Физико-химическое состояние цитоплазмы

ЦИТОПЛАЗМА И ЕЕ ОРГАНОИДЫ

Цитоплазма – это основная часть протопласта, включающая в себя гиалоплазму с находящимися в ней органоидами, заключена между наружной цитоплазматической мембраной и ядром.

Химический состав и физические свойства цитоплазмы

В живых клетках цитоплазма бесцветна, прозрачна и видна в микроскоп благодаря тому, что её плотность чуть больше плотности воды (ρ= 1,03-1,1). Молодая клетка первоначально вся заполнена цитоплазмой. В дальнейшем, по мере накопления продуктов обмена в вакуоли, цитоплазма занимает постенное положение и выстилает оболочку клетки.

В состав цитоплазмы входят органические и неорганические вещества.

1. Органические вещества

А) Белки (7-10%)–наиболее важные компоненты.

 

Протеины протеиды (сложные белки, наиболее важны)

(простые белки)

Гликопротеиды (белок+углевод)

Липопротеиды

(белок+липиды)

Нуклеопротеиды (белок+ нуклеиновые кислоты)

 

Так как белков довольно много и они выполняют очень важные функции: структурную (участвуют в построении мембран и органоидов клетки), каталитическую (ферменты), рецепторную (белки-рецепторы мембран), защитную и др., то именно они определяют основные свойства цитоплазмы.

Б) Жиры (липиды)(2%)

В) Нуклеиновые кислоты (1-2%)

Г )Другие орг. вещества (углеводы и др.) (1,5%)

2. Неорганические вещества

А) Вода (85-95%).

Б) Минеральные соли (1,5%).

Физико-химическое состояние цитоплазмы

Цитоплазма – это сложная, многофазная коллоидная система, так как биологические макромолекулы (в первую очередь белки) и некоторые липиды – это типичные коллоиды.

Различают: дисперсную фазу (комплексы макромолекул) и дисперсионную среду (воду, в которую погружены макромолекулы).

Белковые (и др.) молекулы имеют заряд (чаще «минус»), а так как молекулы воды полярны (диполи), то они образуют вокруг белковых (и др. макромолекул)

гидратную оболочку. Такие частицы называются мицеллами. На поверхности мицелл имеется заряд, и пока он сохраняется, частицы отталкиваются друг от друга и находятся в воде во взвешенном состоянии. Такое состояние цитоплазмы называется золь (жидкое состояние). Если заряд частично исчезает, мицеллы отталкиваются меньше и сближаются, при этом образуется гель (студнеобразное, желеобразное состояние цитоплазмы). При различных внешних воздействиях и внутренних процессах цитоплазма может обратимо переходить из золя в гель и обратно.

Таким образом, свойства цитоплазмы обусловлены её коллоидным состоянием и в конечном итоге составом и свойствами её характерных белковых макромолекул.

Основные свойства:

1) вязкость – несмешиваемость с водой;

2) эластичность – способность восстанавливать форму после внешних воздействий;

3) полупроницаемость – цитоплазма ограниченно и избирательно проницаема для разных веществ (кроме воды и углекислого газа);

4) способность к движению (циклоз) – важное и не до конца изученное свойство цитоплазмы. Циклоз облегчает передвижение веществ в клетке, её обмен со средой.

Различают: а) первичный циклоз – характерен для живых клеток при нормальных условиях, он прекращается со смертью клетки;

б) вторичный циклоз – реакция на раздражение клетки (тепло, свет, химические вещества и т.д.).

Характер движения зависит от количества вакуолей в клетке. Если вакуоль одна (в центре) – то движение круговое, вдоль стенок и вокруг вакуоли, если вакуолей несколько, то дополнительно идет струйчатое движение по тяжам цитоплазмы между вакуолями.

Считается, что в движении цитоплазмы принимает активное участие цитоскелет клетки, образованный расположенными в гиалоплазме микрофиламентами и микротрубочками.