A citoplazma kitölti az emberi sejt belsejét. Citoszolból, folyékony vagy gélszerű anyagból, az organellákból (mitokondrium, Golgi-készülék és mások), valamint a citoszkeleton. Összességében a citoplazma enzimatikus bioszintézist és katalízist, valamint anyagtárolást és intracelluláris transzportot szolgál.
Mi a citoplazma?
A citoplazma meghatározása az irodalomban nem egységes. Egyes szerzők az emberi sejt teljes bioaktív tartalmát, beleértve a magot is, teljes egészében citoplazmának tekintik. Más szerzők nem tartalmazzák a sejtben található organellákat, mint pl mitokondrium és az endoplazmatikus retikulum, valamint a citoplazma magja, de használjuk a protoplazma kifejezést, amely alatt az élő emberi sejt teljes tartalmát felemésztik. A sejtmag és számos organella (akár sok ezer) bezárul a citoplazmába, amelyet mikrofilamentumok, köztes szálak és mikrotubulusok haladnak át. Ezek a citoszkeleton, fehérjék amelyek megadják a sejtet erő és strukturálja, és lehetővé teszi az anyagok intracelluláris transzportját - ideértve a biomembránokon keresztüli transzportot is. A citoplazma folyékony vagy gélszerű részét citoszolnak nevezzük. A citoszol meghatározott régióinak konzisztenciájában bekövetkező változások az organellumokat a sejten belül is szállítják. Annak érdekében, hogy sok biokémiai reakció párhuzamosan forduljon elő a sejten belül, a biomembránok által körülhatárolt citoplazmán belül rekeszeknek nevezett terek képződhetnek. Lehetővé teszik az egyes esetekben szükséges különböző környezeti feltételeket.
Anatómia és felépítés
A citoplazma körülbelül 80.5-85% -ot tartalmaz víz, 10–15% fehérjék, 2–4% lipidek, és a fennmaradó részt elosztjuk poliszacharidok, DNS, RNS, valamint szerves és szervetlen molekulák és ionok. A citoplazma pH-ja megközelítőleg semleges, 7.0, és puffereléssel a lehető legstabilabban tartják. Az ionszivattyúkkal további stabilizálható vagy enyhén megváltoztatható a PH. A citoszkeleton, amely megadja a sejtnek azt erő és alakú, és biztosítja az intracelluláris tömeg transzport, aktinszálakból (mikrofilamentumok), köztes szálakból és mikrotubulusokból áll. A citoszkeleton dinamikus összeszerelési és átalakítási folyamatnak van kitéve, amely lehetővé teszi a szerkezeti kiigazításokat. Az aktin szálak hosszú láncú fehérjepolimerekből állnak, amelyek vékony átmérője körülbelül 6–9 nanométer. A köztes szálak sokkal összetettebbek, és különböző szerkezeti elemekből állnak fehérjék (keratinok), és 5 különböző típus különböztethető meg. A körülbelül 24 nanométer átmérőjű tubulus mikrotubulusok apró, gömb alakú tubulin egységekből állnak. A mikrotubulusok hossza elérheti a mikrométer frakcióitól a több száz mikrométerig. A mikrotubulusok nagyon rövid vagy stabilan hosszú életűek lehetnek, a feladattól függően.
Funkció és feladatok
A komplex citoplazma egyes összetevői sokféle funkcióval és feladattal rendelkeznek. A magasabb szintű feladatok bizonyos anyagok tárolásában és az enzimatikus-katalitikus bioaktivitásban állnak, vagyis a szükséges vagy már nem szükséges anyagok lebontásában és lebontásában. E magasabb szintű feladatok elvégzéséhez a citoplazma vagy a sejt számos eszközzel rendelkezik. Mivel számos konverziós folyamat zajlik le specifikus organellákon belül, a citoplazma az organellák intracelluláris transzportját biztosíthatja a sejten belüli optimális „helyre” azáltal, hogy konzisztenciájukat gélszerűből vizesre és fordítva változtatja meg. A speciális funkciókat mikrotubulusok látják el, amelyek lehetővé teszik a vezikulák transzportját a membránokon keresztül. Azokat az anyagokat, amelyeknek a membránja nem áteresztő, vezikulákba (a membrán kiemelkedései) csapdába ejtik, és a mikrotubulusok segítségével a membránokon keresztül szállítják. A mikrotubulusok különleges szerepet játszanak a sejten belüli mozgásokban és bizonyos sejttípusok belső mozgásaiban is, amelyek a flagella segítségével mozognak (pl. sperma). Egy másik speciális funkciót a mikrotubulusok végeznek a kromoszóma-összeállításban a mitózis (normális sejtosztódás) során a DNS-replikáció után. Hasonlóképpen, a mikrotubulusok fontos szerepet játszanak az axonok stabilizálásában (más néven egyszerűen: idegek), az idegfolyamatok, amelyek az idegimpulzusok továbbítását szolgálják a idegsejt a célszövetig (efferens) vagy az érzékelőtől az idegsejtig (afferens). A citoplazma azon képessége, hogy membránképzéssel zárt reakciótereket képezzen a sejtben, lehetővé teszi a sejt számára, hogy számos biokémiai folyamat, amelyek enzimatikus-katalitikus irányításúak, és mindegyikhez saját reakciókörnyezetre van szükség, egyidejűleg történjen.
Betegségek
A citoplazma vagy a citoplazma egyes egyes komponensei által birtokolt funkciók szinte kezelhetetlen bősége arra utal, hogy ugyanolyan összetett és differenciált diszfunkciók és a citoplazmával kapcsolatos betegségek jelentkezhetnek. Kolchicin, más néven orsóméreg, példaként szolgál egy adott diszfunkcióra. Ez a őszi sáfrány amely a monomer tubulinhoz kötődik, inaktiválja és megakadályozza az orsó kialakulását a sejtosztódáshoz (mitózis). A normális sejtosztódás így megakadályozott. VinblasztinA hasonló hatásspektrumú kemoterápiás szert kifejezetten bizonyos típusú vegyületek jelenlétében alkalmazzák rák hogy megfossza a daganatot a növekedés alapjától. Hasonlóképpen, azok a toxinok, amelyek megzavarják a citoplazma azon képességét, hogy ATP-t vegyenek a mitokondrium és az ADP szállítása gyorsan életveszélyessé válhat. Az úgynevezett tauopathiák miatt gén mutációk, amelyek vezet a tau fehérje szerkezeti változásaihoz. A tau-fehérje elengedhetetlen a mikrotubulusok összeállításához, különösen a centrumban okoz problémákat idegrendszer (CNS). Olyan betegségek, mint a Pick-kór, a HDDD demencia és több más ok-okozati összefüggésben van a gén mutáció, amely tau-fehérje lerakódásokhoz vezet. A legismertebb tauopathia Alzheimer-kór betegség.
