเซลล์เกิดขึ้นในไมโทคอนเดรีย

คุณสมบัติทางสรีรวิทยา

มีการอธิบายคุณสมบัติทางสรีรวิทยาสามประการที่เกี่ยวข้องกับโปรโตพลาสซึม สิ่งเหล่านี้คือการเผาผลาญการสืบพันธุ์และความหงุดหงิด

ในโปรโตพลาสซึมกระบวนการเผาผลาญทั้งหมดของเซลล์เกิดขึ้น กระบวนการบางอย่างเป็น anabolic และเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรโตพลาสซึม คนอื่น ๆ เป็น catabolic และมีส่วนเกี่ยวข้องกับการสลายตัว การเผาผลาญรวมถึงกระบวนการต่างๆเช่นการย่อยอาหารการหายใจการดูดซึมและการขับถ่าย

กระบวนการทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์โดยการแบ่งเซลล์ตลอดจนการเข้ารหัสสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนที่จำเป็นในปฏิกิริยาของเซลล์ทั้งหมดเกิดขึ้นในนิวเคลียสของเซลล์ซึ่งมีอยู่ภายในโปรโตพลาสซึม

ความหงุดหงิดคือการตอบสนองของโปรโตพลาสซึมต่อสิ่งเร้าภายนอก สิ่งนี้สามารถกระตุ้นการตอบสนองทางสรีรวิทยาที่ช่วยให้เซลล์ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่อยู่รอบ ๆ เซลล์

อ้างอิง

Liu D (2017) เซลล์และโปรโตพลาสซึมเป็นภาชนะวัตถุและสสาร: 1835-1861 วารสารประวัติศาสตร์ชีววิทยา 50: 889-925.
Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáezและ M Miguel (1997) เซลล์วิทยาและเนื้อเยื่อวิทยาของพืชและสัตว์ ชีววิทยาของเซลล์และเนื้อเยื่อของสัตว์และพืช พิมพ์ครั้งที่สอง. McGraw Hill-Interamericana จากสเปน มาดริดสเปน 960 น.
Welch GR และ J Clegg (2010) จากทฤษฎีโปรโตพลาสซึมสู่ชีววิทยาระบบเซลลูลาร์: การสะท้อน 150 ปี น. J. Physiol. เซลล์ Physiol 298: 1280-1290
Welch GR และ J Clegg (2012) เซลล์กับโปรโตพลาสซึม: ประวัติผู้แก้ไข. เซลล์จิตเวช Int. 36: 643-647.

ประวัติโปรโตพลาสซึมลักษณะส่วนประกอบหน้าที่ - ชีววิทยา - 2025