PROTOPLAZMA: POVIJEST, KARAKTERISTIKE, KOMPONENTE, FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

Protoplazma je živi materijal ćelija. Ova je struktura prvi put identificirana 1839. godine kao razdvojiva tekućina sa zida. Smatralo se prozirnom, viskoznom i proširivom tvari. Interpretirana je kao struktura bez vidljive organizacije i s brojnim organelama.

Smatra se da je protoplazma cijeli dio stanice koji se nalazi unutar plazma membrane. Međutim, neki autori su u protoplazmu uvrstili staničnu membranu, jezgro i citoplazmu.

Životinjska eukariotska stanica. Izvor: Autor Nikol valentina romero ruiz, s Wikimedia Commons

Trenutno se izraz protoplazma ne koristi široko. Umjesto toga, znanstvenici se radije pozivaju na stanične komponente.

Povijest

Izraz protoplazma pripisuje se švedskom anatomu Janu Purkyneu 1839. godine. Korišten je za označavanje formativnog materijala životinjskih embrija.

Međutim, već 1835. zoolog Felix Dujardin opisao je supstancu u rizopodima. Daje mu ime sarcoda i ukazuje da ima fizička i kemijska svojstva.

Kasnije, 1846. godine, njemački botaničar Hugo von Mohl ponovno je uveo izraz protoplazma kako bi se odnosio na tvar prisutnu u biljnim stanicama.

1850. botaničar Ferdinand Cohn objedinio je pojmove, što ukazuje da i biljke i životinje imaju protoplazmu. Istraživač ističe da je u oba organizma supstanca koja ispunjava stanice slična.

Godine 1872. Beale je uveo pojam bioplazma. 1880. Hanstein je predložio riječ protoplast, novi izraz koji se odnosi na cijelu stanicu, isključujući staničnu stijenku. Neki su autori koristili ovaj izraz za zamjenu ćelije.

1965. Lardy je uveo izraz citosol koji je kasnije korišten za imenovanje tekućine u stanici.

Protoplazmatska teorija

Anatomist Max Schultze predložio je krajem 19. stoljeća da je temeljna osnova života protoplazma. Schultze je sugerirao da je protoplazma tvar koja regulira vitalne aktivnosti tkiva u živim bićima.

Schultzeova djela smatraju se polazištem protoplazmičke teorije. Ovu su teoriju potkrijepili prijedlozi Thomasa Huxleyja iz 1868. i drugih tadašnjih znanstvenika.

Protoplazmatska teorija navela je da je protoplazma fizička osnova života. Na takav način da bi nam istraživanje ove tvari omogućilo razumijevanje funkcioniranja živih bića, uključujući mehanizme nasljeđivanja.

Sa boljim razumijevanjem stanične funkcije i strukture, protoplazmatska teorija izgubila je na važnosti.

Opće karakteristike

Protoplazmu čine razni organski i anorganski spojevi. Najzastupljenija tvar je voda koja čini gotovo 70% njegove ukupne težine i djeluje kao nosač, otapalo, termoregulator, mazivo i strukturni element.

Pored toga, 26% protoplazme čine uglavnom organske makromolekule. To su velike molekule nastale polimerizacijom manjih podjedinica.

Među njima nalazimo ugljikohidrate, makromolekule sastavljene od ugljika, vodika i kisika, koji pohranjuju energiju za stanicu. Koriste se u različitim metaboličkim i strukturnim funkcijama protoplazme.

Isto tako, postoje različite vrste lipida (neutralne masti, kolesterol i fosfolipidi) koji ujedno služe kao izvor energije za stanicu. Uz to, oni su sastavni dio membrane koji reguliraju različite protoplazmatske funkcije.

Proteini čine gotovo 15% sastava protoplazme. Među njima imamo strukturne proteine. Ti proteini tvore protoplazmatski okvir, doprinoseći njegovoj organizaciji i staničnom transportu.

Ostali proteini prisutni u protoplazmi su enzimi. Oni djeluju kao katalizatori (tvari koje mijenjaju brzinu kemijske reakcije) svih metaboličkih procesa.

Isto tako, prisutni su razni anorganski ioni koji odgovaraju samo 1% njegovog sastava (kalij, magnezij, fosfor, sumpor, natrij i klor). One doprinose održavanju pH protoplazme.

komponente

Protoplazmu čine plazma membrana, citoplazma i nukleoplazma. Međutim, danas se, zahvaljujući napretku elektronske mikroskopije, zna da je stanična struktura još složenija.

Pored toga, postoji velik broj subcelijskih odjeljaka i strukturno vrlo složenih staničnih sadržaja. Pored organela, koje su ovdje uključene kao dio citoplazme.

Membrana plazme

Plazma membrana ili plazmalemma sastoji se od otprilike 60% proteina i 40% lipida. Njegov strukturni raspored objašnjava se modelom fluidnog mozaika. Pri tome, membrana predstavlja fosfolipidni dvosloj u koji su ugrađeni proteini.

Smatra se da sve stanične membrane imaju istu strukturu. Međutim, plazmalemma je najdeblja membrana stanice.

Plazmalemma se ne može vidjeti svjetlosnim mikroskopom. Tek je kasnih 50-ih godina 20. stoljeća njegova struktura mogla biti detaljno opisana.

Citoplazma

Citoplazma je definirana kao sav stanični materijal koji se nalazi unutar plazmalemme, ne uključuje jezgru. Citoplazma uključuje sve organele (stanične strukture s definiranim oblikom i funkcijom). Isto tako i tvar u koju su uronjene različite stanične komponente.

citosolu

Citoskelet čini proteinski okvir koji čini stanični okvir. Sastoji se od mikrofilamenata i mikrotubula. Mikrofilamenti su načinjeni prvenstveno od aktina, iako postoje i drugi proteini.

Ti filamenti imaju različit kemijski sastav u različitim vrstama stanica. Mikrotubuli su cjevaste strukture u osnovi napravljene od tubulina.

organele

Jezgro je stanična organela koja sadrži genetske informacije o stanici. U njemu se događaju procesi diobe stanica.

Prepoznaju se tri komponente jezgre: nuklearna ovojnica, nukleoplazma i nukleolus. Nuklearna ovojnica odvaja jezgru od citoplazme i sastoji se od dvije membranske jedinice.

Nukleoplazma je unutarnja tvar koja je unutarnjom granicom nuklearne ovojnice. Sastoji se od vodene faze koja sadrži veliki broj proteina. Uglavnom su to enzimi koji reguliraju metabolizam nukleinskih kiselina.

Kromatin (DNA u svojoj raspršenoj fazi) nalazi se u nukleoplazmi. Uz to, predstavljen je nukleolus, koji je struktura koju formiraju proteini i RNA.

Značajke

Svi procesi koji se događaju u stanici povezani su s protoplazmom, kroz njezine različite komponente.

Plazma membrana je selektivna strukturna barijera koja kontrolira odnos stanice i okoliša koja je okružuje. Lipidi sprečavaju prolazak hidrofilnih tvari. Proteini kontroliraju tvari koje mogu prijeći membranu, regulirajući njihov ulazak i izlazak u stanicu.

U citosolu se događaju različite kemijske reakcije, poput glikolize. To je izravno uključeno u promjene u viskoznosti stanica, kretanje ameboida i ciklozu. Isto tako, od velikog je značaja za stvaranje mitotičkog vretena tijekom diobe stanica.

U citoskeletu su mikrofilamenti povezani s kretanjem i kontrakcijom stanica. Dok su mikrotubule uključene u transport stanica i pomažu oblikovanju stanice. Također sudjeluju u stvaranju centriola, cilija i flagela.

Intracelularni transport, kao i transformacija, skupljanje i izlučivanje tvari, odgovornost je endoplazmatskog retikuluma i diktiozoma.

Procesi transformacije i akumulacije energije odvijaju se u fotosintetskim organizmima koji imaju kloroplaste. Dobivanje ATP-a staničnim disanjem javlja se u mitohondrijama.

Fiziološka svojstva

Opisana su tri fiziološka svojstva povezana s protoplazmom. To su metabolizam, reprodukcija i razdražljivost.

U protoplazmi se događaju svi metabolički procesi stanice. Neki su procesi anabolički i povezani su sa sintezom protoplazme. Drugi su katabolički i uključeni su u njegov raspad. Metabolizam uključuje procese poput probave, disanja, apsorpcije i izlučivanja.

Svi procesi povezani s razmnožavanjem staničnom diobom, kao i kodiranje sinteze proteina potrebnih u svim staničnim reakcijama, odvijaju se u jezgri stanice, koja se nalazi u protoplazmi.

Razdražljivost je odgovor protoplazme na vanjski poticaj. To može pokrenuti fiziološki odgovor koji omogućava stanici da se prilagodi okruženju koje ga okružuje.

Reference

1. Liu D (2017) Stanica i protoplazma kao spremnik, objekt i tvar: 1835-1861. Časopis za povijest biologije 50: 889-925.
2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez i M Miguel (1997) Biljna i životinjska citologija i histologija. Biologija životinjskih i biljnih stanica i tkiva. Drugo izdanje. McGraw Hill-Interamericana iz Španjolske. Madrid Španjolska. 960. str.
3. Welch GR i J Clegg (2010) Od protoplazmatske teorije do biologije staničnih sustava: 150-godišnja refleksija. Am. J. Physiol. Stanični fiziol. 298: 1280-1290.
4. Welch GR i J Clegg (2012) Stanica nasuprot protoplazmi: revizionistička povijest. Stanični biol. Int 36: 643-647.