PROTOPLAZMA: HISTÓRIA, VLASTNOSTI, KOMPONENTY, FUNKCIE - BIOLÓGIE - 2026

Protoplazmy je živá bunka materiál. Táto štruktúra bola prvýkrát identifikovaná v roku 1839 ako odlíšiteľná tekutina od steny. Bola považovaná za priehľadnú, viskóznu a roztiahnuteľnú látku. Bol interpretovaný ako štruktúra bez zjavnej organizácie a s množstvom organel.

Protoplazma sa považuje za celú časť bunky, ktorá sa nachádza vo vnútri plazmatickej membrány. Niektorí autori však zahrnuli bunkovú membránu, jadro a cytoplazmu do protoplazmy.

Živočíšna eukaryotická bunka. Zdroj: Nikol valentina romero ruiz z Wikimedia Commons

Termín protoplazma sa v súčasnosti bežne nepoužíva. Namiesto toho vedci uprednostnili priame odkazy na bunkové komponenty.

histórie

Termín protoplazma sa v roku 1839 pripisuje švédskemu anatomistovi Jánovi Purkynovi. Používa sa na označenie formačného materiálu živočíšnych embryí.

Už v roku 1835 však zoológ Felix Dujardin opísal látku vo vnútri odnoží. Dáva mu meno sarcoda a naznačuje, že má fyzikálne a chemické vlastnosti.

Neskôr v roku 1846 nemecký botanik Hugo von Mohl znovu zaviedol pojem protoplazma, ktorý sa týka látky prítomnej v rastlinných bunkách.

V roku 1850 botanik Ferdinand Cohn zjednocuje pojmy, čo naznačuje, že rastliny aj zvieratá majú protoplazmu. Vedec zdôrazňuje, že v oboch organizmoch je látka, ktorá vypĺňa bunky, podobná.

V roku 1872 zaviedla Beale termín bioplazma. V roku 1880 Hanstein navrhol slovo protoplast, nový termín, ktorý sa vzťahuje na celú bunku, s výnimkou bunkovej steny. Tento výraz používali niektorí autori ako náhradu bunky.

V roku 1965 Lardy predstavil pojem cytosol, ktorý sa neskôr použil na pomenovanie tekutiny v bunke.

Protoplazmatická teória

Anatóm Max Schultze koncom 19. storočia navrhol, že základným základom života je protoplazma. Schultze navrhol, že protoplazma je látka, ktorá reguluje životne dôležité činnosti tkanív v živých veciach.

Schultzeho tvorba sa považuje za východiskový bod protoplazmatickej teórie. Táto teória bola podporená návrhmi Thomasa Huxleyho v roku 1868 a ďalšími vedcami tej doby.

Protoplazmatická teória uviedla, že protoplazma je fyzickým základom života. Týmto spôsobom by nám štúdium tejto látky umožnilo pochopiť fungovanie živých bytostí vrátane mechanizmov dedičstva.

Vďaka lepšiemu pochopeniu funkcie a štruktúry buniek stratila protoplazmatická teória platnosť.

Všeobecné charakteristiky

Protoplazma sa skladá z rôznych organických a anorganických zlúčenín. Najčastejšou látkou je voda, ktorá tvorí takmer 70% svojej celkovej hmotnosti a funguje ako nosič, rozpúšťadlo, termoregulátor, mazivo a štruktúrny prvok.

Okrem toho 26% protoplazmy je tvorených všeobecne organickými makromolekulami. Sú to veľké molekuly tvorené polymerizáciou menších podjednotiek.

Medzi nimi nachádzame uhľohydráty, makromolekuly zložené z uhlíka, vodíka a kyslíka, ktoré ukladajú energiu pre bunku. Používajú sa pri rôznych metabolických a štrukturálnych funkciách protoplazmy.

Podobne existujú rôzne typy lipidov (neutrálne tuky, cholesterol a fosfolipidy), ktoré tiež slúžia ako zdroj energie pre bunku. Okrem toho sú súčasťou membrán, ktoré regulujú rôzne protoplazmatické funkcie.

Bielkoviny tvoria takmer 15% zloženia protoplazmy. Medzi nimi máme štrukturálne proteíny. Tieto proteíny tvoria protoplazmatický rámec, ktorý prispieva k jeho organizácii a bunkovému transportu.

Ďalšie proteíny prítomné v protoplazme sú enzýmy. Pôsobia ako katalyzátory (látky, ktoré modifikujú rýchlosť chemickej reakcie) všetkých metabolických procesov.

Rovnako sú prítomné rôzne anorganické ióny, ktoré zodpovedajú iba 1% jeho zloženia (draslík, horčík, fosfor, síra, sodík a chlór). Tieto prispievajú k udržiavaniu pH protoplazmy.

súčasti

Protoplazma sa skladá z plazmatickej membrány, cytoplazmy a nukleoplazmy. Dnes je však vďaka pokrokom v elektrónovej mikroskopii známe, že štruktúra buniek je ešte komplikovanejšia.

Okrem toho existuje veľké množstvo subcelulárnych kompartmentov a štrukturálne veľmi komplexný obsah buniek. Okrem organel, ktoré sú tu zahrnuté ako súčasť cytoplazmy.

Plazmatická membrána

Plazmatická membrána alebo plazmaéma je tvorená približne 60% proteínov a 40% lipidov. Jeho štruktúrne usporiadanie je vysvetlené pomocou modelu tekutej mozaiky. V tomto membrána predstavuje fosfolipidovú dvojvrstvu, kde sú uložené proteíny.

Predpokladá sa, že všetky bunkové membrány majú rovnakú štruktúru. Plazmatém je však najhrubšou membránou bunky.

Plazmatéma nie je možné vidieť pomocou svetelného mikroskopu. Jeho štruktúru bolo možné podrobne vysvetliť až na konci 50. rokov 20. storočia.

cytoplazma

Cytoplazma je definovaná ako všetok bunkový materiál, ktorý sa nachádza v plazme, bez jadra. Cytoplazma zahŕňa všetky organely (bunkové štruktúry s definovanou formou a funkciou). Podobne látka, do ktorej sú ponorené rôzne bunkové zložky.

cytosol

Cytoskelet tvorí proteínovú štruktúru, ktorá tvorí bunkovú štruktúru. Skladá sa z mikrovlákien a mikrotubúl. Mikrovlákna sa vyrábajú primárne z aktínu, hoci existujú aj iné proteíny.

Tieto vlákna majú rôzne chemické zloženie v rôznych typoch buniek. Mikrotubuly sú tubulárne štruktúry v zásade vyrobené z tubulínu.

organely

Jadro je bunková organela, ktorá obsahuje genetickú informáciu bunky. V ňom dochádza k procesom bunkového delenia.

Rozoznávajú sa tri zložky jadra: jadrový obal, nukleoplazma a jadro. Jadrový obal oddeľuje jadro od cytoplazmy a je tvorený dvoma membránovými jednotkami.

Nukleoplazma je vnútorná látka, ktorá je vnútorne ohraničená jadrovým obalom. Predstavuje vodnú fázu, ktorá obsahuje veľké množstvo proteínov. Ide predovšetkým o enzýmy, ktoré regulujú metabolizmus nukleových kyselín.

V nukleoplazme je obsiahnutý chromatín (DNA v dispergovanej fáze). Ďalej je uvedený nukleolus, čo je štruktúra tvorená proteínmi a RNA.

Vlastnosti

Všetky procesy, ktoré sa vyskytujú v bunke, sú spojené s protoplazmou prostredníctvom rôznych zložiek.

Plazmatická membrána je selektívna štrukturálna bariéra, ktorá riadi vzťah medzi bunkou a prostredím, ktoré ju obklopuje. Lipidy bránia priechodu hydrofilných látok. Proteíny kontrolujú látky, ktoré môžu prechádzať cez membránu, regulujú ich vstup a výstup do bunky.

V cytosole sa vyskytujú rôzne chemické reakcie, ako je napríklad glykolýza. To sa priamo podieľa na zmenách vo viskozite buniek, pohybe pavúkov a cyklóze. Rovnako tak má veľký význam pri tvorbe mitotického vretienka pri delení buniek.

V cytoskelete sú mikrovlákna spojené s pohybom a kontrakciou buniek. Mikrotubuly sa zúčastňujú transportu buniek a pomáhajú formovať bunku. Zúčastňujú sa tiež na tvorbe centiolov, rias a bičíkov.

Za intracelulárny transport, ako aj za transformáciu, zhromažďovanie a vylučovanie látok je zodpovedný endoplazmatický retikulum a dictyozómy.

Procesy transformácie a akumulácie energie sa vyskytujú vo fotosyntetických organizmoch, ktoré majú chloroplasty. V mitochondriách sa získa ATP bunkovým dýchaním.

Fyziologické vlastnosti

Boli opísané tri fyziologické vlastnosti spojené s protoplazmou. Sú to metabolizmus, reprodukcia a podráždenosť.

V protoplazme sa vyskytujú všetky metabolické procesy bunky. Niektoré procesy sú anabolické a súvisia so syntézou protoplazmy. Iné sú katabolické a podieľajú sa na jej rozklade. Metabolizmus zahŕňa procesy, ako je trávenie, dýchanie, absorpcia a vylučovanie.

Všetky procesy spojené s reprodukciou bunkovým delením, ako aj s kódovaním syntézy proteínov potrebných pri všetkých bunkových reakciách sa vyskytujú v jadre bunky obsiahnutej v protoplazme.

Dráždivosť je odpoveďou protoplazmy na vonkajší stimul. To je schopné spustiť fyziologickú reakciu, ktorá umožňuje bunke prispôsobiť sa prostrediu, ktoré ju obklopuje.

Referencie

1. Liu D (2017) Bunka a protoplazma ako nádoba, predmet a látka: 1835-1861. Journal of the History of Biology 50: 889-925.
2. Paniagua R, M. Nistal, P. Sesma, M. Álvarez-Uría, B. Fraile, R. Anadón, FJ Sáez a M. Miguel (1997) Cytologia a histológia rastlín a zvierat. Biológia živočíšnych a rastlinných buniek a tkanív. Druhé vydanie. McGraw Hill-Interamericana zo Španielska. Madrid Španielsko. 960 s.
3. Welch GR a J Clegg (2010) Od protoplazmatickej teórie k biológii bunkových systémov: 150-ročná reflexia. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
4. Welch GR a J Clegg (2012) Bunka verzus protoplazma: história revizionistov. Celí Biol. Int. 36: 643-647.