Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.5: Цитоплазма і цитоскелет

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5774

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Зазирнути всередину клітини

    Малюнок\(\PageIndex{1}\) може виглядати як барвистий твір абстрактного мистецтва або, може бути, ультрасучасний дизайн килима, але це ні. Це фактично модель інтер'єру клітини. Це уявлення художника про те, що ви могли б побачити, якщо б ви могли заглянути всередину одного з цих основних будівельних блоків живих істот. Інтер'єр клітини, очевидно, переповнений і зайнятий простір. Він містить цитоплазму, розчинені речовини та багато структур; і це вулик незліченних біохімічних заходів, які відбуваються одночасно.

    Переповнений цитозольний цитоскелет
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Зображення цитозолу, на якому зображені мікротрубочки (світло-блакитні), актинові нитки (темно-сині), рибосоми (жовті і фіолетові), розчинні білки (світло-блакитні), кінезин (червоний), дрібні молекули (білий) і РНК (рожевий).

    цитоплазма

    Цитоплазма являє собою густий, зазвичай безбарвний розчин, який заповнює кожну клітину і укладений клітинною мембраною. Цитоплазма тисне на клітинну мембрану, заповнюючи клітину і надаючи їй форму. Іноді цитоплазма діє як водянистий розчин і іноді набуває більш гелеобразную консистенцію. У еукаріотичних клітині цитоплазма включає весь матеріал всередині клітини, але поза ядром, який містить власну водянисту речовину під назвою нуклеоплазма. Всі органели в клітині еукаріот, такі як ендоплазматичний ретикулум і мітохондрії, розташовані в цитоплазмі. Цитоплазма допомагає утримувати їх на місці. Це також місце більшості метаболічних заходів в клітині, і це дозволяє матеріалам легко проходити по всій клітині.

    Частина цитоплазми, що оточує органели, називається цитозолем, який є рідкою частиною цитоплазми. Він складається з близько 80 відсотків води, а також містить розчинені солі, жирні кислоти, цукру, амінокислоти та білки, такі як ферменти. Ці розчинені речовини необхідні для підтримки клітини живих і здійснення обмінних процесів. Наприклад, ферменти, розчинені в цитозолі, розщеплюють більші молекули на більш дрібні продукти, які потім можуть бути використані органелами клітини. Продукти життєдіяльності також розчиняються в цитозолі перед тим, як їх забирають вакуолями або виганяють з клітини.

    Хоча прокаріотичні клітини не мають органел (у них є рибосоми), вони все ще мають цитоплазму. Саме в цитоплазмі відбувається більшість клітинної діяльності, включаючи багато метаболічних шляхів, які відбуваються всередині органел, такі як фотосинтез та аеробне дихання.

    Цитоскелет

    Хоча цитоплазма може здатися, що не має форми або структури, вона насправді дуже організована. Каркас білкових каркасів, званих цитоскелетом, забезпечує цитоплазму та клітину структурою. Цитоскелет складається з ниткоподібних ниток і канальців, які перетинають цитоплазму. Ви можете побачити ці нитки і канальці в осередках на малюнку\(\PageIndex{2}\). Як випливає з назви, цитоскелет схожий на клітинний «скелет». Це допомагає клітині підтримувати свою форму, а також допомагає утримувати клітинні структури, такі як органели, на місці в цитоплазмі.

    Флуоресцентний актин і мікротрубочки
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Цитоскелет. Цитоскелет надає клітці внутрішню структуру, подібну каркасу будинку. На цій фотографії актинові нитки і канальці цитоскелета зелені і червоні відповідно. Сині точки - це ядра клітин.

    Еукаріотичний цитоскелет складається з мережі довгих тонких білкових волокон. Ці ниткоподібні білки постійно перебудовуються, щоб адаптуватися до постійно мінливих потреб клітини. Три основних види волокон цитоскелета - це мікротрубочки, проміжні нитки та мікрофіламенти (табл.\(\PageIndex{1}\)).

    • Мікротрубочки - найтовстіша з цитоскелетних структур. Вони найчастіше виготовляються з ниток, які є полімерами альфа- та бета-тубуліну і випромінюють назовні з області поблизу ядра, яка називається центросомою. Дві форми тубуліну утворюють димери (пари), які збираються разом, утворюючи порожнисті циліндри. Циліндри скручуються один навколо одного, утворюючи мікротрубочки. Мікротрубочки допомагають клітці зберігати форму. Вони утримують органели на місці і дозволяють їм переміщатися по клітині, і вони утворюють мітотичний веретено під час поділу клітин. Мікротрубочки також складають частини вій і джгутиків, органел, які допомагають клітині рухатися.
    • Мікрофіламенти складаються з двох тонких актинових ланцюжків, які скручені одна навколо іншої. Мікрофіламенти в основному зосереджені безпосередньо під клітинною мембраною, де вони підтримують клітину і допомагають клітині зберігати форму. Мікрофіламенти утворюють цитоплазматичні розширення, такі як мікроворсинки та псевдоподії, які дозволяють певним клітинам рухатися. Актин і білок міозину взаємодіють, щоб викликати скорочення м'язових клітин. Мікрофіламенти містяться майже в кожній клітині і численні в м'язових клітині та в клітині, які рухаються, змінюючи форму, наприклад, фагоцити (лейкоцити, які шукають в організмі бактерії та інших загарбників).
    • Проміжні нитки (ПЧ) відрізняються за складом від одного типу клітини до іншого. ІФ може складатися з віментину, кератину, десміну або ламіну. Кожен тип клітин може мати унікальну комбінацію IFs. Наприклад, проміжні нитки, виготовлені з кератину, знаходяться в клітині шкіри, волосся та нігтів. IFs організовують внутрішню структуру клітини, утримуючи органели і забезпечуючи міцність. Вони також є структурними компонентами ядерної оболонки. Проміжні нитки, виготовлені з білка кератину, знаходяться в клітині шкіри, волосся та нігтів.
    Таблиця\(\PageIndex{1}\): Структура цитоскелета
    Характеристика мікротрубочки проміжні нитки Мікрофіламенти
    Діаметр волокна Близько 25 нм Від 8 до 11 нм Близько 7 нм
    білковий склад Тубулін з двома субодиницями, альфа і бета-тубуліном Один з різних типів білків, таких як ламін, віментин, десмін та кератин Актин
    Форма Порожні циліндри, виконані з двох білкових ланцюгів, скручених один навколо одного Котушки білкових волокон скручені один в одного Дві актинові ланцюга, скручені один навколо одного
    Основні функції Рух органел і везикул; утворюють мітотичні веретена при розмноженні клітин; рухливість клітин (у віях і джгутиках) Організуйте форму клітин; позиціонує органели в структурній підтримці цитоплазми ядерної оболонки та саркомерів; бере участь у переходах між клітиною та клітина-матрикс Зберігати клітинну форму; дозволяє переміщати певні клітини шляхом формування цитоплазматичних розширень або скорочення актинових волокон; бере участь у деяких з'єднаннях клітина-клітина або клітинка-матрикс
    Характеристика: Біологія людини в новині

    Новини про важливе дослідження цитоплазми еукаріотичних клітин з'явилися на початку 2016 року. Дослідники в Дрездені, Німеччина виявили, що коли клітини позбавлені адекватних поживних речовин, вони можуть по суті закритися і стати сплячими. Зокрема, коли клітини не отримують достатньої кількості поживних речовин, вони припиняють обмін речовин, їх енергетичний рівень падає, а рН цитоплазми знижується. Їх в нормі рідка цитоплазма також передбачає твердий стан. Клітини здаються мертвими, і як ніби встановилася своєрідна суворість. Дослідники вважають, що ці зміни захищають чутливі структури всередині клітин і дозволяють клітинам пережити складні умови. Якщо поживні речовини повертаються клітинам, вони можуть вийти зі свого сплячого стану цілими і неушкодженими. Вони будуть продовжувати рости і розмножуватися, коли умови покращуватимуться.

    Це важливе фундаментальне наукове дослідження проводилося на нелюдському організмі: одноклітинні гриби, звані дріжджами. Тим не менш, це може мати важливі наслідки для людини, оскільки дріжджі мають еукаріотичні клітини з багатьма тими ж структурами, що і людські клітини. Дріжджові клітини, здається, здатні «обдурити» смерть, закриваючи всі життєві процеси контрольованим способом. Дослідники сподіваються дізнатися з подальшими дослідженнями про те, чи можна навчити людські клітини цьому «трюку», а також.

    Рецензія

    1. Опишіть склад цитоплазми.
    2. Які деякі функції цитоплазми?
    3. Окреслюємо будову і функції цитоскелета.
    4. Чи складається цитоплазма з клітин? Чому чи чому ні?
    5. Назвіть два типи цитоскелетних структур.
    6. Правда чи брехня. Цитоплазма зазвичай зелена.
    7. Правда чи брехня. Ядро клітини заповнене цитоплазмою.
    8. На малюнку\(\PageIndex{2}\) різних цитоскелетних структур вище (показано червоним та зеленим кольором), що ви помічаєте про ці різні структури?
    9. Опишіть один із прикладів метаболічного процесу, який відбувається в цитозолі.
    10. У еукаріотичних клітині весь матеріал всередині клітини, але зовні ядра, називається ___________.
    11. Як називається рідка частина цитоплазми?
    12. Яка хімічна речовина становить більшу частину цитозолю?
    13. Коли дріжджові клітини, позбавлені поживних речовин, йдуть в спокій, їх цитоплазма приймає твердий стан. Як ви думаєте, який вплив матиме тверда цитоплазма на нормальні клітинні процеси? Поясніть свою відповідь.
    14. У чому різниця між цитоплазмою і цитозолем?
    15. Назвіть три основні частини цитоскелета.
    16. Перерахуйте дві функції еукаріотичного цитоскелета

    Дізнатися більше

    https://bio.libretexts.org/link?16743#Explore_More

    Перегляньте відео нижче, щоб дізнатися про рухові білки, які транспортують клітинний матеріал цитоскелетом.

    Атрибуції

    1. Переповнений цитозол ТімВіккерса, випущений у суспільне надбання через Wikimedia Commons
    2. Флуоресцентні клітини від NIH, випущені у суспільне надбання через Вікісховище
    3. Текст адаптований з біології людини CK-12 ліцензований CC BY-NC 3.0