Protoplasma geschiedenis, algemene kenmerken, componenten, functies

de protoplasma het is het levende materiaal van de cel. Deze structuur werd voor de eerste keer in 1839 geïdentificeerd als een te onderscheiden vloeistof van de muur. Het werd beschouwd als een transparante, stroperige en uitrekbare substantie. Het werd geïnterpreteerd als een structuur zonder duidelijke organisatie en met talrijke organellen.

Er is overwogen dat het protoplasma het gehele deel van de cel is dat zich binnen de plasmamembraan bevindt. Sommige auteurs hebben echter het celmembraan, de kern en het cytoplasma in het protoplasma opgenomen.

Momenteel wordt de term protoplasma niet algemeen gebruikt. In plaats daarvan hebben wetenschappers er de voorkeur aan gegeven rechtstreeks naar cellulaire componenten te verwijzen.

index

• 1 Geschiedenis
  • 1.1 Protoplasmatische theorie
• 2 Algemene kenmerken
• 3 componenten
  • 3.1 Plasmamembraan
  • 3.2 Cytoplasm
  • 3.3 Citosol
  • 3.4 Cytoskelet
  • 3.5 Organellen
  • 3.6 Nucleoplasma
• 4 functies
  • 4.1 Fysiologische eigenschappen
• 5 Referenties

geschiedenis

De term protoplasma wordt toegeschreven aan de Zweedse anatoom Jan Purkyne in 1839. Het werd gebruikt om te verwijzen naar het trainingsmateriaal van dierlijke embryo's.

Al in 1835 beschrijft de zoöloog Felix Dujardin echter de substantie binnen de rhizopoden. Het geeft de naam sarcoda en geeft aan dat het fysieke en chemische eigenschappen heeft.

Later, in 1846, introduceerde de Duitse botanicus Hugo von Mohl de term protoplasma om te verwijzen naar de substantie die aanwezig is in plantencellen.

In 1850 verenigt de botanicus Ferdinand Cohn de termen, wat aangeeft dat er in zowel planten als dieren protoplasma is. De onderzoeker wijst erop dat in beide organismen de substantie die de cellen vult vergelijkbaar is.

In 1872 introduceerde Beale de term bioplasma. In 1880 stelde Hanstein het woord voor protoplast, een nieuwe term om naar de hele cel te verwijzen, met uitzondering van de celwand. Deze term werd door sommige auteurs gebruikt om de cel te vervangen.

In 1965 introduceerde Lardy de term cytosol, die vervolgens werd gebruikt om de vloeistof in de cel een naam te geven.

Protoplasmatische theorie

De anatoom Max Schultze stelde aan het einde van de 19e eeuw voor dat de fundamentele basis van het leven protoplasma is. Schultze suggereerde dat protoplasma de stof is die de vitale activiteiten van weefsels in levende wezens regelt.

Men gaat ervan uit dat de werken van Schultze het uitgangspunt zijn van de protoplasmatische theorie. Deze theorie werd ondersteund door de voorstellen van Thomas Huxley in 1868 en door andere wetenschappers van die tijd.

De protoplasmische theorie stelde dat protoplasma de fysieke basis van het leven was. Op zo'n manier dat de studie van deze substantie het mogelijk zou maken om het functioneren van levende wezens te begrijpen, inclusief de mechanismen van overerving.

Met het beste begrip van de cellulaire structuur en het functioneren heeft de protoplasmatische theorie haar geldigheid verloren.

Algemene kenmerken

Het protoplasma bestaat uit verschillende organische en anorganische verbindingen. De meest voorkomende stof is water, dat bijna 70% van zijn totale gewicht uitmaakt en functioneert als een transporteur, oplosmiddel, thermoregulator, smeermiddel en structureel element.

Bovendien bestaat 26% van het protoplasma uit in het algemeen organische macromoleculen. Dit zijn grote moleculen gevormd door polymerisatie van kleinere subeenheden.

Hiertoe behoren koolhydraten, macromoleculen bestaande uit koolstof, waterstof en zuurstof, die energie opslaan voor de cel. Ze worden gebruikt in de verschillende metabolische en structurele functies van protoplasma.

Er zijn ook verschillende soorten lipiden (neutrale vetten, cholesterol en fosfolipiden), die ook dienen als energiebron voor de cel. Bovendien zijn ze een bestanddeel van de membranen die de verschillende protoplasmatische functies reguleren.

De eiwitten vormen bijna 15% van de samenstelling van het protoplasma. Hiervan hebben we de structurele eiwitten. Deze eiwitten vormen het protoplasmatische raamwerk en dragen bij aan hun organisatie en mobiel transport.

Andere eiwitten die in het protoplasma aanwezig zijn, zijn de enzymen. Ze fungeren als katalysatoren (stoffen die de snelheid van een chemische reactie wijzigen) van alle metabole processen.

Evenzo zijn verschillende anorganische ionen aanwezig die slechts overeenkomen met 1% van hun samenstelling (kalium, magnesium, fosfor, zwavel, natrium en chloor). Deze dragen bij aan het handhaven van de pH van het protoplasma.

componenten

Het protoplasma bestaat uit het plasmamembraan, het cytoplasma en het nucleoplasma. Tegenwoordig is het echter dankzij de vooruitgang van elektronische microscopie bekend dat de cellulaire structuur nog gecompliceerder is.

Er zijn ook een groot aantal subcellulaire compartimenten en structureel zeer complexe cellulaire inhoud. Naast de organellen, die hier zijn opgenomen als onderdeel van het cytoplasma.

Plasmamembraan

Het plasmamembraan of plasmalemma bestaat uit ongeveer 60% eiwitten en 40% lipiden. De structurele opstelling wordt verklaard door het vloeibare mozaïekmodel. Hierin presenteert het membraan een dubbellaag van fosfolipiden waarin eiwitten zijn ingebed.

Er wordt aangenomen dat alle celmembranen dezelfde structuur hebben. Het plasmalemma is echter het dikste membraan in de cel.

Het plasmalemma wordt niet waargenomen met de optische microscoop. Het was pas in de late jaren 50 van de twintigste eeuw dat de structuur gedetailleerd kon zijn.

cytoplasma

Het cytoplasma wordt gedefinieerd als al het materiaal van de cel dat zich binnen het plasmalemma bevindt, de kern niet inbegrepen. Alle organellen zijn inbegrepen in het cytoplasma (cellulaire structuren met gedefinieerde vorm en functie). Ook de stof waarin de verschillende cellulaire componenten zijn ondergedompeld.

cytosol

Het cytosol is de vloeibare fase van het cytoplasma. Het is een bijna vloeibare gel die meer dan 20% van de eiwitten van de cel bevat. De meerderheid hiervan zijn enzymen.

cytoskelet

Het cytoskelet vormt een eiwitraamwerk dat het cellulaire raamwerk vormt. Het wordt gevormd door microfilamenten en microtubuli. Microfilamenten bestaan ​​voornamelijk uit actine, hoewel er andere eiwitten zijn.

Deze filamenten hebben verschillende chemische samenstelling in verschillende soorten cellen. Microtubules zijn buisvormige structuren die in wezen zijn gevormd uit tubuline.

organel

De organellen zijn cellulaire structuren die een specifieke functie vervullen. Elk wordt begrensd door membranen. Sommige organellen hebben slechts één membraan (vacuole, dictyosomen), terwijl andere worden begrensd door twee membranen (mitochondriën, chloroplasten).

De membranen van de organellen hebben dezelfde structuur als het plasmalemma. Ze zijn dunner en hun chemische samenstelling is anders, afhankelijk van de functie die ze vervullen.

Binnen de organellen komen verschillende chemische reacties voor die worden gekatalyseerd door specifieke enzymen. Aan de andere kant kunnen ze zich verplaatsen in de waterige fase van het cytoplasma.

In de organellen zijn er verschillende reacties van groot belang voor het functioneren van de cel. De afscheiding van stoffen, fotosynthese en aërobe ademhaling, vindt onder andere in hen plaats

nucleoplasma

De kern is het cellulaire organel dat de genetische informatie van de cel bevat. In dezelfde celdeling treden processen op.

Drie componenten van de kern worden herkend: nucleaire envelop, nucleoplasma en nucleolus. De nucleaire envelop scheidt de kern van het cytoplasma en wordt gevormd door twee membraaneenheden. 

Het nucleoplasma is de interne substantie die intern wordt begrensd door de nucleaire envelop. Het is een waterige fase die een groot aantal eiwitten bevat. Het zijn voornamelijk enzymen die het metabolisme van nucleïnezuren reguleren.

Chromatine (DNA in zijn gedispergeerde fase) zit in het nucleoplasma. Bovendien wordt de nucleolus gepresenteerd, die een structuur is die wordt gevormd door eiwitten en RNA.

functies

Alle processen die in de cel plaatsvinden, zijn geassocieerd met protoplasma, via de verschillende componenten ervan.

Het plasmamembraan is een selectieve structurele barrière die de relatie tussen een cel en de omgeving omgeeft. Lipiden voorkomen de doorgang van hydrofiele stoffen. De eiwitten beheersen de stoffen die het membraan kunnen passeren, en regelen het binnengaan en verlaten van de cel naar de cel.

Verschillende chemische reacties komen voor in het cytosol, zoals glycolyse. Deze grijpt rechtstreeks in op de modificaties van de cellulaire viscositeit, de amoeboïde beweging en de cycli. Evenzo is het van groot belang bij de vorming van de mitotische spil tijdens celdeling.

In het cytoskelet zijn microfilamenten geassocieerd met cellulaire samentrekking en beweging. Terwijl microtubuli ingrijpen in het celtransport en bijdragen aan de vorming van de cel. Ze nemen ook deel aan de vorming van centriolen, cilia en flagella.

Intracellulair transport, evenals de transformatie, assemblage en uitscheiding van stoffen, vallen onder de verantwoordelijkheid van het endoplasmatisch reticulum en de dictyosomen..

De processen van transformatie en accumulatie van energie komen voor in fotosynthetische organismen die chloroplasten hebben. Het verkrijgen van ATP door cellulaire ademhaling vindt plaats in de mitochondriën.

Fysiologische eigenschappen

Drie fysiologische eigenschappen geassocieerd met protoplasma zijn beschreven. Dit zijn metabolisme, voortplanting en prikkelbaarheid.

Alle metabole processen van de cel komen voor in het protoplasma. Sommige processen zijn anabole en zijn gerelateerd aan de synthese van protoplasma. Anderen zijn katabool en grijpen in bij hun desintegratie. Het metabolisme omvat processen zoals de spijsvertering, ademhaling, absorptie en uitscheiding.

Alle processen geassocieerd met reproductie door celdeling, evenals de codering voor de synthese van proteïnen vereist in alle cellulaire reacties komen voor in de kern van de cel, die zich bevindt in het protoplasma.

Prikkelbaarheid is de reactie van het protoplasma op een externe stimulus. Dit kan een fysiologische reactie activeren waardoor de cel zich kan aanpassen aan de omgeving die hem omringt.

referenties

1. Liu D (2017) De cel en protoplasma als container, voorwerp en substantie: 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 en M Miguel (1997) Plant- en diercytologie en histologie. Biologie van dierlijke en plantaardige cellen en weefsels. Tweede editie. McGraw Hill-Interamericana van Spanje. Madrid, Spanje 960 p.
3. Welch GR en J Clegg (2010) Van protoplasmische theorie tot cellulaire systeembiologie: een reflectie van 150 jaar. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
4. Welch GR en J Clegg (2012) Cel versus protoplasma: revisionistische geschiedenis. Cell Biol., Int.36: 643-647.