citoplasma

citoplasma

Il citoplasma (dal greco kytos - formato da cellule e plasma) è il contenuto di una cellula vegetale o animale, ad eccezione del nucleo (carioplasma). Il citoplasma e il carioplasma sono chiamati protoplasma. In un microscopio convenzionale, sembra una sostanza semi-liquida (la sostanza principale, o ialoplasma), in cui sono sospese una varietà di goccioline, vacuoli, granuli, strutture a forma di bastoncello o filamentose. Sotto il microscopio elettronico, il citoplasma ha una forma ancora più complessa (un intero labirinto di membrane con protoplasma tra di loro). Il citoplasma è una miscela complessa di proteine ​​che si trovano in uno stato colloidale, carboidrati , grassi, acidi nucleici e altri composti organici. Tra i composti inorganici del citoplasma vi è l'acqua, oltre a vari minerali.

All'esterno, ogni cellula è circondata da una membrana plasmatica molto sottile (cioè la membrana), che svolge un ruolo importante nella regolazione della composizione dei contenuti cellulari ed è un derivato del citoplasma. La membrana è una struttura a tre strati (gli strati esterno ed interno sono costituiti da proteine, tra loro c'è uno strato di molecole di fosfolipidi) con uno spessore totale di circa 120 Å (angstrom). La parete cellulare è permeata dai più piccoli fori - i pori attraverso i quali il protoplasma di una cellula può scambiare con il protoplasma di altre cellule vicine.

Nel citoplasma ci sono vari organelli - strutture specializzate che svolgono determinate funzioni nella vita delle cellule. Tra questi, i mitocondri svolgono un ruolo cruciale nel metabolismo; in un microscopio convenzionale, sono visibili sotto forma di piccoli bastoncini o chicchi. I dati di microscopia elettronica indicano la loro struttura complessa. Ogni mitocondrio ha una conchiglia composta da tre strati e una cavità interna. Dal guscio nella cavità piena di contenuti liquidi, ci sono numerose partizioni che non raggiungono la parete opposta, chiamate creste. I processi respiratori sono associati ai mitocondri. Nel citoplasma c'è un cosiddetto reticolo endoplasmatico (reticolo) - un vasto sistema di tubuli submicroscopici, tubuli e cisterne delimitate da membrane. Doppie membrane del reticolo endoplasmatico. Sul lato rivolto verso la sostanza principale del citoplasma, su ogni membrana vi sono numerosi granuli, che comprendono l'acido ribonucleico, secondo il quale erano chiamati ribosomi. Con la partecipazione di ribosomi nel reticolo endoplasmatico, si verifica la sintesi proteica.

Uno dei componenti del citoplasma è l'apparato a rete o il "complesso di Golgi", che è strettamente associato al reticolo endoplasmatico e partecipa ai processi di secrezione. Ci sono dati che dimostrano che le membrane del nucleo cellulare (vedi) senza interruzione entrano nelle membrane del reticolo endoplasmatico e del complesso di Golgi. Nel citoplasma di alcune cellule animali possono essere presenti fibrille - sottili formazioni filamentose e tubuli, che sono elementi contrattili. Spesso nel citoplasma si vedono grani di glicogeno (nelle piante - amido), sostanze grasse sotto forma di piccole goccioline e altre strutture. Vedi anche Cell.

Citoplasma (dal greco Kytos - cellula e plasma - qualcosa di simile, formato) - il contenuto della cellula, con l'eccezione del nucleo (carioplasma). Il citoplasma e il carioplasma sono chiamati protoplasma. A volte il termine "protoplasma" viene erroneamente usato nel senso stretto del termine per designare la parte extra-nucleare della cellula, ma in questo senso è più opportuno lasciare il termine "citoplasma". In termini fisico-chimici, il citoplasma è un sistema colloidale multifase. Il mezzo di dispersione del citoplasma è l'acqua (fino all'80%). La fase dispersa contiene proteine ​​e sostanze grasse che formano aggregati di molecole - micelle. Il citoplasma è un liquido viscoso, quasi incolore, con un peso specifico di circa 1,04, spesso a luce fortemente rifrangente, per cui è visibile al microscopio anche in cellule non verniciate.

Una caratteristica del citoplasma, che determina le sue proprietà biologiche, è l'instabilità dei colloidi, la capacità di alternare rapidamente gli stati di gelatinizzazione e liquefazione. Questa circostanza spiega la varietà di immagini della struttura del citoplasma (granulare, filamentoso, reticolato, ecc.) Descritte da vari ricercatori. A seconda dell'età della cellula, del suo stato fisiologico, della sua funzione, ecc., Si può osservare una diversa struttura del citoplasma. Di grande importanza è anche la natura del pretrattamento (soprattutto la fissazione istologica) utilizzato nella preparazione del farmaco. La morfologia del citoplasma dipende dallo stato dei suoi colloidi.

Circa 60 elementi biogeni si trovano nel citoplasma; i suoi componenti chimici più importanti sono proteine, carboidrati, lipidi e un numero di sali. La differenza decisiva tra il citoplasma e il nucleo è la presenza di una quantità significativa di acido ribonucleico (RNA).

Nel citoplasma, gli enzimi del metabolismo dei carboidrati e delle proteine ​​e altri che regolano l'energia cellulare sono localizzati. In un microscopio ottico, il citoplasma è spesso rappresentato da una massa colloidale omogenea o debolmente strutturata, nella quale, oltre al nucleo, si trovano organelli (organelli) e inclusioni. Gli organelli sono componenti obbligatori (o almeno presenti in determinate categorie di cellule) del citoplasma che svolgono una funzione specifica e hanno una struttura specifica che si avvicina di più alla realizzazione di questa funzione. Gli organelli includono i mitocondri, l'apparato del Golgi, il centro della cellula, i plastidi delle cellule vegetali, ecc. Le inclusioni sono formazioni temporanee associate a una particolare fase del metabolismo cellulare (secrezione, deposizione di sostanze di rifiuto, sostanze plastiche e riserve energetiche, ecc.). Le inclusioni più comuni sono i grassi neutri e il glicogeno. Il citoplasma è colorato con coloranti acidi e quindi mostra chiaramente due zone: la centrale, a bassa viscosità e contenente un numero significativo di inclusioni (endoplasma) e periferica ad alta densità e senza inclusioni (ectoplasma). Lo strato più periferico di ectoplasma (superficiale o corticale) ha un numero di importanti proprietà che assicurano i processi di interazione chimica e fisica tra la cellula e l'ambiente. Nel citoplasma di alcune cellule (secretorie, salivari e pancreas, ematopoietiche) si trovano bruscamente aree basofile - ergastoplasma.

Un significativo cambiamento nelle opinioni sulla struttura del citoplasma si è verificato in connessione con l'uso di un microscopio elettronico. Si è scoperto che il citoplasma è costituito dalla sostanza principale (matrice, ialoplasma), che contiene altri due componenti importanti: il reticolo endoplasmatico e i ribosomi e inoltre, organoidi e inclusioni. L'ialoplasma è una fase continua liquida o semi-liquida tra i componenti più densi del citoplasma. L'ialoplasma è omogeneo o a grana fine, ma in esso si trovano talvolta componenti fibrillari (le cosiddette proteine ​​strutturali) che creano una certa resistenza in questa parte del citoplasma e spiegano le sue proprietà come elasticità, contrattilità, resistenza (rigidità), ecc. La viscosità del citoplasma anche di singole cellule è diversa: in uova di riccio di mare, è pari a 3 spz, e in infusione di paramecio - 8000 spz.

Il reticolo endoplasmatico (così chiamato perché è stato descritto per la prima volta nelle parti interne della cellula) è un sistema di membrane doppie, tra le quali vi sono degli spazi che formano i tubuli, le bolle e le cavità allargate - le cisterne. Il reticolo endoplasmatico, che forma il cosiddetto sistema vacuolare della cellula, lega insieme la membrana superficiale della cellula, il citoplasma, i mitocondri e la membrana nucleare. A causa dell'esistenza di tale connessione, è possibile uno scambio metabolico continuo tra tutte le parti della cellula.

Sulla superficie esterna delle membrane endoplasmatiche dei territori basofili (ergastoplasma) ci sono numerosi ribosomi (tipo granulare del reticolo endoplasmatico); Il tipo liscio di questo organoide è caratteristico delle aree in cui avviene la sintesi di grassi e carboidrati. Il reticolo endoplasmatico si trova in tutte le cellule (eccetto per gli eritrociti di mammiferi maturi), ma è mal sviluppato in cellule indifferenziate (per esempio embrionali) e riceve lo sviluppo più forte nel metabolizzare attivamente le cellule. I ribosomi sono granuli con un diametro di 150-350 Å. - Componente obbligatoria del citoplasma. Nelle cellule più primitive costruite, sono localizzate liberamente negli ialoplasmi, e in cellule più altamente organizzate, di regola, sono collegate al reticolo endoplasmatico. I ribosomi contengono aminoacidi e RNA. Il filo di quest'ultimo li connette a complessi attivi, chiamati polyribosomes. La funzione principale di questi organoidi è la sintesi di una proteina specifica, un processo in cui il cosiddetto RNA messaggero gioca un ruolo decisivo.

La membrana cellulare - la superficie del citoplasma - ha uno spessore di 70-120 Å e consiste di uno strato lipidico e due strati proteici; l'esistenza di questo guscio determina la permeabilità selettiva della cellula per un numero di sostanze. La porzione superficiale del citoplasma esegue le fasi iniziali dei processi di fagocitosi (vedi), cioè il sequestro dei solidi e la pinocitosi (cm), l'ingestione di fluidi, che è di fondamentale importanza con la penetrazione attiva di queste sostanze nella cellula o la cattura protettiva dei patogeni il più semplice). In alcuni casi, il processo di neutralizzazione avviene nel citoplasma e in altri (ad esempio durante un'infezione virale), al contrario, avviene la loro riproduzione.

Il citoplasma è un portatore di unità ereditarie che determinano le proprietà dell'organismo che può essere trasmesso alla progenie (eredità citoplasmatica). Correns (S. Correns) ha mostrato per la prima volta che la variegazione e i difetti della formazione della clorofilla nelle piante dipendono dalla presenza e dalla distribuzione di organoidi incolori e colorati - plastidi, che producono sostanze organiche dall'acqua e anidride carbonica nella cellula vegetale per mezzo della luce solare. Pertanto, alcuni tratti ereditari sono trasmessi attraverso il citoplasma. I fenomeni di ereditarietà citoplasmatica, descritti per la prima volta nelle piante, sono stati quindi trovati in vari organismi. Così, Ephrussi (V. Ephrussi) ha dimostrato che, agendo con composti acridinici, è possibile ottenere una piccola razza ereditaria di lievito. Il suo aspetto è ovviamente associato a un cambiamento nei mitocondri. Nella Drosophila, l'eredità citoplasmatica, trasmessa attraverso la cellula uovo, è associata a una diversa sensibilità all'effetto della CO 2 . Infine, le proprietà antigeniche delle cellule animali e umane, trasmesse da una generazione all'altra, sono anche determinate, apparentemente, dall'eredità citoplasmatica. Tuttavia, non si deve presumere che le proprietà del citoplasma, compresa la sua partecipazione all'ereditarietà dei tratti, siano separate dalle proprietà delle altre parti costitutive della cellula, principalmente il nucleo. A causa dell'esistenza di un singolo sistema a membrana vacuolare, esiste una connessione continua che garantisce lo scambio di vari materiali tra tutti i componenti della cella. È particolarmente migliorato in alcuni periodi di attività cellulare. Così, nel processo di divisione, la materia nucleare e il citoplasma sono mescolati e l'apparato mitotico è formato dal mixoplasma risultante (vedi Mitosi).

I processi di sintesi proteica nel citoplasma iniziano con il rilascio di RNA messaggero dal nucleo (vedi Acidi nucleici).

Vedi anche Cell.