היסטוריה פרוטופלסמה, מאפיינים כלליים, מרכיבים, פונקציות

ה פרוטופלסמה זה החומר החי של התא. מבנה זה זוהה לראשונה בשנת 1839 כנוזל בולט של החומה. זה נחשב חומר שקוף, צמיג וניתן להרחבה. זה היה לפרש כמבנה ללא ארגון לכאורה עם מספר רב של האברונים.

זה כבר נחשב כי פרוטופלזמה היא כל החלק של התא הנמצא בתוך קרום הפלזמה. עם זאת, מחברים מסוימים כללו בתוך פרוטופלסמה קרום התא, את הגרעין ואת הציטופלזמה.

נכון לעכשיו, המונח פרוטופלסמה אינה בשימוש נרחב. במקום זאת, המדענים העדיפו להתייחס ישירות לרכיבים סלולריים.

אינדקס

• 1 היסטוריה
  • 1.1 תיאוריה פרוטופלאסמית
• מאפיינים כלליים
• 3 רכיבים
  • 3.1 קרום פלזמה
  • 3.2 ציטופלסמה
  • 3.3 סיטוסול
  • 3.4 cytoskeleton
  • 3.5 אורגנים
  • 3.6 נוקלאופלזמה
• 4 פונקציות
  • 4.1 תכונות פיזיולוגיות
• 5 הפניות

היסטוריה

המושג פרוטופלסמה מיוחס לאנטומיקאי השוודי יאן פורקין בשנת 1839. הוא שימש כדי להתייחס לחומר האימון של עוברי בעלי חיים.

עם זאת, כבר בשנת 1835 הזואולוג פליקס דוג'ארדין מתאר את החומר בתוך הריזופודים. זה נותן את השם sarcoda ומציין כי יש לו תכונות פיסיקליות וכימיות.

מאוחר יותר, בשנת 1846, הבוטני הגרמני הוגו פון מוהל הציג מחדש את המונח פרוטופלסמה כדי להתייחס לחומר הקיים בתוך תאי הצמח.

בשנת 1850 הבוטניסט פרדיננד כהן מאחד את המונחים, מה שמעיד כי בשני הצמחים ובעלי החיים יש פרוטופלסמה. החוקר מציין כי בשני האורגניזמים, החומר שממלא את התאים דומה.

בשנת 1872, הציג ביל את המונח ביופלסמה. ב- 1880 הציע הנשטיין את המילה פרוטופלאסט, מונח חדש להתייחס לתא כולו, למעט קיר התא. מונח זה שימש כמה מחברים כדי להחליף את התא.

בשנת 1965, Lardy הציג את המונח ציטוסול, אשר שימש אז שם את הנוזל בתוך התא.

תיאוריה פרוטופלאסמית

האנטומיסט מקס שולצה הציע בסוף המאה ה -19 כי הבסיס הבסיסי של החיים הוא פרוטופלסמה. Schultze הציע כי פרוטופלסמה היא החומר המסדיר את הפעילות החיונית של רקמות של יצורים חיים.

זה נחשב כי עבודות Schultze הם נקודת המוצא של התיאוריה פרוטופלסמה. תיאוריה זו נתמכה על ידי הצעות של תומס הקסלי בשנת 1868 ועל ידי מדענים אחרים של אותה תקופה.

התיאוריה הפרוטופלאסמית הניחה כי הפרוטופלסמה היא הבסיס הפיסי של החיים. באופן שבו לימוד החומר הזה יאפשר הבנה של תפקוד היצורים החיים, כולל מנגנוני הירושה.

עם ההבנה הטובה ביותר של המבנה התאי והתפקוד, התיאוריה הפרוטופלסמה איבדה את תוקפה.

מאפיינים כלליים

הפרוטופלסמה מורכבת מתרכובות אורגניות ואורגניות שונות. החומר השופע ביותר הוא מים, המהווה כמעט 70% ממשקל הכולל שלה פונקציות כמו מסוע, ממס, thermoregulator, חומר סיכה אלמנט מבניים.

בנוסף, 26% פרוטופלסמה מורכב מקרומולקולות אורגניות בדרך כלל. אלה הן מולקולות גדולות שנוצרו על ידי פילמור של יחידות משנה קטנות יותר.

בין אלה הם פחמימות, מקרומולקולות המורכבות פחמן, מימן וחמצן, אשר מאחסן אנרגיה לתא. הם משמשים פונקציות מטבוליות שונות מבניים של פרוטופלסמה.

ישנם גם סוגים שונים של שומנים (שומנים ניטרליים, כולסטרול ופוספוליפידים), המשמשים גם כמקור אנרגיה לתא. בנוסף, הם מהווים חלק מכונן של הקרומים המווסתים את הפונקציות הפרוטופלסמיות השונות.

החלבונים מהווים כמעט 15% מהרכב הפרוטופלזמה. בין אלה יש לנו חלבונים מבניים. חלבונים אלה מהווים את המסגרת הפרוטופלאסמית, התורמים לארגונם ולתחבורה הסלולארית שלהם.

חלבונים אחרים הנמצאים בפרוטופלזמה הם האנזימים. הם פועלים כזרזים (חומרים שמשנים את המהירות של תגובה כימית) של כל התהליכים המטבוליים.

כמו כן, קיימים יונים אנאורגניים שונים אשר תואמים רק 1% של הרכב שלהם (אשלגן, מגנזיום, זרחן, גופרית, נתרן וכלור). אלה תורמים לשמור על ה- pH של פרוטופלסמה.

רכיבים

הפרוטופלסמה מורכבת מממברנת הפלסמה, מהציטופלסמה ומהנוקלאופלזמה. עם זאת, כיום, בזכות ההתקדמות של מיקרוסקופיה אלקטרונית, ידוע כי המבנה הסלולר הוא אפילו יותר מסובך.

יש גם מספר רב של תאים תת-תאיים, ותכנים סלולריים מורכבים מבחינה מבנית. בנוסף האברונים, אשר כלולים כאן כחלק ציטופלזמה.

קרום פלזמה

קרום הפלזמה או plasmalemma הוא היווה על ידי כ 60% חלבונים ו 40% שומנים. ההסדר המבני שלה מוסבר על ידי מודל הפסיפס הנוזל. בחודש זה, הממברנה מציגה bilayer של phospholipids שבו חלבונים מוטבעים.

זה נחשב כי כל קרום התא יש את אותו המבנה. עם זאת, plasmalemma הוא הממברנה העבה ביותר בתא.

Plasmalemma לא נצפתה עם מיקרוסקופ אופטי. זה לא היה עד 50 המאוחרות של המאה העשרים כי המבנה שלה יכול להיות מפורט.

ציטופלסמה

הציטופלסמה מוגדרת כמו כל החומר של התא כי הוא בתוך plasmalemma, לא כולל את הגרעין. כל האברונים כלולים בציטופלסמה (מבנים תאיים עם צורה ותפקוד מוגדרים). כמו כן החומר שבו רכיבים סלולריים שונים שקועים.

סיטוסול

הציטוסול הוא שלב הנוזל של הציטופלסמה. זהו ג'ל כמעט נוזלי כי יותר מ 20% של חלבונים של התא. רוב אלה הם אנזימים.

ציטוסקלטון

ה- cytoskeleton מהווה מסגרת חלבון היוצרת את המסגרת הסלולרית. הוא נוצר על ידי microfilaments ו microtubules. Microfilaments הם בעיקר מורכב אקטין, אם כי ישנם חלבונים אחרים.

חוטים אלה יש הרכב כימי שונה סוגים שונים של תאים. Microtubules הם מבנים צינורי נוצר בעצם של tubulin.

מארגנים

האברונים הם מבנים תאיים שממלאים תפקיד מסוים. כל אחד מהם הוא תחומים על ידי ממברנות. לחלק מהאברונים יש רק קרום אחד (vacuole, dictyosomes), בעוד שאחרים מוגבלים על ידי שני ממברנות (מיטוכונדריה, כלורופלסטים).

קרום האברונים יש מבנה זהה plasmalemma. הם דקים וההרכב הכימי שלהם שונה בהתאם לפונקציה שהם ממלאים.

בתוך האברונים להתרחש תגובות כימיות שונות מזוקקים על ידי אנזימים ספציפיים. מצד שני, הם מסוגלים לנוע בשלב המימית של הציטופלסמה.

באברונים יש תגובות שונות בעלות חשיבות רבה לתפקוד התא. הפרשת חומרים, פוטוסינתזה והנשמה האירובית, בין היתר, מתרחשת בהם

נוקלאופלזמה

הגרעין הוא האורגנל הסלולרי המכיל את המידע הגנטי של התא. באותו תהליך חלוקת התא מתרחשות.

שלושה מרכיבים של הגרעין מוכרים: מעטפה גרעינית, נוקלאופלזמה וגרעין. המעטפה הגרעינית מפרידה את הגרעין מהציטופלסמה ונוצרת על ידי שתי יחידות קרום. 

הנוקלאופלסמה היא החומר הפנימי, כי הוא מוגבל פנימי על ידי המעטפה הגרעינית. זהו שלב מימי המכיל מספר רב של חלבונים. הם בעיקר אנזימים המווסתים את חילוף החומרים של חומצות גרעין.

הכרומטין (דנ"א בשלב מפוזרים) הכלול נוקלאופלזמה. בנוסף, נוקלאולוס מוצג, שהוא מבנה שנוצר על ידי חלבונים RNA.

פונקציות

כל התהליכים המתרחשים בתא קשורים לפרוטופלאסמה, באמצעות מרכיביו השונים.

קרום הפלזמה הוא מחסום מבניים סלקטיבי השולט על הקשר בין תא לסביבה המקיפה אותו. ליפידים מונעים מעבר של חומרים הידרופיליים. החלבונים שולטים בחומרים שיכולים לחצות את הממברנה, ויסות הכניסה והיציאה של אותו תא לתא.

כמה תגובות כימיות להתרחש cytosol, כגון גליקוליזה. זה אחד מתערב ישירות את השינויים של צמיגות הסלולר, התנועה amoeboid ואת המחזורים. כמו כן, יש חשיבות רבה להיווצרות של ציר מיטוטי במהלך חלוקת התא.

ב cytoskeleton, microfilaments קשורים עם התכווצות הסלולר ואת התנועה. בעוד microtubules להתערב בתא תאים ולתרום לעצב את התא. הם גם משתתפים בהרכב של centrioles, cilia ו flagella.

התחבורה הבין-תאית, כמו גם הטרנספורמציה, ההרכבה וההפרשה של חומרים, היא באחריות הרטימולום האנדופלסמי והדיקטוזום..

תהליכים של טרנספורמציה וצבירת אנרגיה מתרחשים באורגניזמים פוטוסינתטיים בעלי כלורופלסטים. השגת ATP באמצעות נשימה תאית מתרחשת במיטוכונדריה.

תכונות פיזיולוגיות

שלושה מאפיינים פיזיולוגיים הקשורים פרוטופלסמה תוארו. אלה מטבוליזם, רבייה ורגזנות.

כל התהליכים המטבוליים של התא מתרחשים בפרוטופלסמה. תהליכים מסוימים הם אנבוליים והם קשורים לסינתזה של פרוטופלסמה. אחרים קטבוליים, ומתערבים בהתפוררותם. המטבוליזם כולל תהליכים כגון עיכול, נשימה, ספיגה והפרשה.

כל התהליכים הקשורים עם הרבייה על ידי חלוקת התא, כמו גם קידוד לסינתזה של חלבונים הנדרשים בכל התגובות הסלולר להתרחש בגרעין התא, הכלול פרוטופלסמה.

עצבנות היא התגובה של הפרוטופלסמה לגירוי חיצוני. זה יכול להפעיל תגובה פיזיולוגית המאפשר התא להסתגל לסביבה המקיפה אותו.

הפניות

1. Liu D (2017) התא ופרוטופלסמה כמו מכולה, אובייקט וחומר: 1835-1861. כתב העת של ההיסטוריה של ביולוגיה 50: 889-925.
2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez ו- M Miguel (1997) ציטולוגיה של צמחים ובעלי חיים והיסטולוגיה. ביולוגיה של תאים ורקמות של בעלי חיים וצמחים. מהדורה שנייה. מקגרו היל - אינטרמריקנה של ספרד. מדריד, ספרד 960 עמ '.
3. Welch GR ו- J Clegg (2010) מתוך תיאוריה פרוטופלאסמית לביולוגיה של מערכות תאיות: השתקפות של 150 שנה. Am. J. Physiol. תא פיסיול. 298: 1280-1290.
4. Welch GR ו- J Clegg (2012) תא לעומת פרוטופלסמה: היסטוריה רוויזיוניסטית. ביול תא: 36: 643-647.