Гіалоплазма

Гіалоплазма – це рідка фаза цитоплазми клітини, в якій розташовані органели. Вона являє собою складну колоїдну систему з високою концентрацією білків в ній. В бактеріальної клітці на частку білків гіалоплазми припадає 50% всіх клітинних білків. У еукаріотичної клітці білки гіалоплазми становлять чверть сухої маси клітинних білків.
Всяка колоїдна система володіє в’язкістю. Висока в’язкість гіалоплазми забезпечує просторове розділення процесів метаболізму, що протікають в різних частинах клітини. В’язкість гіалоплазми може змінюватися з ряду причин. Вона зменшується при підвищенні оптимальної температури, зміні тиску, закислення середовища. Нормальна реакція середовища в гіалоплазме клітини близька до нейтральної (рН 6,8-7,2). При порушенні газообміну клітини, при зменшенні швидкості відтоку кінцевих продуктів метаболізму може відбуватися закислення гіалоплазми. Це явище спостерігається при ішемії, пов’язаної з порушенням кровопостачання ділянки тканини або органу. У таких умовах гелеобразная структура гіалоплазми переходить у менш в’язку фазу – золь, що призводить до порушення просторового роз’єднання процесів метаболізму клітини. Підсумком таких змін можуть бути патологічні зміни клітини.
Структурні зміни гіалоплазми з гелю в золь і назад можуть відбуватися під дією полімеризації і деполімеризації білків цитоскелету, присутніх в гіалоплазме у високій концентрації. Цей процес постійно здійснюється в активно функціонуючої клітці. У гіалоплазме знаходяться ферментні комплекси й біологічно активні молекули, які можуть регулювати процес зміни її структури в цілому або в окремих ділянках клітини. Робота цих ферментів у великій мірі залежить від концентрації іонів Са2 +.
У гіалоплазме протікає безліч реакцій метаболізму, що забезпечується функціонуванням декількох тисяч ферментів, кожен з яких відповідає за свою конкретну біохімічну реакцію. Тут відбувається синтез амінокислот, ділянок жирних кислот, нуклеотидів, метаболізм цукрів. У тваринній клітині в гіалоплазме з глюкози синтезується речовина запасу – нерозчинний полімер глікоген. У вигляді невеликих грудочок він відкладається безпосередньо в гіалоплазме. При дефіциті глюкози в крові глікоген клітин печінки розщеплюється до глюкози і надходить у кров.
У гіалоплазме здійснюються процеси гліколізу – перші етапи окислення органічних сполук без участі кисню з утворенням молекул АТФ.
У гіалоплазме синтезуються білки, необхідні для життєдіяльності ядра і клітини в цілому. Синтез цих білків відбувається на вільних рибосомах і полісомах. У синтезі білка беруть участь транспортні РНК (тРНК), що доставляють відповідні амінокислоти в рибосому. Освіта зв’язки між амінокислотами і тРНК теж відбувається в гіалоплазме. Тут же синтезуються білки клітинного ядра, більшість білків мітохондрій і пластид, пероксисом. Всі ці білки мають маркерні ділянки, за допомогою яких вони потрапляють в ті органели, де повинні функціонувати. Кількість рибосом гіалоплазми, які беруть участь у біосинтезі білка, обчислюється багатьма тисячами.
Оскільки в гіалоплазме одночасно функціонує кілька тисяч різноманітних ферментів, то існують механізми регуляції їх активності. Таким механізмом є процес фосфорилювання молекул ферменту з використанням АТФ. При фосфорилировании залишок фосфорної кислоти переноситься з молекули АТФ на фермент. Залишок фосфорної кислоти несе негативний заряд. Його приєднання до ферменту призводить до перерозподілу зарядів в активному центрі ферменту, що викликає зміну його активності. Наприклад, якщо фермент був неактивним, то перейде в активний стан. Щоб фермент знову втратив свою активність, він повинен бути дефосфорілірованний.
Гіалоплазма – це складна буферна система, що володіє, крім перерахованих, ще й осмотичним властивостями. Підтримання осмотических властивостей забезпечується високою концентрацією білків, цукрів і неорганічних іонів натрію, калію, кальцію, хлору (Na +, K +, Ca2 +, Cl -, HCO3 -, HPO42 -) та ін. Концентрація іонів підтримується в гіалоплазме на певному рівні. Так, концентрація іонів кальцію і калію всередині тваринної клітини в десятки разів вище, ніж у плазмі крові. Концентрація іонів натрію і хлору, навпаки, нижче приблизно в 1,5 рази. У гіалоплазме постійно зберігається необхідний рівень концентрації неорганічних іонів. Відносне динамічне постійність внутрішнього середовища клітини називається гомеостазом. Здатність клітини зберігати гомеостаз забезпечується в основному завдяки функціонуванню мембран. У тваринній клітині основна роль у підтримці гомеостазу належить плазматичної мембрані. В рослинній клітині, крім плазматичноїмембрани, величезне значення має тонопласт – мембрана, що обмежує центральну вакуоль.
Підводячи підсумок, перерахуємо функції гіалоплазми: а) об’єднання всіх клітинних систем та забезпечення їх взаємодії; б) протікання багатьох ферментативних реакцій метаболізму клітини; в) забезпечення потоку органічних сполук з одних відділів клітини в інші; г) відкладення поживних речовин у вигляді нерозчинних гранул глікогену і жирових крапель в гіалоплазме тваринної клітини; в гіалоплазме рослинних клітин можливе накопичення крапель жиру.
Гіалоплазма має іншу назву – цитозоль. Цей термін зазвичай вживають у тому випадку, коли за допомогою методу фракціонування отримують ізольовані з клітин органели. Після останнього центрифугування при отриманні осаду, що складається з обривків клітинних мембран, рідина над осадом являє собою розведену гіалоплазму, або цитозоль.

Питання
1. Що таке гіалоплазма? Що таке цитозоль?
2. Чому в’язкість є важливою властивістю гіалоплазми?
3. Які процеси впливають на в’язкість гіалоплазми?
4. Які процеси протікають в гіалоплазме?
5. Що таке клітинний гомеостаз? Чому важливо його підтримувати?
6. Перерахуйте функції гіалоплазми.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Біоценози