Citoplasma umple interiorul unei celule umane. Se compune din citosol, o substanță lichidă sau de tip gel, organite (mitocondriile, Aparatul Golgi și altele) și citoscheletul. În general, citoplasma servește biosintezei enzimatice și catalizei, precum și stocării substanței și transportului intracelular.
Ce este citoplasma?
Definiția citoplasmei nu este uniformă în literatura de specialitate. Unii autori consideră că întregul conținut bioactiv al celulei umane, inclusiv nucleul, este citoplasmă în întregime. Alți autori nu includ organele conținute în celulă, cum ar fi mitocondriile și reticulul endoplasmatic și nucleul din citoplasmă, dar folosesc termenul de protoplasmă, sub care subsumează întregul conținut al celulei umane vii. Nucleul și numeroase organite (până la multe mii) sunt închise în citoplasmă și este traversat de microfilamente, filamente intermediare și microtubuli. Acestea sunt citoscheletul, proteine care dau celula rezistenţă și structurează și permit transportul intracelular al substanțelor - inclusiv transportul prin biomembrană. Porțiunea de lichid sau de gel a citoplasmei se numește citosol. Modificările de consistență în anumite regiuni ale citosolului transportă, de asemenea, organite în interiorul celulei. Pentru a permite mai multe reacții biochimice să apară în paralel în interiorul celulei, se pot forma spații numite compartimente în citoplasma delimitată de biomembrană. Acestea permit diferitele condiții de mediu necesare în fiecare caz.
Anatomie și structură
Citoplasma conține aproximativ 80.5% până la 85% de apă, 10% până la 15% proteine, 2% până la 4% lipide, iar restul este distribuit între polizaharide, ADN, ARN și organice și anorganice molecule și ioni. PH-ul citoplasmei este aproximativ neutru la 7.0 și este menținut cât mai stabil posibil prin tamponare. Pompele de ioni pot fi utilizate pentru a stabiliza suplimentar sau a schimba ușor PH-ul. Citoscheletul, care dă celulei sale rezistenţă și formează și asigură intracelular masa transport, constă din filamente de actină (microfilamente), filamente intermediare și microtubuli. Citoscheletul este supus unui proces dinamic de asamblare și remodelare care permite ajustări structurale. Filamentele de actină sunt compuse din polimeri proteici cu lanț lung cu un diametru extrem de subțire de aproximativ 6 până la 9 nanometri. Filamentele intermediare sunt mult mai complexe compuse din structuri diferite proteine (cheratine), și 5 tipuri diferite sunt diferențiate. Microtubulii tubulari, cu diametrul de aproximativ 24 nanometri, sunt compuși din mici unități globulare de tubulină. Microtubulii pot atinge lungimi variind de la fracțiuni de micrometru până la câteva sute de micrometri. Microtubulii pot avea o durată de viață foarte scurtă până la o durată stabilă de viață, în funcție de sarcina la îndemână.
Funcția și sarcinile
Componentele individuale ale citoplasmei complexe au o mare varietate de funcții și sarcini. Sarcinile la nivel superior constau în depozitarea anumitor substanțe și în bioactivitatea enzimatic-catalitică, adică în descompunerea și degradarea substanțelor care sunt necesare sau care nu mai sunt necesare. Pentru a îndeplini aceste sarcini de nivel superior, citoplasma sau celula are la dispoziție o serie de instrumente. Deoarece multe procese de conversie au loc în organele specifice, citoplasma poate asigura transportul intracelular al organelelor la „locația” optimă din interiorul celulei, schimbându-și consistența de la gel la apos și invers. Funcțiile speciale sunt îndeplinite de microtubuli, care permit transportul veziculelor prin membrane. Substanțele pentru care membranele nu sunt permeabile sunt prinse în vezicule (proeminențe ale membranelor) și transportate prin membrane cu ajutorul microtubulilor. Microtubulii joacă, de asemenea, un rol special în mișcările din interiorul unei celule și în mișcările intrinseci ale anumitor tipuri de celule care se mișcă prin intermediul flagelilor (de ex. spermă). O altă funcție specială este îndeplinită de microtubuli în asamblarea cromozomilor în timpul mitozei (diviziune celulară normală) după replicarea ADN-ului. La fel, microtubulii joacă un rol important în stabilizarea axonilor (cunoscut și sub numele de nervi), procesele nervoase care servesc la transmiterea impulsurilor nervoase din celula nervoasa la țesutul țintă (eferent) sau de la senzor la celula nervoasă (aferent). Capacitatea citoplasmei de a forma spații de reacție închise în interiorul celulei prin formarea membranelor permite celulei să permită să apară simultan multe procese biochimice, care sunt controlate enzimatic-catalitic și fiecare necesită propriile medii de reacție.
Boli
Abundența aproape imposibil de gestionat a funcțiilor deținute de citoplasmă sau de anumite componente individuale ale citoplasmei sugerează că pot apărea disfuncții și afecțiuni la fel de complexe și diferențiate legate de citoplasmă. Colchicina, cunoscut și sub numele de otravă cu fus, servește ca exemplu al unei disfuncții specifice. Este un alcaloid al crocus de toamnă care se leagă de tubulina monomerică, inactivând-o și prevenind formarea fusurilor pentru divizarea celulară (mitoză). Se împiedică astfel diviziunea celulară normală. Vinblastină, un agent chimioterapeutic cu un spectru similar de acțiune, este utilizat în mod specific în prezența anumitor tipuri de cancer pentru a priva tumora de baza creșterii. În mod similar, toxinele care interferează cu capacitatea citoplasmei de a lua ATP din mitocondriile și să livreze ADP acolo poate deveni rapid în pericol viața. Așa-numitele tauopatii se datorează genă mutații care conduce la modificări structurale ale proteinei tau. Proteina tau este esențială pentru asamblarea microtubulilor, provocând probleme mai ales la nivel central sistem nervos (SNC). Boli precum boala Pick, HDDD demenţă și mai multe altele sunt legate de cauzalitate cu a genă mutație care duce la depuneri de proteine tau. Cea mai cunoscută tauopatie este Alzheimer boală.
