Citoplazma ispunjava unutrašnjost ljudske stanice. Sastoji se od citosola, tekućine ili gelu slične tvari, organela (mitohondriji, Golgijev aparat i drugi) i citoskelet. Sveukupno, citoplazma služi enzimatskoj biosintezi i katalizi, kao i skladištenju tvari i unutarćelijskom transportu.
Što je citoplazma?
Definicija citoplazme nije jednolična u literaturi. Neki autori smatraju da je cjelokupni bioaktivni sadržaj ljudske stanice, uključujući jezgru, u cijelosti citoplazma. Drugi autori ne uključuju organele sadržane u stanici, kao što su mitohondriji i endoplazmatski retikulum i jezgra u citoplazmi, ali koriste izraz protoplazma, pod kojim podrazumijevaju cjelokupni sadržaj žive ljudske stanice. Jezgra i brojni organeli (do tisuće) zatvoreni su u citoplazmi, a njome prelaze mikrofilamenti, srednji filamenti i mikrotubule. To su citoskelet, proteini koji daju stanicu snaga i strukturiraju i omogućuju unutarstanični transport tvari - uključujući transport kroz biomembrane. Tekući ili gelasti dio citoplazme naziva se citosol. Promjene u konzistenciji unutar određenih regija citosola također prenose organele unutar stanice. Da bi se omogućilo paralelno javljanje mnogih biokemijskih reakcija unutar stanice, unutar citoplazme ocrtane biomembranama mogu se stvoriti prostori zvani odjeljci. Omogućuju različite uvjete okoliša potrebne u svakom slučaju.
Anatomija i struktura
Citoplazma sadrži oko 80.5% do 85% voda, 10% do 15% proteini, 2% do 4% lipidi, a ostatak se distribuira među polisaharide, DNA, RNA i organske i anorganske molekule i ioni. PH citoplazme je približno neutralan pri 7.0 i puferom se održava što je moguće stabilnijim. Ionske pumpe mogu se koristiti za dodatnu stabilizaciju ili neznatnu promjenu PH. Citoskelet, koji daje stanici svoje snaga i oblikuju i osiguravaju unutarćelijski masa transport, sastoji se od aktinskih filamenata (mikrofilamenata), srednjih niti i mikrotubula. Citoskelet je podložan dinamičnom procesu sastavljanja i preoblikovanja koji omogućuje strukturne prilagodbe. Aktinski filamenti sastoje se od dugolančanih proteinskih polimera izuzetno tankog promjera od oko 6 do 9 nanometara. Intermedijarni filamenti mnogo su složeniji i sastoje se od različitih strukturnih proteini (keratini), a razlikuje se 5 različitih vrsta. Cjevaste mikrotubule, promjera oko 24 nanometara, sastoje se od sitnih globularnih jedinica tubulina. Duljine mikrotubula mogu se kretati od udjela mikrometra do nekoliko stotina mikrometara. Mikrotubule mogu biti vrlo kratkotrajne do stabilno dugovječne, ovisno o zadanom zadatku.
Funkcija i zadaci
Pojedine komponente složene citoplazme imaju široku paletu funkcija i zadataka. Zadaci više razine sastoje se od skladištenja određenih tvari i enzimatsko-katalitičke bioaktivnosti, tj. U razgradnji i razgradnji tvari koje su potrebne ili više nisu potrebne. Za izvršavanje ovih zadataka više razine citoplazma ili stanica ima na raspolaganju niz alata. Budući da se mnogi procesi pretvorbe događaju unutar određenih organela, citoplazma može pružiti unutarćelijski transport organela na optimalno "mjesto" unutar stanice mijenjajući njihovu konzistenciju iz gelaste u vodenu i obrnuto. Posebne funkcije obavljaju mikrotubule koje omogućuju transport vezikula kroz membrane. Tvari za koje membrane nisu propusne zarobljavaju se u vezikule (izbočine membrana) i prenose se kroz njih pomoću mikrotubula. Mikrotubule također igraju posebnu ulogu u pokretima unutar stanice i u unutarnjim kretanjima određenih vrsta stanica koje se kreću pomoću bičeva (npr. sperma). Sljedeću posebnu funkciju obavljaju mikrotubuli u sastavljanju kromosoma tijekom mitoze (normalne diobe stanica) nakon replikacije DNA. Isto tako, mikrotubuli igraju važnu ulogu u stabilizaciji aksona (također poznati jednostavno kao živci), živčani procesi koji služe za prijenos živčanih impulsa iz živčana stanica do ciljnog tkiva (eferentno) ili od senzora do živčane stanice (aferentno). Sposobnost citoplazme da tvori zatvorene reakcijske prostore unutar stanice formirajući membrane omogućava stanici da omogući da se istodobno odvijaju mnogi biokemijski procesi, koji se kontroliraju enzimatski-katalitički i koji zahtijevaju svoje reakcijsko okruženje.
Bolesti
Gotovo neupravljivo obilje funkcija koje ima citoplazma ili određene pojedine komponente citoplazme sugeriraju da se mogu javiti jednako složene i diferencirane disfunkcije i bolesti povezane s citoplazmom. Colchicine, poznat i kao vretenski otrov, služi kao primjer specifične disfunkcije. To je alkaloid od jesenski krokus koji se veže za monomerni tubulin, inaktivirajući ga i sprečavajući stvaranje vretena za staničnu diobu (mitoza). Tako se sprječava normalna dioba stanica. vinblastin, kemoterapijsko sredstvo sa sličnim spektrom djelovanja, koristi se posebno u prisutnosti određenih vrsta Raka da tumoru oduzme osnovu za rast. Slično tome, toksini koji ometaju sposobnost citoplazme da uzima ATP iz mitohondriji i isporučiti ADP tamo mogu brzo postati opasni po život. Takozvane tauopatije su posljedica gen mutacije koje dovesti na strukturne promjene u tau proteinu. Protein tau neophodan je za sastavljanje mikrotubula, uzrokujući probleme posebno u središnjem dijelu živčani sustav (CNS). Bolesti poput Pick-ove bolesti, HDDD-a demencija a nekoliko drugih uzročno je povezano s a gen mutacija koja dovodi do taloga proteina tau. Najpoznatija tauopatija je Alzheimerova bolest.
