ไซโทพลาซึม: โครงสร้างหน้าที่และโรค

ไซโทพลาสซึมจะเติมเต็มภายในเซลล์ของมนุษย์ ประกอบด้วยไซโตซอลซึ่งเป็นของเหลวหรือสารคล้ายเจลออร์แกเนลล์ (mitochondria, อุปกรณ์ Golgi และอื่น ๆ ) และโครงร่างโครงร่าง โดยรวมแล้วไซโตพลาสซึมทำหน้าที่ในการสังเคราะห์ทางชีวภาพและการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ตลอดจนการจัดเก็บสารและการขนส่งภายในเซลล์

ไซโทพลาซึมคืออะไร?

คำจำกัดความของไซโทพลาสซึมไม่เหมือนกันในวรรณคดี ผู้เขียนบางคนพิจารณาเนื้อหาที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพทั้งหมดของเซลล์มนุษย์รวมทั้งนิวเคลียสเป็นไซโทพลาสซึมอย่างครบถ้วน ผู้เขียนคนอื่นไม่รวมออร์แกเนลล์ที่มีอยู่ในเซลล์เช่น mitochondria และเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมและนิวเคลียสในไซโทพลาสซึม แต่ใช้คำว่าโปรโตพลาสซึมซึ่งย่อยเนื้อหาทั้งหมดของเซลล์มนุษย์ที่มีชีวิต นิวเคลียสและออร์แกเนลล์จำนวนมาก (มากถึงหลายพันออร์แกเนลล์) ถูกล้อมรอบในไซโทพลาสซึมและถูกเคลื่อนย้ายโดยไมโครฟิลาเมนต์เส้นใยกลางและไมโครทูบ เหล่านี้คือโครงกระดูก โปรตีน ที่ให้เซลล์ ความแข็งแรง และโครงสร้างและอนุญาตให้มีการขนส่งสารภายในเซลล์รวมถึงการขนส่งผ่านทางชีวภาพ ส่วนที่เป็นของเหลวหรือเจลของไซโทพลาซึมเรียกว่าไซโตซอล การเปลี่ยนแปลงความสอดคล้องภายในบริเวณเฉพาะของไซโตซอลยังขนส่งออร์แกเนลล์ภายในเซลล์ เพื่อให้ปฏิกิริยาทางชีวเคมีจำนวนมากเกิดขึ้นแบบขนานภายในเซลล์ช่องว่างที่เรียกว่าช่องว่างสามารถเกิดขึ้นได้ภายในไซโทพลาสซึมที่ถูกย่อยสลายโดยสิ่งมีชีวิตทางชีวภาพ อนุญาตให้มีสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันที่จำเป็นในแต่ละกรณี

กายวิภาคศาสตร์และโครงสร้าง

ไซโทพลาสซึมมีประมาณ 80.5% ถึง 85% น้ำ, 10% ถึง 15% โปรตีน, 2% ถึง 4% ไขมันและส่วนที่เหลือจะถูกกระจายไป polysaccharides, DNA, RNA และสารอินทรีย์และอนินทรีย์ โมเลกุล และไอออน pH ของไซโทพลาสซึมมีค่าเป็นกลางโดยประมาณที่ 7.0 และจะคงสภาพโดยการบัฟเฟอร์ให้คงที่มากที่สุด สามารถใช้ปั๊มไอออนเพื่อเพิ่มเสถียรภาพหรือเปลี่ยนค่า PH เล็กน้อย โครงร่างเซลล์ซึ่งทำให้เซลล์ของมัน ความแข็งแรง และรูปร่างและทำให้มั่นใจได้ว่าภายในเซลล์ มวล การขนส่งประกอบด้วยเส้นใยแอกติน (ไมโครฟิลาเมนต์) เส้นใยกลางและไมโครทูบูล โครงร่างโครงกระดูกอยู่ภายใต้กระบวนการประกอบและการปรับปรุงแบบไดนามิกที่อนุญาตให้มีการปรับเปลี่ยนโครงสร้าง เส้นใยแอกตินประกอบด้วยโพลีเมอร์โปรตีนสายโซ่ยาวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางบางมากประมาณ 6 ถึง 9 นาโนเมตร เส้นใยระดับกลางมีความซับซ้อนมากขึ้นซึ่งประกอบด้วยโครงสร้างที่แตกต่างกัน โปรตีน (keratins) และ 5 ชนิดที่แตกต่างกัน Tubular microtubules เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 24 นาโนเมตรประกอบด้วย tubulin ทรงกลมขนาดเล็ก Microtubules สามารถเข้าถึงความยาวได้ตั้งแต่เศษส่วนของไมโครมิเตอร์ไปจนถึงหลายร้อยไมโครเมตร Microtubules อาจมีอายุสั้นมากจนถึงอายุยืนยาวขึ้นอยู่กับงานที่ต้องทำ

หน้าที่และภารกิจ

ส่วนประกอบแต่ละส่วนของไซโตพลาสซึมที่ซับซ้อนมีหน้าที่และงานที่หลากหลาย งานระดับสูงประกอบด้วยการจัดเก็บสารบางชนิดและในการทำปฏิกิริยาทางชีวภาพของเอนไซม์ - ตัวเร่งปฏิกิริยากล่าวคือในการสลายและย่อยสลายสารที่จำเป็นหรือไม่จำเป็นอีกต่อไป ในการทำงานระดับที่สูงขึ้นเหล่านี้ไซโทพลาสซึมหรือเซลล์มีเครื่องมือมากมายที่สามารถกำจัดได้ เนื่องจากกระบวนการเปลี่ยนรูปจำนวนมากเกิดขึ้นภายในออร์แกเนลล์ที่เฉพาะเจาะจงไซโตพลาสซึมจึงสามารถขนส่งออร์แกเนลล์ภายในเซลล์ไปยัง "ตำแหน่ง" ที่เหมาะสมที่สุดภายในเซลล์ได้โดยการเปลี่ยนความสอดคล้องจากเจลเหมือนเป็นน้ำและในทางกลับกัน ฟังก์ชั่นพิเศษดำเนินการโดย microtubules ซึ่งเปิดใช้งานการขนส่งถุงผ่านเยื่อ สารที่เมมเบรนไม่สามารถซึมผ่านได้จะถูกขังอยู่ในถุง (ส่วนที่ยื่นออกมาของเมมเบรน) และขนส่งผ่านเมมเบรนด้วย microtubules Microtubules ยังมีบทบาทพิเศษในการเคลื่อนไหวภายในเซลล์และในการเคลื่อนไหวภายในของเซลล์บางชนิดที่เคลื่อนที่โดยใช้แฟลกเจลลา (เช่น สเปิร์ม). ฟังก์ชั่นพิเศษอีกอย่างจะดำเนินการโดย microtubules ในการประกอบโครโมโซมระหว่างไมโทซิส (การแบ่งเซลล์ปกติ) หลังจากการจำลองแบบดีเอ็นเอในทำนองเดียวกัน microtubules มีบทบาทสำคัญในการทำให้แอกซอนมีเสถียรภาพ (หรือเรียกอีกอย่างว่า เส้นประสาท) กระบวนการของเส้นประสาทที่ทำหน้าที่ส่งกระแสประสาทจาก เซลล์ประสาท ไปยังเนื้อเยื่อเป้าหมาย (ผลกระทบ) หรือจากเซ็นเซอร์ไปยังเซลล์ประสาท (afferent) ความสามารถของไซโทพลาสซึมในการสร้างช่องว่างปฏิกิริยาที่ปิดล้อมภายในเซลล์โดยการสร้างเมมเบรนทำให้เซลล์ยอมให้กระบวนการทางชีวเคมีหลายอย่างซึ่งควบคุมด้วยเอนไซม์ - เร่งปฏิกิริยาและแต่ละอย่างต้องการสภาพแวดล้อมปฏิกิริยาของตัวเองเพื่อให้เกิดขึ้นพร้อมกัน

โรค

ความอุดมสมบูรณ์ของหน้าที่ที่แทบจะไม่สามารถจัดการได้ที่ไซโตพลาสซึมหรือส่วนประกอบบางอย่างของไซโทพลาสซึมบ่งชี้ว่าอาจเกิดความผิดปกติและความเจ็บป่วยที่ซับซ้อนและแตกต่างกันได้ colchicineหรือที่เรียกว่าพิษของแกนหมุนทำหน้าที่เป็นตัวอย่างของความผิดปกติที่เฉพาะเจาะจง มันเป็นอัลคาลอยด์ของ ดอกดินในฤดูใบไม้ร่วง ที่จับกับ monomeric tubulin ปิดการใช้งานและป้องกันการก่อตัวของแกนหมุนสำหรับการแบ่งเซลล์ (mitosis) ดังนั้นจึงป้องกันการแบ่งเซลล์ตามปกติ vinblastineซึ่งเป็นตัวแทนทางเคมีบำบัดที่มีสเปกตรัมของการกระทำที่คล้ายคลึงกันถูกใช้โดยเฉพาะในกรณีที่มีบางประเภท โรคมะเร็ง เพื่อกีดกันเนื้องอกของพื้นฐานสำหรับการเจริญเติบโต ในทำนองเดียวกันสารพิษที่รบกวนความสามารถของไซโตพลาสซึมในการรับ ATP จาก mitochondria และส่ง ADP ไปที่นั่นอย่างรวดเร็วอาจกลายเป็นอันตรายถึงชีวิตได้ สิ่งที่เรียกว่า tauopathies นั้นเนื่องมาจาก ยีน การกลายพันธุ์นั่นเอง นำ ต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโปรตีนเทา โปรตีน tau เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการประกอบ microtubules ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนกลาง ระบบประสาท (คมช.). โรคต่างๆเช่น Pick's disease, HDDD ภาวะสมองเสื่อม และอื่น ๆ อีกหลายอย่างมีสาเหตุที่เกี่ยวข้องกับ ยีน การกลายพันธุ์ที่นำไปสู่การสะสมของโปรตีนเทา tauopathy ที่รู้จักกันดีคือ อัลไซเม โรค