Cytoplazma vyplňuje vnitřek lidské buňky. Skládá se z cytosolu, kapalné nebo gelové látky, organel (mitochondrie, Golgiho aparát a další) a cytoskelet. Celkově cytoplazma slouží jako enzymatická biosyntéza a katalýza, stejně jako skladování látek a intracelulární transport.
Co je to cytoplazma?
Definice cytoplazmy není v literatuře jednotná. Někteří autoři považují celý bioaktivní obsah lidské buňky, včetně jádra, za celou cytoplazmu. Jiní autoři nezahrnují organely obsažené v buňce, jako např mitochondrie a endoplazmatické retikulum a jádro v cytoplazmě, ale používají termín protoplazma, pod kterým pojímají celý obsah živé lidské buňky. Jádro a četné organely (až mnoho tisíc) jsou uzavřeny v cytoplazmě a prochází jimi mikrofilamenta, intermediární vlákna a mikrotubuly. Toto je cytoskelet, Proteinů které dávají buňku pevnost a struktura a umožňují intracelulární transport látek - včetně transportu biomembránami. Tekutá nebo gelová část cytoplazmy se nazývá cytosol. Změny konzistence v konkrétních oblastech cytosolu také transportují organely v buňce. Aby se umožnilo paralelně v buňce probíhat mnoho biochemických reakcí, mohou se uvnitř cytoplazmy vymezené biomembránami vytvářet prostory zvané kompartmenty. Umožňují různé podmínky prostředí požadované v každém případě.
Anatomie a struktura
Cytoplazma obsahuje asi 80.5% až 85% voda, 10% až 15% Proteinů, 2% až 4% lipidya zbytek je rozdělen mezi polysacharidy, DNA, RNA a organické a anorganické molekuly a ionty. PH cytoplazmy je přibližně neutrální při 7.0 a udržuje se co nejstabilnější pufrováním. Iontová čerpadla lze použít k dodatečné stabilizaci nebo mírné změně PH. Cytoskelet, který dává buňce jeho pevnost a tvar a zajišťuje intracelulární hmota transport, sestává z aktinových vláken (mikrofilament), intermediárních vláken a mikrotubulů. Cytoskelet podléhá dynamickému procesu montáže a přestavby, který umožňuje strukturální úpravy. Aktinová vlákna jsou složena z proteinových polymerů s dlouhým řetězcem s extrémně tenkým průměrem asi 6 až 9 nanometrů. Mezivlákna jsou mnohem složitější a skládají se z různých struktur Proteinů (keratiny) a rozlišuje se 5 různých typů. Tubulární mikrotubuly o průměru asi 24 nanometrů jsou složeny z malých globulárních jednotek tubulinu. Mikrotubuly mohou dosahovat délek od zlomků mikrometrů po několik set mikrometrů. Mikrotubuly mohou být velmi krátkodobé až stabilně dlouhodobé, v závislosti na daném úkolu.
Funkce a úkoly
Jednotlivé složky komplexní cytoplazmy mají širokou škálu funkcí a úkolů. Úkoly na vyšší úrovni spočívají ve skladování určitých látek a v enzymaticko-katalytické bioaktivitě, tj. V rozkladu a degradaci látek, které jsou nebo již nejsou potřeba. Pro provádění těchto úkolů na vyšší úrovni má cytoplazma nebo buňka k dispozici řadu nástrojů. Protože v konkrétních organelách dochází k mnoha procesům přeměny, může cytoplazma zajistit intracelulární transport organel do optimálního „umístění“ v buňce změnou jejich konzistence z gelové na vodnou a naopak. Speciální funkce jsou prováděny mikrotubuly, které umožňují transport vezikul membránami. Látky, pro které nejsou membrány propustné, jsou zachyceny ve vezikulách (výčnělcích membrán) a transportovány přes membrány pomocí mikrotubulů. Mikrotubuly také hrají zvláštní roli při pohybech uvnitř buňky a při vnitřních pohybech určitých typů buněk, které se pohybují pomocí bičíků (např. spermie). Další speciální funkci vykonávají mikrotubuly v chromozomální sestavě během mitózy (normální buněčné dělení) po replikaci DNA. Podobně hrají mikrotubuly důležitou roli při stabilizaci axonů (známé také jednoduše jako nervy), nervové procesy, které slouží k přenosu nervových impulzů z nervová buňka do cílové tkáně (eferentní) nebo ze senzoru do nervové buňky (aferentní). Schopnost cytoplazmy vytvářet uzavřené reakční prostory uvnitř buňky vytvářením membrán umožňuje buňce umožnit souběžné provádění mnoha biochemických procesů, které jsou řízeny enzymaticky-katalyticky a každý vyžaduje své vlastní reakční prostředí.
Nemoci
Téměř nekontrolovatelné množství funkcí, které má cytoplazma nebo určité jednotlivé složky cytoplazmy, naznačuje, že se mohou vyskytnout stejně složité a diferencované dysfunkce a onemocnění související s cytoplazmou. Kolchicin, známý také jako vřetenový jed, slouží jako příklad specifické dysfunkce. Je to alkaloid z podzimní šafrán který se váže na monomerní tubulin, deaktivuje jej a brání tvorbě vřeten pro dělení buněk (mitóza). Normálnímu dělení buněk je tak zabráněno. Vinblastin, chemoterapeutikum s podobným spektrem účinku, se používá konkrétně v přítomnosti určitých typů rakovina připravit nádor o základ pro růst. Podobně toxiny, které narušují schopnost cytoplazmy přijímat ATP z mitochondrie a dodávat ADP se tam může rychle stát život ohrožujícím. Takzvané tauopatie jsou způsobeny gen mutace, které vést ke strukturálním změnám v tau proteinu. Tau protein je nezbytný pro tvorbu mikrotubulů, což způsobuje problémy zejména ve středu nervový systém (CNS). Nemoci, jako je Pickova choroba, HDDD demence a několik dalších je kauzálně spojeno s a gen mutace, která vede k usazování tau proteinu. Nejznámější tauopatie je Alzheimerova choroba onemocnění.
