Тірі тіршілік иелерінің көпшілігі 70 пайыз немесе одан да көп бос немесе байланысқан судан тұратыны белгілі. Ол соншалықты қайдан келеді, қай жерде локализацияланған? Құрамындағы әрбір жасушада 80%-ға дейін су бар екен, ал қалған бөлігі ғана құрғақ заттың массасына түседі.
Ал негізгі «су» құрылымы тек жасушаның цитоплазмасы. Бұл күрделі, біртекті емес, динамикалық ішкі орта, оның құрылымдық ерекшеліктері мен функцияларымен біз әрі қарай танысамыз.
Протопласт
Бұл термин басқа «әріптестерінен» плазмалық мембранамен бөлінген кез келген эукариоттық ең кішкентай құрылымның бүкіл ішкі мазмұнын белгілеу үшін қолданылады. Яғни, бұған цитоплазма – жасушаның ішкі ортасы, онда орналасқан органоидтар, ядрошықтары бар ядро және генетикалық материал жатады.
Цитоплазмада қандай органоидтар орналасқан? Бұл:
- рибосомалар;
- митохондрия;
- EPS;
- Гольджи аппараты;
- лизосомалар;
- ұяшық қосындылары;
- вакуольдер (өсімдіктер мен саңырауқұлақтарда);
- ұялық орталық;
- пластидтер (өсімдіктерде);
- кірпікше және жілік;
- микрофиламенттер;
- микротүтікшелер.
Кариолемма арқылы бөлінген, ядрошықтары мен ДНҚ молекулалары бар ядрода жасушаның цитоплазмасы да болады. Ортасында ол жануарларда, қабырғаға жақынырақ - өсімдіктерде.
Осылайша, цитоплазманың құрылымдық ерекшеліктері көбінесе жасуша түріне, организмнің өзіне, оның тірі тіршілік иелері патшалығына жататындығына байланысты болады. Жалпы, ол ішіндегі барлық бос орынды алады және бірқатар маңызды функцияларды орындайды.
Матрица немесе гиалоплазма
Жасуша цитоплазмасының құрылымы ең алдымен оның бөліктерге бөлінуінен тұрады:
- гиалоплазма - тұрақты сұйық бөлік;
- органеллалар;
- қосымдар құрылым айнымалылары болып табылады.
Матрица немесе гиалоплазма - негізгі ішкі компонент, ол екі күйде болуы мүмкін - күл және гель.
Цитозол – сұйық агрегаттық сипатқа ие жасуша цитоплазмасы. Цитогель бірдей, бірақ тығызырақ күйде, органикалық заттардың үлкен молекулаларына бай. Гиалоплазманың жалпы химиялық құрамы мен физикалық қасиеттері келесідей өрнектеледі:
- түссіз, тұтқыр коллоидты зат, жеткілікті қалың және шырышты;
- дегенмен құрылымдық ұйымға қатысты айқын дифференциация барұтқырлыққа байланысты оны оңай өзгертуге болады;
- іштен цитоскелет немесе микротрабекулярлық тор арқылы бейнеленген, ол белокты жіптерден (микротүтікшелер мен микрофиламенттер) түзілген;
- осы тордың бөліктерінде тұтастай жасушаның барлық құрылымдық бөліктері орналасқан және микротүтікшелер, Гольджи аппараты және ER арқасында олардың арасында гиалоплазма арқылы хабар пайда болады.
Осылайша, гиалоплазма жасушадағы цитоплазманың көптеген функцияларын қамтамасыз ететін маңызды бөлік болып табылады.
Цитоплазманың құрамы
Химиялық құрамы туралы айтатын болсақ, онда цитоплазмадағы судың үлесі шамамен 70% құрайды. Бұл орташа мән, өйткені кейбір өсімдіктерде 90-95% су болатын жасушалар бар. Құрғақ зат:
- белоктар;
- көмірсулар;
- фосфолипидтер;
- холестерин және басқа азоты бар органикалық қосылыстар;
- электролиттер (минералды тұздар);
- гликоген тамшылары (жануарлар жасушаларында) және басқа заттар түріндегі қоспалар.
Ортаның жалпы химиялық реакциясы сілтілі немесе сәл сілтілі. Жасушаның цитоплазмасы қалай орналасқанын қарастыратын болсақ, онда мұндай ерекшелікті атап өту керек. Бөлшек плазмалемманың шетінде, аймағында жиналады және оны эктоплазма деп атайды. Екінші бөлігі кариолеммаға жақынырақ бағытталған, эндоплазма деп аталады.
Жасуша цитоплазмасының құрылымы арнайы құрылымдармен – микротүтікшелермен және микрофиламенттермен анықталады, сондықтан біз оларды толығырақ қарастырамыз.
Микротүтіктер
Шұңқырөлшемдері бірнеше микрометрге дейінгі ұсақ ұзартылған бөлшектер. Диаметрі - 6-дан 25 нм-ге дейін. Тым аз көрсеткіштерге байланысты бұл құрылымдарды толық және сыйымды зерттеу әлі мүмкін емес, бірақ олардың қабырғалары тубулин белок затынан тұрады деп болжанады. Бұл қосылыста тізбекті бұралған молекула бар.
Жасушадағы цитоплазманың кейбір қызметтері микротүтікшелердің болуына байланысты дәл орындалады. Мысалы, олар саңырауқұлақтар мен өсімдіктердің, кейбір бактериялардың жасуша қабырғаларын құруға қатысады. Жануарлардың жасушаларында олар әлдеқайда аз. Сондай-ақ цитоплазмадағы органоидтардың қозғалысын жүзеге асыратын да осы құрылымдар.
Микротүтікшелердің өзі тұрақсыз, тез ыдырап, қайта түзілуге қабілетті, мезгіл-мезгіл жаңарып отырады.
Микрожіптер
Цитоплазманың жеткілікті маңызды элементтері. Олар актиннің ұзын жіпшелері (глобулярлық белок), олар бір-бірімен тоғысады, жалпы торды – цитоскелет құрайды. Басқа атауы - микротрабекулярлық тор. Бұл цитоплазманың құрылымдық ерекшеліктерінің бір түрі. Шынында да, дәл осындай цитоскелеттің арқасында барлық органеллалар бір-бірімен тығыз байланыста болады, олар бір-бірімен қауіпсіз байланыса алады, олар арқылы заттар мен молекулалар өтеді және метаболизм жүзеге асырылады.
Дегенмен, цитоплазма жасушаның ішкі ортасы екені белгілі, ол көбінесе өзінің физикалық деректерін өзгертуге қабілетті: сұйық немесе тұтқыр болып, құрылымын өзгертеді (золдан гельге ауысу және керісінше). Осыған байланысты микрофиламенттер динамикалық, лабильді бөлік, қабілеттітез қайта құру, өзгерту, ыдырату және қайта құру.
Плазмалық мембраналар
Жақсы дамыған және қалыпты жұмыс істейтін көптеген мембраналық құрылымдардың болуы жасуша үшін маңызды, ол да цитоплазманың өзіндік құрылымдық ерекшеліктерін құрайды. Өйткені, плазмалық мембраналық кедергілер арқылы молекулалар, қоректік заттар мен метаболизм өнімдері, тыныс алу процестеріне арналған газдар және т.б. Сондықтан көптеген органеллалар осындай құрылымдарға ие.
Олар желі сияқты цитоплазмада орналасады және өз иелерінің ішкі мазмұнын бір-бірінен, қоршаған ортадан шектейді. Қажетсіз заттар мен зиянды бактериялардан қорғаңыз және қорғаңыз.
Олардың көпшілігінің құрылымы ұқсас - әр плазмалемманы әртүрлі ақуыз молекулалары енетін липидтердің биоқабаты ретінде қарастыратын сұйық-мозаикалық модель.
Жасушадағы цитоплазманың қызметтері ең алдымен оның барлық бөліктері арасындағы тасымалдау хабары болғандықтан, көптеген органеллаларда мембраналардың болуы гиалоплазманың құрылымдық бөліктерінің бірі болып табылады. Кешенде барлығы бірге жасушаның өмірін қамтамасыз ету үшін ортақ тапсырмаларды орындайды.
Рибосома
Шағын (20 нм-ге дейін) дөңгеленген құрылымдар, екі жартыдан – суббірліктерден тұрады. Бұл жартылар біраз уақыт бірге және бөлек болуы мүмкін. Құрамының негізі: рРНҚ (рибосомалық рибонуклеин қышқылы) және ақуыз. Жасушадағы рибосомалардың негізгі локализациясы:
- ядро және ядрошықтар қайдаДНҚ молекуласында суббірліктердің түзілуі;
- цитоплазма – мұндағы рибосомалар жартыларды біріктіретін бір құрылымға айналады;
- ядро мен эндоплазмалық тордың жарғақшалары – рибосомалар оларда белокты синтездеп, оны бірден органеллалар ішіне жібереді;
- Өсімдік жасушаларының митохондриялары мен хлоропластары ағзаның ішінде өздерінің рибосомаларын синтездеп, өндірілген белоктарды пайдаланады, яғни осыған байланысты олар автономды түрде өмір сүреді.
Бұл құрылымдардың қызметі жасушаның тіршілік әрекетіне жұмсалатын белок макромолекулаларын синтездеу және жинақтау болып табылады.
Эндоплазмалық ретикулум және Гольджи аппараты
Жасуша ішінде өткізгіш жүйе құрайтын және бүкіл цитоплазмада орналасқан түтікшелердің, түтікшелердің және көпіршіктердің көптеген желісі эндоплазмалық ретикулум немесе ретикулум деп аталады. Оның қызметі құрылымға сәйкес келеді – органоидтардың бір-бірімен байланысын қамтамасыз ету және қоректік заттардың молекулаларын органеллаларға тасымалдау.
Гольджи кешені немесе аппарат арнайы қуыстар жүйесінде қажетті заттарды (көмірсулар, майлар, белоктар) жинақтау қызметін атқарады. Олар цитоплазмадан мембраналар арқылы шектелген. Сондай-ақ, дәл осы органоид майлар мен көмірсулардың синтезінің орны болып табылады.
Пероксисомалар және лизосомалар
Лизосомалар - сұйықтық толтырылған көпіршіктерге ұқсайтын шағын, дөңгелек құрылымдар. Олар өте көп және жасуша ішінде еркін қозғалатын цитоплазмада таралған. Олардың негізгі міндеті - бөгде бөлшектерді еріту,яғни жасушалық құрылымдардың, бактериялардың және басқа молекулалардың өлі бөлімдері түріндегі «жауларды» жою.
Сұйық құрамы ферменттермен қаныққан, сондықтан лизосомалар макромолекулалардың мономер бірліктеріне дейін ыдырауына қатысады.
Пероксисомалар - бір қабықшасы бар кішкентай сопақ немесе дөңгелек органоидтар. Сұйықтықпен толтырылған, оның ішінде көптеген түрлі ферменттер бар. Олар оттегінің негізгі тұтынушыларының бірі болып табылады. Олар орналасқан ұяшық түріне байланысты өз қызметтерін орындайды. Миелин синтезі жүйке талшықтарының қабығы үшін мүмкін, сонымен қатар олар улы заттар мен әртүрлі молекулалардың тотығуын және бейтараптандырылуын жүзеге асыра алады.
Митохондрия
Бұл құрылымдарды жасушаның қуат (энергия) станциялары деп бекер айтпаған. Өйткені, оларда негізгі энергия тасымалдаушылардың - аденозин үшфосфор қышқылының немесе АТФ молекулаларының түзілуі жүреді. Сыртқы түрі бойынша олар бұршақтарға ұқсайды. Митохондрияларды цитоплазмадан бөлетін мембрана қос. Ішкі құрылым АТФ синтезі үшін бетінің ауданын ұлғайту үшін қатты бүктелген. Қатпарлар cristae деп аталады, олардың құрамында синтез процестерін катализдейтін көптеген түрлі ферменттер бар.
Митохондриялардың көпшілігінде жануарлар мен адамдарда бұлшықет жасушалары болады, өйткені олар жоғары мазмұнды және энергияны тұтынуды қажет етеді.
Циклостық құбылыс
Жасушадағы цитоплазманың қозғалысы циклоз деп аталады. Ол бірнеше түрден тұрады:
- тербелмелі;
- айналмалы немесе дөңгелек;
- жолақты.
Цитоплазманың бірқатар маңызды функцияларын қамтамасыз ету үшін кез келген қозғалыс қажет: гиалоплазма ішіндегі органоидтардың толық қозғалысы, қоректік заттардың, газдардың, энергияның біркелкі алмасуы және метаболиттердің жойылуы.
Циклоза өсімдіктерде де, жануарларда да, ерекшеліктерсіз кездеседі. Егер ол тоқтаса, дене өледі. Сондықтан бұл процесс тіршілік әрекетінің де көрсеткіші болып табылады.
Осылайша, жануар жасушасының, өсімдік жасушасының, кез келген эукариоттық жасушаның цитоплазмасы өте динамикалық, тірі құрылым деген қорытынды жасауға болады.
Жануарлар мен өсімдік жасушаларының цитоплазмасының айырмашылығы
Шын мәнінде, айырмашылықтар аз. Ғимараттың бас жоспары, атқаратын қызметтері мүлдем ұқсас. Дегенмен, әлі де кейбір сәйкессіздіктер бар. Мысалы:
- Өсімдік жасушаларының цитоплазмасында микрофиламенттерге қарағанда олардың жасуша қабырғаларының түзілуіне қатысатын микротүтікшелер көбірек болады. Жануарлар керісінше жасайды.
- Өсімдіктердің цитоплазмасындағы жасуша қосындылары крахмал дәндері, ал жануарларда олар гликоген тамшылары.
- Өсімдік жасушасы жануарларда кездеспейтін органоидтардың болуымен сипатталады. Бұл пластидтер, вакуоль және жасуша қабырғасы.
Басқа аспектілерде екі құрылым да цитоплазманың құрамы мен құрылымы бойынша бірдей. Белгілі бір элементтік сілтемелердің саны әртүрлі болуы мүмкін, бірақ олардың болуы міндетті болып табылады. Сондықтан жасушадағы цитоплазманың мәні ретіндеөсімдіктер мен жануарлар бірдей керемет.
Жасушадағы цитоплазманың рөлі
Жасушадағы цитоплазманың маңызы зор, шешуші деп айтпағанда. Өйткені, бұл барлық өмірлік маңызды құрылымдар орналасқан негіз, сондықтан оның рөлін асыра бағалау қиын. Бұл мағынаны ашатын бірнеше негізгі ойды тұжырымдай аламыз.
- Бұл жасушаның барлық құрамдас бөліктерін тіршілік процестерін біркелкі және ұжымдық түрде жүзеге асыратын күрделі біртұтас жүйеге біріктіреді.
- Судың арқасында жасушадағы цитоплазма заттардың көптеген күрделі биохимиялық әрекеттесулері мен физиологиялық өзгерістері (гликолиз, қоректену, газ алмасу) үшін орта қызметін атқарады.
- Бұл барлық жасуша органеллаларының өмір сүруінің негізгі "сыйымдылығы".
- Микрофиламенттер мен түтікшелерді пайдалана отырып, ол органоидтарды байланыстыратын және олардың қозғалуына мүмкіндік беретін цитоскелет жасайды.
- Цитоплазмада бірқатар биологиялық катализаторлар – ферменттер шоғырланған, оларсыз биохимиялық реакция жүрмейді.
Қорытындылай келе, мынаны айтуым керек. Жасушадағы цитоплазманың рөлі іс жүзінде шешуші болып табылады, өйткені ол барлық процестердің негізі, тіршілік ортасы және реакциялардың субстраты болып табылады.
