Долгое время внутреннюю среду клетки считали коллоидным раствором, в котором свободно «плавали» различные органеллы. Развитие техники электронных исследований позволило более детально изучить цитоплазму. Оказалось, что это далеко не однородная полужидкая масса. В современной цитологии в составе цитоплазмы выделяют две её составляющие – цитозоль и цитоскелет.
Цитозоль
Это бесструктурный цитоплазматический матрикс или жидкая часть цитоплазмы, которая находится вокруг клеточных компартментов, образованных внутренними мембранами.
На долю цитозоля приходится около 55% общего объема клетки. В нем в растворенном состоянии находятся все мономеры, которые необходимы для синтеза биополимеров. Около 20% массы цитозоля приходится на белки. Кроме того, здесь есть нуклеиновые кислоты, моносахариды и другие необходимые клетке вещества. Цитозоль сохраняет запасы жира в виде капель диаметром 0,2-5 мкм. В специализированных жировых клетках адипоцитах диаметр капель может достигать до 80 мкм. Цитозоль содержит гранулы крахмала, покрытые специальными ферментами, которые могут его синтезировать и расщеплять.
Цитозоль – это один из компартментов, в котором происходят процессы биологического синтеза.
Здесь в свободных рибосомах синтезируются белки, необходимые для обеспечения жизнедеятельности клетки. Белок, синтезированный на свободных рибосомах, используется, главным образом, для внутренних потребностей клетки. Скорость биосинтеза в цитозоле достигает 20 аминокислотных остатков в секунду. Благодаря этому продолжительность синтеза одной полипептидной цепи составляет от 20 до 60 сек. Процессы биосинтеза белка в цитозоле настолько интенсивны, что очень часто одну мРНК использует в качестве матрицы не одна, а много рибосом.
Комплекс одной мРНК и нескольких рибосом, которые последовательно синтезируют один белок, называют полисомами.
У эукариот на одной полисоме может синтезироваться белок только одного типа, а у прокариот – нескольких. Это связано с особенностями транскрипции и процессинга мРНК в этих типах клеток.
Кроме синтеза, в цитозоле происходит также созревание белка.
Цитоскелет
Исследования последних лет установили, что цитозоль пронизан сложной сеткой различных трубочек, которые образуют внутренний скелет клеток.
Это система внутриклеточных трубочек, которая играет важную роль в поддержании формы клетки, в фиксации мембранных белков, в делении клетки, при транспортировке веществ, особенно везикул.
Особенности строения и функционирования цитоскелета мало известны, ведь его очень трудно выделить в неповрежденном состоянии. Установлено, что компоненты цитоскелета не имеют мембран. В их химический состав не входят фосфолипиды. Выяснено, что большую роль в построении цитоскелета играют сократительные белки актин и миозин (они также являются основными компонентами мышц у животных).
Другой белок цитоскелета – кератин – является составной частью волос шерсти. В состав цитоскелета входит также белок тубулин. Все эти белки относятся к классу фибриллярных.
В зависимости от размеров, в строении цитоскелета различают два основных типа трубочек:
- филамены – белковые нити различного диаметра и состава;
- микротрубочки – белковые нити с фиксированным диаметром, собраны в пучки с постоянным количеством.
Филамены различаются как по химическому составу, так и по размерам. Их разделяют на три группы:
- тонкие филамены – состоят из актина, диаметр около 5 нм. Такой размер находится на грани различая способности электронного микроскопа;
- толстые филамены – состоят из миозина, диаметр - 15 нм;
- смешанные филамены – имеют разный химический состав. Например, цитокератин эпителиальных клеток, нейрофиламены нервных клеток.
Микротрубочки имеют диаметр 15 нм и состоят из 13 нитей тубулина. Такие волокна очень быстро самоорганизуются. Микротрубочки играют большую роль в движении клеточных компонентов.
Не знаете, сколько стоит статья по биологии на заказ? Обратитесь к нашим экспертам!
Комментарии