Fonctions, pièces et caractéristiques du cytoplasme

Il cytoplasme C'est la substance trouvée à l'intérieur des cellules, qui comprend la matrice cytoplasmique ou le cytosol et les compartiments subcellulaires. Le cytosol constitue un peu plus de la moitié (environ 55%) du volume total de la cellule et est la zone où se produisent la synthèse et la dégradation des protéines, fournissant un moyen adéquat pour que les réactions métaboliques nécessaires soient effectuées.

Toutes les composantes d'une cellule procaryote sont dans le cytoplasme, tandis que dans les eucaryotes il y a d'autres divisions, comme le noyau. Dans les cellules eucaryotes, le volume cellulaire restant (45%) est occupé par des organites cytoplasmiques, tels que les mitochondries, le réticulum endoplasmique lisse et rugueux, le noyau, les peroxysomes, les lysosomes et les endosomères.

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Caractéristiques générales

Le cytoplasme est la substance qui remplit l'intérieur des cellules et est divisée en deux composants: la fraction liquide connue sous le nom de cytosol ou de matrice cytoplasmique et les organites qui y sont intégrés - dans le cas de la lignée eucaryote.

Le cytosol est la matrice gélatineuse du cytoplasme et se compose d'une immense variété de solutés, tels que des ions, des métabolites intermédiaires, des glucides, des lipides, des protéines et des acides ribonucléiques (ARN). Il peut être présenté en deux phases interconvertibles: la phase de gel et la phase SOL.

Il se compose d'une matrice colloïdale similaire à un gel aqueux composé d'eau - principalement - et d'un réseau de protéines fibreux correspondant au cytosquelette, y compris l'actine, les microtubules et les filaments intermédiaires, en plus d'une série de protéines accessoires qui contribuent à la formation d'un cadre.

Ce réseau formé par des filaments de protéines se propage dans tout le cytoplasme, ce qui lui donne une viscoélasticité et des caractéristiques d'un gel contractile.

Le cytosquelette est chargé de fournir un soutien et une stabilité à l'architecture cellulaire. En plus de participer au transport de substances dans le cytoplasme et de contribuer au mouvement des cellules, comme à la phagocytose. Dans l'animation suivante, vous pouvez voir le cytoplasme d'une cellule animale (cytoplasme):

Les fonctions

Le cytoplasme est une sorte de soupe moléculaire où les réactions enzymatiques indispensables pour le maintien de la fonction cellulaire ont lieu.

C'est un moyen de transport idéal pour les processus de respiration cellulaire et pour les réactions de biosynthèse, car les molécules ne sont pas solubilisées au milieu et flottent dans le cytoplasme, prête à être utilisée.

De plus, grâce à sa composition chimique, le cytoplasme peut fonctionner comme un tampon ou un amortisseur. Il sert également de moyen approprié pour la suspension des organites, les protégeant - et le matériel génétique confiné dans le noyau - des mouvements soudains et des collisions possibles.

Le cytoplasme contribue au mouvement des nutriments et du déplacement cellulaire, grâce à la génération d'un flux cytoplasmique. Ce phénomène consiste dans le mouvement du cytoplasme.  

Les courants du cytoplasme sont particulièrement importants dans les grandes cellules végétales et aident à accélérer le processus de distribution des matériaux.

Composants

Cytoplasme, l'espace intérieur de la cellule

Le cytoplasme est composé d'une matrice cytoplasmique ou du cytosol et des organites qui sont ancrés dans cette substance gélatineuse. Chacun sera décrit ci-dessous en profondeur:

Cytosol

Le cytosol est la substance incolore, parfois grisâtre, gélatineuse et translucide située à l'extérieur des organites. La partie soluble du cytoplasme est considérée.

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La composante la plus abondante de cette matrice est l'eau, formant entre 65 et 80% de sa composition totale, sauf dans les cellules osseuses, dans l'amour des dents et des graines.

Quant à sa composition chimique, 20% correspond aux molécules de protéines. Il a plus de 46 éléments utilisés par la cellule. Parmi ceux-ci, seuls 24 sont considérés comme essentiels à la vie.

Parmi les éléments les plus importants, le carbone, l'hydrogène, l'azote, l'oxygène, le phosphore et le soufre peuvent être mentionnés.

De même, cette matrice est riche en ions et la rétention de ceux-ci produit une augmentation de la pression osmotique de la cellule. Ces ions aident à maintenir un équilibre acide-base optimal dans l'environnement cellulaire.

La diversité des ions trouvés dans le cytosol varie selon le type de cellule étudié. Par exemple, les cellules musculaires et nerveuses ont des concentrations élevées de potassium et de magnésium, tandis que l'ion calcium est particulièrement abondant dans les cellules sanguines.

Organites membraneux

Dans le cas des cellules eucaryotes, il existe une variété de compartiments subcellulaires intégrés dans la matrice cytoplasmique. Ceux-ci peuvent être divisés en organites membraneux et discrètes.

Au premier groupe appartiennent le réticulum endoplasmique et l'appareil Golgi, les deux sont des systèmes de membranes en forme de sac qui sont interconnectés. Pour cette raison, il est difficile de définir la limite de sa structure. De plus, ces compartiments ont une continuité spatiale et temporelle avec la membrane plasmique.

Le réticulum endoplasmique est divisé en lisse ou rugueux, selon la présence ou non de ribosomes. Le lisse est responsable du métabolisme des petites molécules, il a des mécanismes de détoxification et de synthèse des lipides et des stéroïdes.

En revanche, le réticulum endoplasmique rugueux a des ribosomes ancrés à sa membrane et est principalement responsable de la synthèse des protéines qui sera excrétée par la cellule.

L'appareil Golgi est un ensemble de sacs disco et participe aux membranes et à la synthèse des protéines. De plus, il a la machinerie enzymatique nécessaire pour apporter des modifications aux protéines et aux lipides, y compris la glycosylation. Participez également au stockage et à la distribution des lysosomes et des peroxysomes.

Organites discrets

Le deuxième groupe est composé d'organites intracellulaires discrets et leurs limites sont clairement observées par la présence de membranes.

Ils sont isolés des autres organites du point de vue structurel et physique, bien qu'il puisse y avoir des interactions avec d'autres compartiments, par exemple, les mitochondries peuvent interagir avec des organites membraneux.

Dans ce groupe se trouvent des mitochondries, des organites qui ont les enzymes nécessaires pour effectuer des routes métaboliques indispensables, telles que le cycle d'acide citrique, la chaîne de transport d'électrons, la synthèse d'ATP et la b-oxydation des acides gras.

Les lysosomes sont également des organites discrets et sont responsables du stockage des enzymes hydrolytiques qui aident la réabsorption des protéines, détruisent les bactéries et la dégradation des organites cytoplasmiques.

Les microkana (peroxisomes) participent sont des réactions oxydatives. Ces structures ont l'enzyme catlase qui aide à convertir le peroxyde d'hydrogène - un métabolisme toxique - dans des substances inoffensives pour la cellule: eau et oxygène. Dans ces corps, l'oxydation des acides gras.

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Dans le cas des plantes, il existe d'autres organites appelées plastiques. Ceux-ci effectuent des dizaines de fonctions dans la cellule végétale et les plus remarquables sont des chloroplastes, où la photosynthèse se produit.

Organes non membre

La cellule a également des structures qui ne sont pas délimitées par les membranes biologiques. Parmi eux, les composants du cytosquelette qui incluent les microtubules, les intermentures et les microfilaments d'actine.

Les filaments d'actine sont composés de molécules globulaires et sont des chaînes flexibles, tandis que les filaments intermédiaires sont plus résistants et sont composés de différentes protéines. Ces protéines sont chargées de fournir une résistance à la traction et donne la solidité cellulaire.

Les centriolos sont un duo structurel sous la forme d'un cylindre et sont également des organites non symbrantiques. Ils sont situés dans les cortéomes organisés ou le centre de microtubules. Ces structures donnent naissance aux corps basaux des cils.

Enfin, il y a des ribosomes, des structures formées par des protéines et des ARN ribosomaux qui participent au processus de traduction (synthèse des protéines). Ils peuvent être libres dans le cytosol ou être ancrés au réticulum endoplasmique rugueux.

Cependant, plusieurs auteurs ne considèrent pas que les ribosomes doivent être classés comme des organites eux-mêmes.

Inclusions

Les inclusions sont les composants du cytoplasme qui ne correspondent pas aux organites et, dans la plupart des cas, ils ne sont pas entourés de membranes lipidiques.

Cette catégorie comprend un nombre élevé de structures hétérogènes, telles que les pigments, les cristaux, les graisses, le glycogène et certaines substances déchet.

Ces corps peuvent être entourés d'enzymes qui participent à la synthèse des macromolécules de la substance présente dans l'inclusion. Par exemple, parfois le glycogène peut être entouré d'enzymes telles que SynthesA ou glycogène glycogène phosphorylase.

Les inclusions sont courantes dans les cellules hépatiques et les cellules musculaires. De la même manière, les inclusions des cheveux et de la peau ont des pigments qui leur donnent la coloration caractéristique de ces structures.

Propriétés du cytoplasme

C'est un colloïde

Chimiquement, le cytoplasme est un colloïd, il a donc des caractéristiques d'une solution et d'une suspension simultanément. Il est composé de molécules de faible poids moléculaire telles que les sels et le glucose et également par des molécules d'une masse plus grande telles que les protéines.

Un système colloïdal peut être défini comme un mélange de particules de diamètre entre 1/1.000.000 à 1/10.000 dispersés dans un milieu liquide. L'ensemble du protoplasme cellulaire, qui comprend à la fois le cytoplasme et la nucléoplasma, est une solution colloïdale, car les protéines diffusées présentent toutes les caractéristiques de ces systèmes.

Les protéines sont capables de former des systèmes colloïdaux stables, car ils se comportent comme des ions chargés dans la solution et interagissent en fonction de leurs charges et deuxièmement, ils sont capables d'attirer des molécules d'eau. Comme chaque colloïd, il a la propriété de maintenir cet état de suspension, ce qui donne de la stabilité aux cellules.

L'apparition du cytoplasme est trouble car les molécules qui la composent sont grandes et réfractent la lumière, ce phénomène est appelé effet Tyndall.

D'un autre côté, le mouvement brownien des particules augmente la rencontre des particules, favorisant les réactions enzymatiques du cytoplasme cellulaire.

Propriétés tyxotropes

Le cytoplasme présente des propriétés thiotropes, ainsi que des fluides non-newtoniens et pseudoplasiques. La tixotropie fait référence aux changements de viscosité au fil du temps: lorsque le liquide est soumis à un effort, sa viscosité diminue.

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Les substances tixotropes ont une stabilité dans l'état de repos et, étant perturbé, gain fluidité. Dans l'environnement quotidien, nous sommes en contact avec ce type de matériaux, comme la sauce tomate et le yaourt.

Le cytoplasme se comporte comme un hydrogel

Un hydrogel est une substance naturelle ou synthétique qui peut être poreuse ou non et a la capacité d'absorber des quantités élevées d'eau. Sa capacité d'extension dépend de facteurs tels que l'osmolarité de l'environnement, la force ionique et la température.

Le cytoplasme a une caractéristique d'un hydrogel, car il peut absorber des quantités importantes d'eau et le volume varie en réponse à l'étranger. Ces propriétés ont été corroborées dans le cytoplasme des mammifères.

Mouvements de cycle

La matrice cytoplasmique est capable de faire des mouvements qui créent un courant ou un flux cytoplasmique. Ce mouvement est généralement observé dans la phase la plus liquide du cytosol et est la cause du déplacement des compartiments cellulaires tels que les pinosomes, le phage.

Ce phénomène a été observé dans la plupart des cellules animales et végétales. Les mouvements ameboïdes présentés.

Phases du cytosol

La viscosité de cette matrice varie en fonction de la concentration de molécules dans la cellule. Grâce à sa nature colloïdale, dans le cytoplasme, vous pouvez distinguer deux phases ou états: la phase du soleil et la phase de gel. Le premier rappelle un liquide, tandis que le second est similaire à un solide grâce à la plus grande concentration de macromolécules.

Par exemple, dans la préparation d'une gélatine, nous pouvons distinguer les deux états. En phase du soleil, les particules peuvent être déplacées librement dans l'eau, mais lorsque la solution est refroidie, elle se durcit et devient une sorte de gel semi-solide.

Dans l'état de gel, les molécules sont capables de rester ensemble par différents types de liaisons chimiques, y compris H-H, C-H ou C-n. Au moment où la chaleur est appliquée à la solution, elle reviendra à la phase du soleil.

Dans des conditions naturelles, l'investissement des phases dans cette matrice dépend d'une variété de facteurs physiologiques, mécaniques et biochimiques dans l'environnement cellulaire.

Les références

1. Alberts, B., Johnson, un., Lewis, J., Raff, m., Roberts, k., & Walter, P. (2008). Biologie de la cellule moléculaire. Garland Science.
2. Campbell, n. POUR., & Reece, J. B. (2007). la biologie. Élégant. Pan -American Medical.
3. Fels, J., Orlov, s. N., & Grygorczyk, R. (2009). La nature hydrogel du cytoplasme des mammifères contribue à l'osmosensification et à la détection du pH extracellulaire. Journal biophysique, 96(10), 4276-4285.
4. Luby-phelps, k., Taylor, D. L., & Lanni, F. (1986). Sonder la structure du cytoplasme. Le Journal of Cell Biology, 102(6), 2015-2022.
5. Ross, M. H., & Pawlina, W. (2007). Histologie. Couleur de texte et d'atlas avec la biologie cellulaire et moléculaire, 5AED. Élégant. Pan -American Medical.
6. Tortora, G. J., Funke, B. R., & Case, C. L. (2007). Introduction à la microbiologie. Élégant. Pan -American Medical.