Cytoplasma:definition, struktur og nøglefunktioner i celler

Cellen er den grundlæggende byggesten i alle levende organismer. Selvom celler adskiller sig dramatisk i størrelse, form og specialisering, deler de nogle få væsentlige komponenter:en ydre membran, der omslutter cellen og cytoplasmaet, der fylder det indre.

Prokaryote celler, såsom bakterier, mangler en kerne og membranbundne organeller, så deres cytoplasma udgør næsten hele det synlige indre. Eukaryote celler – fundet i planter, dyr og svampe – indeholder en kerne og adskillige organeller, men alt uden for kernen og disse organeller betragtes stadig som cytoplasma.

Hvad er cytoplasma?

Cytoplasma refererer til det væskefyldte rum i en celle, der huser alle cellulære strukturer undtagen kernen og dens omgivende membran. Det giver et medium til biokemiske reaktioner, transport af molekyler og organeller organeller.

Skelne mellem cytoplasma og cytosol

Udtrykket cytosol beskriver det gelélignende stof, der udgør størstedelen af cytoplasmaet. Cytosol er i det væsentlige cytoplasma minus organellerne; det er det miljø, hvori organeller flyder, og hvori opløste molekyler og enzymer opererer.

Sammensætning og funktion af cytoplasma

Vand udgør hovedparten af cytoplasmaet, men det indeholder også salte, proteiner og adskillige enzymer, der katalyserer cellulære reaktioner. Selvom cytoplasma i sig selv ikke har en enkelt overordnet funktion, fungerer det som et fysisk stillads, der understøtter bevægelsen og behandlingen af molekyler, der er afgørende for livet.

I prokaryote celler indeholder cytoplasmaet frit genetisk materiale og metaboliske komponenter. Hos eukaryoter omgiver cytoplasmaet kernen - hvis diameter typisk er 10-30 % af cellens samlede størrelse - og giver et miljø for organeller at fungere.

Organeller i cytoplasmaet

Mitokondrier

Ofte kaldet cellens kraftværker udfører mitokondrier aerob respiration. Deres dobbeltmembran og indre folder (cristae) øger overfladearealet for reaktioner såsom tricarboxylsyrecyklussen (Krebs-cyklus). Mens alle eukaryoter har mitokondrier, er deres rolle især kritisk hos dyr, der udelukkende er afhængige af metabolisk energi.

Endoplasmatisk retikulum (ER)

ER danner et netværk, der strækker sig fra den nukleare kappe ind i cytoplasmaet. Groft ER er besat med ribosomer og syntetiserer proteiner, hvorimod glat ER fungerer i lipidsyntese og afgiftning.

Golgi-apparat

Repræsenteret som en stak af fladtrykte cisterner, modificerer, sorterer og pakker proteiner og lipider til deres destinationer i eller uden for cellen.

Vakuoler

Disse lagringsorganeller akkumulerer enzymer, næringsstoffer og affaldsprodukter. I planteceller opretholder en stor central vakuole turgortrykket og lagrer forbindelser som stivelse og pigmenter.

Lysosomer

Lysosomer indeholder hydrolytiske enzymer, der nedbryder makromolekyler og celleaffald. Ved at sekvestrere disse enzymer i membranbundne vesikler beskytter cellen sig selv mod selvfordøjelse.

Kloroplaster

Enestående for plante- og algeceller indeholder kloroplaster klorofyl, hvilket muliggør fotosyntese - omdanner lysenergi til kemisk energi og producerer glukose til organismen.

Cytosolen:Den cellulære matrix

Cytosolen er en gel-lignende matrix, der understøtter organellerne og opløste stoffer. Det huser cytoskelettet - et netværk af mikrotubuli og mikrofilamenter - der bevarer celleformen, letter intracellulær transport og understøtter celledeling.

Mikrotubuli, der er sammensat af tubulin-underenheder, er samlet ved centrioler i centrosomerne. Mikrofilamenter, lavet af actin, giver sammentrækningskraft og er afgørende for motilitet og muskelsammentrækning.

I planteceller tillader plasmodesmata - bittesmå kanaler, der forbinder tilstødende celler - direkte cytoplasmatisk kommunikation, hvilket muliggør transport af signalmolekyler og metabolitter.

Opløste molekyler i cytoplasma

Ud over organeller indeholder cytosolen en bred vifte af enzymer, ioner (calcium, kalium, natrium) og metabolitter såsom kulhydrater og nukleotider. Disse molekyler deltager i metaboliske veje, signaltransduktion og cellulær homeostase.

Fordi diffusion er den primære bevægelsesmåde i cytosolen, følger fordelingen af molekyler koncentrationsgradienter. Hurtige ændringer i metabolisk efterspørgsel kræver ofte aktive transportmekanismer for at overvinde begrænsningerne ved simpel diffusion.

Relaterede celleemner

• Golgi-apparater
• Celleopdeling
• Cellekerne
• Cellestruktur
• Cellevæg
• Celleorganeller