sitoplasma adalah zat yang ditemukan dalam sel-sel, yang meliputi matriks sitoplasma atau sitosol dan kompartemen subselular. Sitosol merupakan sedikit lebih dari setengah (sekitar 55%) dari total volume sel dan merupakan daerah di mana sintesis dan degradasi protein terjadi, menyediakan media yang memadai untuk reaksi metabolisme yang diperlukan berlangsung.
Semua komponen sel prokariotik berada di sitoplasma, sedangkan pada eukariota ada divisi lain, seperti nukleus. Pada sel eukariotik, sisa volume sel (45%) ditempati oleh organel sitoplasma, seperti mitokondria, retikulum endoplasma halus dan kasar, nukleus, peroksisom , lisosom, dan endosom.
Indeks artikel
Karakteristik umum
Sitoplasma adalah zat yang mengisi bagian dalam sel dan dibagi menjadi dua komponen: fraksi cair yang dikenal sebagai sitosol atau matriks sitoplasma dan organel yang tertanam di dalamnya – dalam kasus garis keturunan eukariotik.
Sitosol adalah matriks agar-agar sitoplasma dan terdiri dari berbagai macam zat terlarut, seperti ion, metabolit antara, karbohidrat, lipid, protein, dan asam ribonukleat (RNA). Hal ini dapat terjadi dalam dua fase interkonversi: fase gel dan fase sol .
Ini terdiri dari matriks koloid mirip dengan gel berair terdiri dari air – terutama – dan jaringan protein berserat yang sesuai dengan sitoskeleton, termasuk aktin, mikrotubulus dan filamen menengah, di samping serangkaian protein aksesori yang berkontribusi untuk membentuk kerangka .
Jaringan ini dibentuk oleh filamen protein berdifusi ke seluruh sitoplasma, memberikan sifat viskoelastik dan karakteristik gel kontraktil.
Sitoskeleton bertanggung jawab untuk memberikan dukungan dan stabilitas pada arsitektur seluler. Selain berpartisipasi dalam pengangkutan zat dalam sitoplasma dan berkontribusi pada pergerakan sel, seperti fagositosis. Dalam animasi berikut Anda dapat melihat sitoplasma sel hewan (sitoplasma):
Fitur
Sitoplasma adalah sejenis sup molekul tempat berlangsungnya reaksi enzimatik yang penting untuk mempertahankan fungsi sel.
Ini adalah media transportasi yang ideal untuk proses respirasi sel dan untuk reaksi biosintesis, karena molekul tidak larut dalam media dan mengambang di sitoplasma, siap untuk digunakan.
Selain itu, berkat komposisi kimianya, sitoplasma dapat berfungsi sebagai buffer atau penyangga. Ini juga berfungsi sebagai sarana yang cocok untuk suspensi organel, melindungi mereka – dan materi genetik yang terkurung dalam nukleus – dari gerakan tiba-tiba dan kemungkinan tabrakan.
Sitoplasma berkontribusi pada pergerakan nutrisi dan perpindahan sel, berkat generasi aliran sitoplasma. Fenomena ini terdiri dari pergerakan sitoplasma.
Arus dalam sitoplasma sangat penting dalam sel tumbuhan besar dan membantu mempercepat proses distribusi bahan.
Komponen (edit)
Sitoplasma, ruang interior sel
Sitoplasma terdiri dari matriks sitoplasma atau sitosol dan organel yang tertanam dalam zat agar-agar ini. Masing-masing akan dijelaskan secara mendalam di bawah ini:
sitosol
Sitosol adalah zat yang tidak berwarna, terkadang keabu-abuan, agar-agar dan tembus cahaya yang ditemukan di bagian luar organel. Ini dianggap sebagai bagian sitoplasma yang larut.
Komponen paling melimpah dari matriks ini adalah air, membentuk antara 65 dan 80% dari total komposisinya, kecuali dalam sel tulang, di email gigi dan biji.
Mengenai komposisi kimianya, 20% sesuai dengan molekul protein. Ini memiliki lebih dari 46 unsur yang digunakan oleh sel. Dari jumlah tersebut, hanya 24 yang dianggap penting untuk kehidupan.
Di antara unsur-unsur yang paling menonjol kita dapat menyebutkan karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, fosfor dan belerang.
Dengan cara yang sama, matriks ini kaya akan ion dan retensi ini menghasilkan peningkatan tekanan osmotik sel. Ion-ion ini membantu menjaga keseimbangan asam-basa yang optimal di lingkungan seluler.
Keanekaragaman ion yang terdapat dalam sitosol bervariasi sesuai dengan jenis sel yang dipelajari. Misalnya, sel otot dan saraf memiliki konsentrasi kalium dan magnesium yang tinggi, sedangkan ion kalsium sangat melimpah di sel darah.
Organel bermembran
Dalam kasus sel eukariotik, ada berbagai kompartemen subseluler yang tertanam dalam matriks sitoplasma. Ini dapat dibagi menjadi organel membran dan diskrit.
Retikulum endoplasma dan aparatus Golgi termasuk kelompok pertama, keduanya merupakan sistem membran berbentuk karung yang saling berhubungan. Untuk alasan ini, sulit untuk menentukan batas strukturnya. Selanjutnya, kompartemen ini menyajikan kontinuitas spasial dan temporal dengan membran plasma.
Retikulum endoplasma terbagi menjadi halus atau kasar, tergantung ada tidaknya ribosom . Halus bertanggung jawab untuk metabolisme molekul kecil, memiliki mekanisme detoksifikasi dan sintesis lipid dan steroid.
Sebaliknya, retikulum endoplasma kasar memiliki ribosom yang melekat pada membrannya dan terutama bertanggung jawab untuk sintesis protein yang akan dikeluarkan oleh sel.
Aparatus Golgi adalah seperangkat kantung berbentuk cakram dan berpartisipasi dalam sintesis membran dan protein. Selain itu, ia memiliki mesin enzimatik yang diperlukan untuk melakukan modifikasi protein dan lipid, termasuk glikosilasi. Ini juga berpartisipasi dalam penyimpanan dan distribusi lisosom dan peroksisom.
organel rahasia
Kelompok kedua terdiri dari organel intraseluler yang terpisah dan batasnya terlihat jelas dengan adanya membran.
Mereka diisolasi dari organel lain dari sudut pandang struktural dan fisik, meskipun mungkin ada interaksi dengan kompartemen lain, misalnya, mitokondria dapat berinteraksi dengan organel bermembran.
Dalam kelompok ini adalah mitokondria, organel yang memiliki enzim yang diperlukan untuk melakukan jalur metabolisme penting, seperti siklus asam sitrat, rantai transpor elektron, sintesis ATP dan b-oksidasi asam lemak.
Lisosom juga organel diskrit dan bertanggung jawab untuk menyimpan enzim hidrolitik yang membantu reabsorpsi protein, menghancurkan bakteri dan degradasi organel sitoplasma.
Badan mikro (peroksisom) berpartisipasi dalam reaksi oksidatif. Struktur ini memiliki enzim katalase yang membantu mengubah hidrogen peroksida – metabolisme beracun – menjadi zat yang tidak berbahaya bagi sel: air dan oksigen. Dalam tubuh ini terjadi oksidasi-b asam lemak.
Dalam kasus tumbuhan , ada organel lain yang disebut plastos. Ini melakukan lusinan fungsi dalam sel tumbuhan dan yang paling menonjol adalah kloroplas, tempat fotosintesis terjadi .
Organel nonmembran
Sel juga memiliki struktur yang tidak dibatasi oleh membran biologis. Ini termasuk komponen sitoskeleton yang mencakup mikrotubulus, filamen menengah, dan mikrofilamen aktin.
Filamen aktin terdiri dari molekul globular dan merupakan rantai fleksibel, sedangkan filamen menengah lebih tahan dan terdiri dari protein yang berbeda. Protein ini bertugas memberikan kekuatan tarik dan memberikan soliditas sel.
Sentriol adalah duo struktural berbentuk silinder dan juga organel nonmembran. Mereka terletak di sentrosom atau pusat mikrotubulus yang terorganisir. Struktur ini menimbulkan badan basal silia.
Terakhir, ada ribosom, struktur yang terdiri dari protein dan RNA ribosom yang berpartisipasi dalam proses translasi (sintesis protein). Mereka bisa bebas di sitosol atau berlabuh ke retikulum endoplasma kasar.
Namun, beberapa penulis tidak menganggap bahwa ribosom harus diklasifikasikan sebagai organel itu sendiri.
Inklusi
Inklusi adalah komponen sitoplasma yang tidak sesuai dengan organel dan dalam banyak kasus tidak dikelilingi oleh membran lipid.
Kategori ini mencakup sejumlah besar struktur heterogen, seperti butiran pigmen, kristal, lemak, glikogen dan beberapa zat limbah.
Badan-badan ini dapat mengelilingi diri mereka dengan enzim yang berpartisipasi dalam sintesis makromolekul dari zat yang ada dalam inklusi. Misalnya, glikogen kadang-kadang dapat dikelilingi oleh enzim seperti sintesis glikogen atau glikogen fosforilase.
Inklusi umum terjadi pada sel hati dan sel otot. Dengan cara yang sama, inklusi rambut dan kulit memiliki butiran pigmen yang memberi mereka warna khas dari struktur ini.
Sifat sitoplasma
Itu adalah koloid
Secara kimia, sitoplasma adalah koloid, oleh karena itu memiliki sifat larutan dan suspensi secara bersamaan. Ini terdiri dari molekul dengan berat molekul rendah seperti garam dan glukosa, serta molekul bermassa lebih tinggi seperti protein.
Sistem koloid dapat didefinisikan sebagai campuran partikel dengan diameter antara 1 / 1.000.000 sampai 1 / 10.000 yang terdispersi dalam medium cair. Semua protoplasma seluler, yang meliputi sitoplasma dan nukleoplasma, adalah larutan koloid, karena protein terdispersi menunjukkan semua karakteristik sistem ini.
Protein mampu membentuk sistem koloid yang stabil, karena mereka berperilaku sebagai ion bermuatan dalam larutan dan berinteraksi sesuai dengan muatannya dan kedua, mereka mampu menarik molekul air. Seperti semua koloid, ia memiliki sifat mempertahankan keadaan suspensi ini, yang memberikan stabilitas sel.
Penampakan sitoplasma keruh karena molekul penyusunnya besar dan membiaskan cahaya, fenomena ini disebut efek Tyndall.
Di sisi lain, gerakan Brown partikel meningkatkan pertemuan partikel, mendukung reaksi enzimatik dalam sitoplasma sel.
Sifat tiksotropik
Sitoplasma menunjukkan sifat tiksotropik, seperti halnya beberapa cairan non-Newtonian dan pseudoplastik. Thixotropy mengacu pada perubahan viskositas dari waktu ke waktu: ketika fluida mengalami tekanan, viskositasnya menurun.
Zat thixotropic menunjukkan stabilitas dalam keadaan istirahat dan, ketika terganggu, mendapatkan fluiditas. Dalam lingkungan sehari-hari, kita bersentuhan dengan jenis bahan ini, seperti saus tomat dan yogurt.
Sitoplasma berperilaku seperti hidrogel
Hidrogel adalah zat alami atau sintetis yang mungkin atau mungkin tidak berpori dan memiliki kemampuan untuk menyerap air dalam jumlah besar. Ekstensibilitasnya tergantung pada faktor-faktor seperti osmolaritas medium, kekuatan ionik dan suhu.
Sitoplasma memiliki karakteristik hidrogel, karena dapat menyerap sejumlah besar air dan volume bervariasi dalam menanggapi eksterior. Sifat-sifat ini telah dikuatkan dalam sitoplasma mamalia.
Gerakan siklosis
Matriks sitoplasma mampu membuat gerakan yang menciptakan arus atau aliran sitoplasma. Pergerakan ini umumnya diamati pada fase sitosol yang lebih cair dan merupakan penyebab perpindahan kompartemen seluler seperti pinosom, fagosom, lisosom, mitokondria, sentriol, antara lain.
Fenomena ini telah diamati di sebagian besar sel hewan dan tumbuhan. Pergerakan amoeboid dari protozoa, leukosit, sel epitel, dan struktur lainnya bergantung pada pergerakan siklosis dalam sitoplasma.
Fase sitosol
Viskositas matriks ini bervariasi tergantung pada konsentrasi molekul dalam sel. Karena sifat koloidnya, dua fase atau keadaan dapat dibedakan dalam sitoplasma: fase sol dan fase gel. Yang pertama menyerupai cairan, sedangkan yang kedua mirip dengan padat berkat konsentrasi makromolekul yang lebih tinggi.
Misalnya, dalam pembuatan gelatin kita dapat membedakan kedua keadaan. Pada fase sol partikel dapat bergerak bebas di dalam air, namun ketika larutan didinginkan akan mengeras dan menjadi semacam gel semi padat.
Dalam keadaan gel, molekul mampu disatukan oleh berbagai jenis ikatan kimia , termasuk HH, CH atau CN. Segera setelah panas diterapkan ke solusi, itu akan kembali ke fase matahari.
Dalam kondisi alami, inversi fase dalam matriks ini tergantung pada berbagai faktor fisiologis, mekanik, dan biokimia di lingkungan seluler.
Referensi
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Biologi Molekuler Sel. Ilmu Garland.
- Campbell, NA, & Reece, JB (2007). biologi . Ed. Medis Panamerika.
- Fels, J., Orlov, SN, & Grygorczyk, R. (2009). Sifat Hidrogel Sitoplasma Mamalia Berkontribusi pada Osmosensing dan Penginderaan pH Ekstraseluler. Jurnal Biofisika , 96 (10), 4276-4285.
- Luby-Phelps, K., Taylor, DL, & Lanni, F. (1986). Menyelidiki struktur sitoplasma. Jurnal Biologi Sel , 102 (6), 2015-2022.
- Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). Histologi. Atlas Teks dan Warna dengan Biologi Seluler dan Molekuler, 5aed . Ed. Medis Panamerika.
- Tortora, GJ, Funke, BR, & Kasus, CL (2007). Pengantar mikrobiologi . Ed. Medis Panamerika.
