Цитоплазма

физични свойства, химичен състав и строеж^[w]
[видео]

Компоненти: Хиалоплазма, цитоскелет, мембранни и немембранни компоненти

Физични свойства

• Агрегатно състояние – в зависимост от количеството на водата
• Коефициент на светлинно пречупване – между коефициентите на пречупване на водата и стъклото
• Относително тегло – от 1.01 до 1.06
• Вискозитет – близък до водния
• Еластичност
• Самостоятелно движение (кръгово, струисто, фонтанно)
  видео: в епидермални клетки, в паренхимни клетки

Химичен състав

• Неорганични вещества
  • Вода 60-95%, при анабиоза намалява до 10-15%
  • Минерални соли 5%
• Органични вещества
  • Конституционни съединения (метаболитно активни):
    • белтъци – 60%
      • прости белтъци (протеини) – само от полипептидни вериги
      • сложни белтъци (протеиди) – нуклеопротеиди, гликопротеиди, липопротеиди
    • нуклеинови киселини – 10%
      РНК: иРНК, тРНК, рРНК

    • липиди – 20%
      • фосфолипиди
      • гликолипиди
    • въглехидрати – 15%
      • моно- и дизахариди – разтворими във вода
      • полизахариди – неразтворими или слаборазтворими във вода
  • Ергастични вещества
    • Резервни вещества – обикновено пакетирани във вакуоли или гранули
    • Крайни метаболити

Строеж

• Плазмалема (клетъчна мембрана) – с дебелина 10 nm ^[w]
• Тонопласт (вакуолна мембрана) – с дебелина 10 nm
• Мезоплазма (цитозол)^[w]
  • Хиалоплазма ^[w]
    • Колоидна система от белтъци, нуклеинови киселини, полизахариди, липиди ….
    • Променя агрегатното си състояние съгласно свойствата на колоидните разтвори – между зол и гел.
    • Основна структура за протичането на биохимичните процеси и вътреклетъчен транспорт.
  • Цитоскелет ^[w]
    [видео][видео]
    • Функции на цитоскелета
      
      • Осъществява транспорта в цитплазмата и нейното видимо движение
      • Придава формата на клетката и свързва всички органели
      • Образува делителното вретено
    • Компоненти на цитоскелета
      • Актинови микрофиламенти ^[w]
        
        • Групират се в микрофибрили (димери), а те – във фибрили (полимери)
        • Придвижват и застопоряват органелите чрез съкращаване
        • Придават еластичност на цитоплазмата
        • Междуклетъчни контакти
      • Тубулинови тръбички (микротубули) ^[w]
        • Състоят се от алфа- и бета- тубулини, подредени като димери. По-широки и стабилни са от филаментите, в сечение са 25 nm
        • Поддържат формата на клетката и придвижват органели чрез разграждане и синтез на тръбичките ^{[видео][видео]}

Субмикроскопски органели в цитоплазмата

Рибозоми и едномембранни органели

• Рибозоми^[w]
  • Открити от Паладе – 1955 г. (чрез ТЕМ), наричани грануларни частици на Паладе, 15-35 nm в диаметър
  • Изпълняват транслацията на иРНК до белтъци, с участието на тРНК ^[видео]
  • Строеж: 2 субединици с характерен седиментационен коефициент.
    • в цитоплазмата на еукариоти: 40s и 60s, общо 80s
    • в митохондриите, хлоропластите и бактериалните клетки: 30s и 50s, общо 70s
  • Синтез: в ядърцето: еозоми (рРНК), неозоми (рибонуклеопротеиди)
  • Сглобяване в цитоплазмата непосредствено преди започване на белтъчния синтез

  

• Едномембранни органели
  • Ендоплазмена мрежа (Ендоплазмен ретикулум) ^{[w] [видео]}
    • Функции
      • Транспортна
      • Синтез на липиди и мембрани
      • Постпроцесинг на полипептиди
      • Опаковка на молекули за транспорт
      • Прикрепване на рибозоми
    • Състояния
      • Гладка (агрануларна)
        
        синтез на липиди и полизахариди

      • Грапава (грануларна)
        
        с рибозоми; синтез и транспорт на протеини
  • Апарат (комплекс) на Голджи (дикциозоми) ^{[w] [видео][видео]}
    • Състои се от няколко отделни дикциозоми с динамично положение и форма
    • Всяка дикциозома е съставена от 20-30 несвързани цистерни, които отделят вакуоли от краищата си.
    • Дикциозомата е с проксимален (близък) край за образуване на цистерни и дистален (отдалечен) край за разпадане на цистерните.
    • Функции: обработка, кондензиране и пакетиране на продукти за транспорт
  • Лизозоми ^{[w][видео]}
    • Вакуоли с хидролитични ензими отделяни от апарата на Голджи, pH=5
    • Вътреклетъчно смилане – разграждане на хранителни вещества и рециклиране на повредени органели
    • Участие във фагоцитозата
    • Участие в програмираната смърт на клетките
  • Сферозоми
    • Липопротеидни телца, отделяни от каналите на ендоплазмената мрежа
    • Синтез и натрупване на мазнини
  • Глиоксизоми
    • Участие в глиоксалатния цикъл (разпадане на липидите)
    • В по-голямо количество в клетките на резервните тъкани
  • Пероксизоми: участват в детоксикацията на клетката (разграждат водородния пероксид H₂O₂.
  • Мултивезикуларни телца (корпускули; ендозоми) [w]
    • В близост до плазмалемата
    • Участват в изграждането на клетъчната обвивка
    • Светъл матрикс с голям брой вибриращи мехурчета
  • Ломозоми: резултат от мултивезикуларните телца, напуснали протопласта

Плазмодезми

• Преки цитоплазмени връзки в средната ламела, образувани в телофазата, по-късно видими като пори [w]
• До 10-20 хил. в клетка
• Строеж: В канал образуван от плазмалема, преминава дезмотубула (тръбичка от ендоплазмената мрежа) и хиалоплазма
• дебелина на плазмодезмите: 20 nm
• oбщ брой в клетката: до 20 000
• Функции
  • Преки цитоплазмени връзки
  • Междуклетъчен симпластен транспорт на вещества
  • Предаване на йонни сигнали

Транспортните системи апопласт и симпласт

• Симпласт – система обединяваща протопластите всички свързани клетки ^[w]
• Апопласт – система обединяваща всички свързани клетъчни стени и тяхното водно съдържание ^[w]

---

Въпроси:
1. Каква е разликата между двата основни компонента на цитоплазмата?
2. Как строежът на рибозомите доказва ендосимбиотичната теория?
3. Защо едномембранните компоненти нямат ендосимбиотичен произход?
4. Кой клетъчен компонент е връзката за осъществяване на апопластния и кой – за симпластния транспорт?

---

↑ ← →
Стоянов К. & Райчева Цв. 2011-2015. Анатомия и морфология на растенията. Курс за самостоятелна подготовка на студентите от ОКС бакалавър.
онлайн версия обновена на 18.02.2023 от К. Стоянов
www.botanica.gallery
(cc) цитирането е задължително