Cytoplazma

Cytoplazma vyplňuje vnitřek lidské buňky. Skládá se z cytosolu, kapaliny nebo gelu podobné látky, organel (mitochondrie, Golgiho aparátu atd.) A buněčného skeletu. Celkově se cytoplazma používá pro enzymatickou biosyntézu a katalýzu, jakož i pro skladování materiálu a intracelulární transport materiálu.

Co je cytoplazma?

Definice pojmu cytoplazma není v literatuře jednotná. Někteří autoři považují celý bioaktivní obsah lidské buňky, včetně jádra, za cytoplazmu. Jiní autoři nepočítají organely obsažené v buňce, jako je mitochondrie a endoplazmatické retikulum a buněčné jádro, do cytoplazmy, ale používají termín protoplasma, pod kterým přejímají celý obsah živé lidské buňky.

Buněčné jádro a četné organely (až mnoho tisíc) jsou uzavřeny v cytoplazmě a procházejí mikrovlákny, mezivlákny a mikrotubuly. Jedná se o cytoskelet, proteiny, které dávají buněčné síle a struktuře a umožňují intracelulární transport látek - včetně transportu biomembrány. Kapalná nebo gelovitá část cytoplazmy se nazývá cytosol. Změny konzistence v určitých oblastech cytosolu také transportují organely v buňce.

Aby se umožnilo mnoho paralelních biochemických reakcí v buňce, mohou se v cytoplazmě tvořit biomembrány mezery, tzv. Kompartmenty. V každém případě umožňují různé podmínky prostředí.

Anatomie a struktura

Cytoplazma obsahuje asi 80,5 až 85% vody, 10 až 15% proteinů, 2 až 4% lipidů a zbytek je tvořen polysacharidy, DNA, RNA a organickými a anorganickými molekulami a ionty. PH cytoplazmy je téměř neutrální na 7,0 a je udržováno co nejstabilnější pufrováním. Hodnotu pH lze také stabilizovat nebo mírně změnit pomocí iontových čerpadel.

Cytoskelet, který dává buňce její sílu a tvar a zajišťuje intracelulární transport látek, sestává z aktinových filamentů (mikrofilamentů), intermediálních filamentů a mikrotubulů. Cytoskeleton podléhá dynamické konstrukci a procesu remodelace, který umožňuje strukturální přizpůsobení. Aktinová vlákna jsou vyrobena z proteinových polymerů s dlouhým řetězcem s extrémně tenkým průměrem přibližně 6 až 9 nanometrů. Meziproduktová vlákna jsou složena z různých strukturálních proteinů (keratinů) mnohem komplexnějším způsobem a existuje 5 různých typů.

Trubkovité mikrotubuly s průměrem kolem 24 nanometrů jsou tvořeny malými kulovitými jednotkami tubulinu. Délka mikrotubulů se může pohybovat od zlomků mikrometru až po několik set mikrometrů. V závislosti na úkolu mohou být mikrotubuly velmi krátkodobé až stabilní dlouhodobé.

Funkce a úkoly

Jednotlivé komponenty komplexní cytoplazmy mají širokou škálu funkcí a úkolů. Hlavními úkoly jsou ukládání určitých látek a enzymaticko-katalytická bioaktivita, tj. Vytváření a rozklad požadovaných nebo již nepotřebných látek. Cytoplazma nebo buňka mají k dispozici řadu nástrojů k provádění těchto nadřízených úkolů.

Protože v některých organelách dochází k mnoha konverzním procesům, cytoplazma může zajistit intracelulární transport organel do optimálního „umístění“ v buňce změnou konzistence z gelovité na vodnatou a naopak. Mikrotubuly, které umožňují transport vezikul přes membrány, mají speciální funkce. Látky, pro které nejsou membrány propustné, jsou uzavřeny ve vesikulách (výčnělky membrány) a vedeny skrz membrány pomocí mikrotubulů. Mikrotubuly také hrají zvláštní roli v pohybech uvnitř buňky a v samohybech určitých typů buněk, které se pohybují pomocí whiplash (např. Spermie).

Mikrotubuly nabývají během mitózy (normální dělení buněk) po replikaci DNA další zvláštní funkci v uspořádání chromozomů. Mikrotubuly také hrají důležitou roli při stabilizaci axonů (také jednoduše označovaných jako nervy), nervových procesů, které přenášejí nervové impulsy z nervové buňky do cílové tkáně (efferentní) nebo ze senzoru do nervové buňky (aferentní). Schopnost cytoplazmy tvořit uzavřené reakční prostory uvnitř buňky vytvářením membrán umožňuje buňce provádět současně mnoho biochemických procesů, které jsou řízeny enzymaticky a katalyticky a každý vyžaduje své vlastní reakční prostředí.

Zde najdete své léky

Nemoci

Téměř nezvládnutelné množství funkcí, které cytoplazma nebo určité jednotlivé složky cytoplazmy mají, naznačuje, že to může vést k stejně komplexním a diferencovaným funkčním poruchám a stížnostem v souvislosti s cytoplazmou. Kolchicin, také známý jako jed vřetena, slouží jako příklad specifické dysfunkce.

Je to alkaloid podzimního šafránu, který se váže na monomerní tubulin, inaktivuje ho a zabraňuje tvorbě vřeten pro buněčné dělení (mitóza). Tím se zabrání normálnímu dělení buněk. Vinblastin, chemoterapeutické činidlo založené na podobném spektru aktivity, se používá konkrétně v přítomnosti určitých typů rakoviny, aby se nádor zbavil jeho růstové báze. Stejně tak jedy, které brání cytoplazmatové schopnosti odebrat ATP z mitochondrie a dodat ADP, se mohou rychle stát život ohrožující.

Tauopatie jsou založeny na genových mutacích, které vedou ke strukturálním změnám v tau proteinu. Protein tau je nepostradatelný pro strukturu mikrotubulů, takže problémy vznikají zejména v oblasti centrálního nervového systému (CNS). Nemoci, jako je Pickova choroba, demence HDDD a několik dalších, lze vysledovat až k genové mutaci, která vede k depozitům proteinu tau. Nejznámější tauopatií je Alzheimerova choroba.