PROTOPLASMĂ: ISTORIC, CARACTERISTICI, COMPONENTE, FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

Protoplasma este materialul de celule vii. Această structură a fost identificată pentru prima dată în 1839 ca un fluid care se distinge de perete. A fost considerată o substanță transparentă, vâscoasă și extensibilă. A fost interpretată ca o structură fără o organizație aparentă și cu numeroase organele.

Protoplasma a fost considerată a fi toată partea celulei care se găsește în interiorul membranei plasmatice. Cu toate acestea, unii autori au inclus membrana celulară, nucleul și citoplasma din protoplasmă.

Celulă eucariotă animală. Sursa: De Nikol Valentina romero ruiz, de la Wikimedia Commons

În prezent, termenul protoplasmă nu este utilizat pe scară largă. În schimb, oamenii de știință au preferat să se refere direct la componente celulare.

Istorie

Termenul de protoplasm este atribuit anatomistului suedez Jan Purkyne în 1839. Acesta a fost folosit pentru a se referi la materialul formativ al embrionilor de animale.

Cu toate acestea, încă din 1835, zoologul Felix Dujardin a descris substanța din rizopode. Ii da numele de sarcoda si indica faptul ca are proprietati fizice si chimice.

Ulterior, în 1846, botanistul german Hugo von Mohl a reintrodus termenul de protoplasmă pentru a se referi la substanța prezentă în celulele plantelor.

În 1850, botanistul Ferdinand Cohn unifică termenii, indicând că atât plantele cât și animalele au protoplasm. Cercetătorul subliniază că în ambele organisme, substanța care umple celulele este similară.

În 1872, Beale a introdus termenul de bioplasmă. În 1880, Hanstein a propus cuvântul protoplast, un nou termen pentru a se referi la întreaga celulă, cu excepția peretelui celular. Acest termen a fost folosit de unii autori pentru a înlocui celula.

În 1965, Lardy a introdus termenul de citosol, care a fost ulterior folosit pentru a numi lichidul în celulă.

Teoria protoplasmică

Anatomistul Max Schultze a propus la sfârșitul secolului al XIX-lea că baza fundamentală a vieții este protoplasmul. Schultze a sugerat că protoplasma este substanța care reglează activitățile vitale ale țesuturilor în ființele vii.

Lucrările lui Schultze sunt considerate a fi punctul de plecare al teoriei protoplasmice. Această teorie a fost susținută de propunerile lui Thomas Huxley în 1868 și de alți oameni de știință ai vremii.

Teoria protoplasmatică afirma că protoplasmul era baza fizică a vieții. În așa fel încât studiul acestei substanțe să ne permită să înțelegem funcționarea ființelor vii, inclusiv mecanismele moștenirii.

Odată cu o mai bună înțelegere a funcției și structurii celulare, teoria protoplasmică și-a pierdut valabilitatea.

Caracteristici generale

Protoplasmul este format din diverși compuși organici și anorganici. Cea mai abundentă substanță este apa, care constituie aproape 70% din greutatea sa totală și funcționează ca purtător, solvent, termoregulator, lubrifiant și element structural.

În plus, 26% din protoplasmă este alcătuită din macromolecule în general organice. Acestea sunt molecule mari formate prin polimerizarea subunităților mai mici.

Printre acestea găsim carbohidrați, macromolecule compuse din carbon, hidrogen și oxigen, care stochează energie pentru celulă. Sunt utilizate în diferitele funcții metabolice și structurale ale protoplasmei.

În mod similar, există diferite tipuri de lipide (grăsimi neutre, colesterol și fosfolipide), care servesc și ca sursă de energie pentru celulă. În plus, ele sunt o parte componentă a membranelor care reglează diferitele funcții protoplasmice.

Proteinele constituie aproape 15% din compoziția protoplasmei. Printre acestea avem proteine ​​structurale. Aceste proteine ​​formează cadrul protoplasmic, contribuind la organizarea și transportul celular al acestuia.

Alte proteine ​​prezente în protoplasmă sunt enzimele. Acționează ca catalizatori (substanțe care modifică viteza unei reacții chimice) a tuturor proceselor metabolice.

De asemenea, sunt prezenți diverși ioni anorganici care corespund numai la 1% din compoziția sa (potasiu, magneziu, fosfor, sulf, sodiu și clor). Acestea contribuie la menținerea pH-ului protoplasmei.

Componente

Protoplasma este formată din membrana plasmatică, citoplasmă și nucleoplasmă. Cu toate acestea, astăzi, datorită progreselor înregistrate în microscopie electronică, se știe că structura celulară este și mai complicată.

Există, în plus, un număr mare de compartimente subcelulare și conținuturi celulare foarte complexe din punct de vedere structural. În plus față de organele, care sunt incluse aici ca parte a citoplasmei.

Membrană plasmatică

Membrana plasmatică sau plasmalemma este formată din aproximativ 60% proteine ​​și 40% lipide. Aranjamentul său structural se explică prin modelul de mozaic fluid. În aceasta, membrana prezintă o stratură fosfolipidă în care sunt încorporate proteinele.

Toate membranele celulare sunt considerate a avea aceeași structură. Cu toate acestea, plasmalema este cea mai groasă membrană a celulei.

Plasmema nu poate fi văzută la microscopul ușor. Abia la sfârșitul anilor 50 ai secolului XX, structura sa a putut fi detaliată.

citoplasma

Citoplasma este definită ca întregul material celular care se găsește în plasmalemă, fără a include nucleul. Citoplasma include toate organelele (structuri celulare cu formă și funcție definite). De asemenea, substanța în care sunt cufundate diferitele componente celulare.

citosol

Citoscheletul constituie un cadru proteic care formează cadrul celular. Este format din microfilamente și microtubuli. Microfilamentele sunt formate în principal din actină, deși există și alte proteine.

Aceste filamente au compoziție chimică diferită în diferite tipuri de celule. Microtubulii sunt structuri tubulare realizate practic din tubulină.

organite

Nucleul este organelul celular care conține informațiile genetice ale celulei. În ea au loc procesele de diviziune celulară.

Se recunosc trei componente ale nucleului: înveliș nuclear, nucleoplasmă și nucleol. Plicul nuclear separă nucleul de citoplasmă și este format din două unități de membrană.

Nucleoplasma este substanța internă care este delimitată intern de anvelopa nucleară. Constituie o fază apoasă care conține un număr mare de proteine. În principal sunt enzime care reglează metabolismul acizilor nucleici.

Cromatina (ADN în faza sa dispersată) este conținută în nucleoplasmă. În plus, nucleul este prezentat, care este o structură formată din proteine ​​și ARN.

Caracteristici

Toate procesele care apar în celulă sunt asociate cu protoplasmul, prin diferitele sale componente.

Membrana plasmatică este o barieră structurală selectivă care controlează relația dintre o celulă și mediul care o înconjoară. Lipidele împiedică trecerea substanțelor hidrofile. Proteinele controlează substanțele care pot traversa membrana, reglându-le intrarea și ieșirea în celulă.

În citosol apar reacții chimice diverse, cum ar fi glicoliza. Aceasta este direct implicată în modificările viscozității celulare, mișcarea amoeboidului și a cicozei. De asemenea, este de mare importanță în formarea fusului mitotic în timpul diviziunii celulare.

În citoschelet, microfilamentele sunt asociate cu mișcarea și contracția celulelor. În timp ce microtubulii sunt implicați în transportul celulelor și ajută la modelarea celulei. De asemenea, participă la formarea centriolelor, cililor și flagelelor.

Transportul intracelular, precum și transformarea, asamblarea și secreția substanțelor, este responsabilitatea reticulului endoplasmatic și a dictozomilor.

Procesele de transformare și acumulare de energie au loc în organismele fotosintetice care au cloroplaste. Obținerea ATP prin respirație celulară are loc în mitocondrii.

Proprietăți fiziologice

Au fost descrise trei proprietăți fiziologice asociate cu protoplasma. Acestea sunt metabolismul, reproducerea și iritabilitatea.

În protoplasmă apar toate procesele metabolice ale celulei. Unele procese sunt anabolice și sunt legate de sinteza protoplasmei. Alții sunt catabolici și sunt implicați în dezintegrarea sa. Metabolismul include procese precum digestia, respirația, absorbția și excreția.

Toate procesele asociate reproducerii prin diviziune celulară, precum și codificarea pentru sinteza proteinelor necesare în toate reacțiile celulare, apar în nucleul celulei, conținut în protoplasmă.

Iritabilitatea este răspunsul protoplasmei la un stimul extern. Acest lucru este capabil să declanșeze un răspuns fiziologic care permite celulei să se adapteze mediului care o înconjoară.

Referințe

1. Liu D (2017) Celula și protoplasma ca recipient, obiect și substanță: 1835-1861. Journal of History of Biology 50: 889-925.
2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez și M Miguel (1997) Citologie și histologie vegetală și animală. Biologia celulelor și țesuturilor animale și vegetale. A doua editie. McGraw Hill-Interamericana din Spania. Madrid, Spania. 960 p.
3. Welch GR și J Clegg (2010) De la teoria protoplasmică la biologia sistemelor celulare: o reflecție de 150 de ani. Am. J. Physiol. Fiziol celular. 298: 1280-1290.
4. Welch GR și J Clegg (2012) Celula versus protoplasmă: istorie revizionistă. Cell Biol. Int. 36: 643-647.