PROTOPLASMA: HISTORIE, KARAKTERISTIKA, KOMPONENTER, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

Den protoplasma er den levende celle materiale. Denne struktur blev først identificeret i 1839 som en adskillelig væske fra væggen. Det blev betragtet som et gennemsigtigt, tyktflydende og strækbart stof. Det blev fortolket som en struktur uden tilsyneladende organisation og med adskillige organeller.

Protoplasma er blevet betragtet som hele den del af cellen, der findes inde i plasmamembranen. Nogle forfattere har imidlertid inkluderet cellemembranen, kernen og cytoplasmaet i protoplasmaet.

Dyrets eukaryotiske celle. Kilde: Af Nikol valentina romero ruiz fra Wikimedia Commons

I øjeblikket bruges udtrykket protoplasma ikke i vid udstrækning. I stedet har forskere foretrukket at henvise direkte til cellulære komponenter.

Historie

Udtrykket protoplasma tilskrives den svenske anatom Jan Purkyne i 1839. Det blev brugt til at henvise til det formative materiale fra dyreembryoer.

Allerede i 1835 beskrev zoolog Felix Dujardin stoffet inde i rhizopods. Det giver det navnet sarcoda og angiver, at det har fysiske og kemiske egenskaber.

Senere, i 1846, genindførte den tyske botaniker Hugo von Mohl udtrykket protoplasma for at henvise til det stof, der findes i planteceller.

I 1850 forener botanikeren Ferdinand Cohn betingelserne, hvilket indikerer, at både planter og dyr har protoplasma. Forskeren påpeger, at i begge organismer er det stof, der fylder cellerne, ens.

I 1872 introducerede Beale udtrykket bioplasm. I 1880 foreslog Hanstein ordet protoplast, en ny betegnelse, der henviser til hele cellen, med undtagelse af cellevæggen. Dette udtryk blev brugt af nogle forfattere til at erstatte cellen.

I 1965 introducerede Lardy udtrykket cytosol, som senere blev brugt til at navngive væsken i cellen.

Protoplasmisk teori

Anatomist Max Schultze foreslog i slutningen af ​​1800-tallet, at det grundlæggende livsgrundlag er protoplasma. Schultze foreslog, at protoplasma er det stof, der regulerer vævets vigtige aktiviteter i levende ting.

Schultzes værker betragtes som udgangspunktet for protoplasmatisk teori. Denne teori blev understøttet af Thomas Huxleys forslag i 1868 og af datidens andre videnskabsfolk.

Den protoplasmatiske teori erklærede, at protoplasma var det fysiske livsgrundlag. På en sådan måde, at undersøgelsen af ​​dette stof giver os mulighed for at forstå levende væseners funktion, herunder arvemekanismerne.

Med bedre forståelse af cellefunktion og -struktur har den protoplasmatiske teori mistet sin gyldighed.

Generelle karakteristika

Protoplasma består af forskellige organiske og uorganiske forbindelser. Det mest rigelige stof er vand, der udgør næsten 70% af dets samlede vægt og fungerer som en bærer, opløsningsmiddel, termoregulator, smøremiddel og strukturelement.

Derudover består 26% af protoplasmaen af ​​generelt organiske makromolekyler. Dette er store molekyler dannet ved polymerisation af mindre underenheder.

Blandt disse finder vi kulhydrater, makromolekyler sammensat af kulstof, brint og ilt, der lagrer energi til cellen. De bruges i protoplasmaens forskellige metaboliske og strukturelle funktioner.

Ligeledes er der forskellige typer lipider (neutrale fedtstoffer, kolesterol og phospholipider), som også tjener som en kilde til energi for cellen. Derudover er de en bestanddel af membranerne, der regulerer de forskellige protoplasmatiske funktioner.

Proteiner udgør næsten 15% af sammensætningen af ​​protoplasma. Blandt disse har vi strukturelle proteiner. Disse proteiner danner den protoplasmatiske ramme, der bidrager til dens organisering og cellulære transport.

Andre proteiner, der er til stede i protoplasma, er enzymer. De fungerer som katalysatorer (stoffer, der ændrer hastigheden af ​​en kemisk reaktion) for alle metaboliske processer.

Ligeledes er forskellige uorganiske ioner til stede, der kun svarer til 1% af dens sammensætning (kalium, magnesium, fosfor, svovl, natrium og klor). Disse bidrager til at opretholde protoplasmaens pH.

komponenter

Protoplasma består af plasmamembranen, cytoplasmaet og nukleoplasmaet. I dag takket være fremskridt inden for elektronmikroskopi er det imidlertid kendt, at cellestrukturen er endnu mere kompliceret.

Der er derudover et stort antal subcellulære rum og strukturelt meget komplekse cellulære indhold. Foruden de organeller, som her er inkluderet som en del af cytoplasmaet.

Plasma membran

Plasmamembranen eller plasmalemmaet består af cirka 60% proteiner og 40% lipider. Dets strukturelle arrangement er forklaret med den flydende mosaikmodel. I dette præsenterer membranen et phospholipid dobbeltlag, hvor proteiner er indlejret.

Alle cellemembraner anses for at have denne samme struktur. Imidlertid er plasmalemmaet den tykkeste membran i cellen.

Plasmalemmaet kan ikke ses med lysmikroskopet. Det var først i slutningen af ​​50'erne af det 20. århundrede, at dens struktur kunne detaljeres.

cytoplasma

Cytoplasmaet er defineret som alt det cellemateriale, der findes inden for plasmalemmaet, ikke inklusive kernen. Cytoplasmaet inkluderer alle organeller (cellulære strukturer med defineret form og funktion). Ligeledes stoffet, hvori de forskellige cellulære komponenter er nedsænket.

cytosol

Cytoskelettet udgør en proteinramme, der danner den cellulære ramme. Det består af mikrofilamenter og mikrotubuli. Mikrofilamenter er primært lavet af actin, selvom der er andre proteiner.

Disse filamenter har forskellig kemisk sammensætning i forskellige typer celler. Mikrotubuli er rørformede strukturer, der stort set er lavet af tubulin.

organeller

Kernen er den cellulære organelle, der indeholder cellens genetiske information. I det forekommer celledelingsprocesserne.

Tre komponenter i kernen genkendes: nukleurhylster, nukleoplasma og nukleolus. Den nukleare konvolut adskiller kernen fra cytoplasmaet og består af to membranenheder.

Nukleoplasmaet er det indre stof, der er internt afgrænset af kernekappen. Det udgør en vandig fase, der indeholder et stort antal proteiner. De er hovedsageligt enzymer, der regulerer metabolismen af ​​nukleinsyrer.

Chromatin (DNA i dens spredte fase) er indeholdt i nukleoplasmaet. Derudover præsenteres nucleolus, som er en struktur dannet af proteiner og RNA.

Funktioner

Alle de processer, der forekommer i cellen, er forbundet med protoplasma gennem dens forskellige komponenter.

Plasmamembranen er en selektiv strukturel barriere, der kontrollerer forholdet mellem en celle og det omgivende miljø. Lipider forhindrer passage af hydrofile stoffer. Proteiner kontrollerer stofferne, der kan krydse membranen, og regulerer deres indtræden og udgang i cellen.

Forskellige kemiske reaktioner forekommer i cytosolen, såsom glykolyse. Dette er direkte involveret i ændringer i celleviskositet, amoeboid bevægelse og cyclosis. Ligeledes er det af stor betydning i dannelsen af ​​den mitotiske spindel under celledeling.

I cytoskelettet er mikrofilamenter forbundet med cellebevægelse og sammentrækning. Mens mikrotubuli er involveret i celletransport og hjælper med at forme cellen. De deltager også i dannelsen af ​​centrioler, cilia og flagella.

Intracellulær transport såvel som transformation, samling og udskillelse af stoffer er ansvaret for det endoplasmatiske retikulum og diktyosomer.

Processerne med transformation og energiakkumulering forekommer i fotosyntetiske organismer, der har kloroplaster. At få ATP gennem cellulær respiration forekommer i mitochondria.

Fysiologiske egenskaber

Tre fysiologiske egenskaber forbundet med protoplasma er beskrevet. Disse er stofskifte, reproduktion og irritabilitet.

I protoplasmaet forekommer alle de metaboliske processer i cellen. Nogle processer er anabolske og er relateret til syntesen af ​​protoplasma. Andre er kataboliske og er involveret i dens opløsning. Metabolisme inkluderer processer såsom fordøjelse, respiration, absorption og udskillelse.

Alle processer, der er forbundet med reproduktion ved celledeling, såvel som kodning for syntese af proteiner, der kræves i alle cellulære reaktioner, forekommer i cellekernen, der er indeholdt i protoplasmaet.

Irritabilitet er protoplasmaets reaktion på en ekstern stimulus. Dette er i stand til at udløse en fysiologisk respons, der gør det muligt for cellen at tilpasse sig det miljø, der omgiver den.

Referencer

1. Liu D (2017) Cellen og protoplasma som beholder, genstand og stof: 1835-1861. Journal of the History of Biology 50: 889-925.
2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez og M Miguel (1997) Plante- og dyrecytologi og histologi. Biologi af dyre- og planteceller og væv. Anden version. McGraw Hill-Interamericana fra Spanien. Madrid Spanien. 960 s.
3. Welch GR og J Clegg (2010) Fra protoplasmatisk teori til cellulær systembiologi: en 150-årig reflektion. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
4. Welch GR og J Clegg (2012) Cell versus protoplasma: revisionistisk historie. Cell Biol Int. 36: 643-647.