Sitoplasma: Fungsi, Bagian dan Karakteristik

Sitoplasma adalah zat yang ditemukan di dalam sel, yang meliputi matriks sitoplasma (atau sitosol) dan kompartemen subseluler. Sitosol merupakan sedikit lebih dari setengah (sekitar 55%) dari total volume sel dan merupakan area tempat sintesis dan degradasi protein terjadi, menyediakan sarana yang memadai untuk reaksi metabolik yang diperlukan untuk dilakukan. .

Semua komponen sel prokariotik ada di sitoplasma, sedangkan di eukariota ada divisi lain, seperti nukleus. Dalam sel eukariotik, volume sel yang tersisa (45%) ditempati oleh organel sitoplasma, seperti mitokondria, retikulum endoplasma halus dan kasar, nukleus, peroksisom, lisosom, dan endosom.

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 dari sitoplasma dan terdiri dari beragam zat terlarut, seperti ion, metabolit menengah, karbohidrat, lipid, protein, dan asam ribonukleat (RNA). Ini dapat terjadi dalam dua fase yang dapat dipertukarkan: fase gel dan fase matahari.

Ini terdiri dari matriks koloid yang mirip dengan gel berair yang terdiri dari air - terutama - dan jaringan protein berserat yang sesuai dengan sitoskeleton, termasuk aktin, mikrotubulus dan filamen menengah, serta serangkaian protein aksesori yang berkontribusi untuk membentuk suatu kisi-kisi.

Jaringan ini dibentuk oleh filamen protein berdifusi ke seluruh sitoplasma, memberikan sifat viskoelastisitas dan karakteristik gel kontraktil.

Sitoskeleton bertanggung jawab untuk menyediakan dukungan dan stabilitas arsitektur seluler. Selain berpartisipasi dalam pengangkutan zat dalam sitoplasma dan berkontribusi pada pergerakan sel, seperti dalam fagositosis.

Komponen

Sitoplasma terdiri dari matriks sitoplasma atau sitosol dan organel yang tertanam dalam zat agar-agar ini. Selanjutnya, masing-masing akan dijelaskan secara mendalam:

Citosol

Sitosol adalah zat tidak berwarna, kadang-kadang keabu-abuan, agar-agar dan tembus ditemukan di bagian luar organel. Ini dianggap sebagai bagian sitoplasma yang larut.

Komponen yang paling melimpah dari matriks ini adalah air, membentuk antara 65 dan 80% dari total komposisi, kecuali dalam sel-sel tulang, dalam enamel gigi dan dalam biji.

Mengenai komposisi kimianya, 20% sesuai dengan molekul protein. Ini memiliki lebih dari 46 elemen yang digunakan oleh sel. Dari jumlah tersebut, hanya 24 yang dianggap penting untuk kehidupan.

Di antara unsur-unsur yang paling menonjol adalah 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 optimal di lingkungan seluler.

Keragaman ion yang ditemukan dalam sitosol bervariasi sesuai dengan jenis sel yang diteliti. Sebagai contoh, sel-sel otot dan saraf memiliki konsentrasi kalium dan magnesium yang tinggi, sedangkan ion kalsium sangat berlimpah dalam sel-sel darah.

Organel membran

Dalam kasus sel eukariotik, ada berbagai kompartemen subselular yang tertanam dalam matriks sitoplasma. Ini dapat dibagi menjadi organel membran dan diskrit.

Retikulum endoplasma dan peralatan Golgi termasuk dalam kelompok pertama, keduanya merupakan sistem membran berbentuk tas yang saling berhubungan. Karena alasan ini, sulit untuk menentukan batas strukturnya. Selain itu, kompartemen ini menghadirkan kontinuitas temporal dan spasial dengan membran plasma.

Retikulum endoplasma dibagi menjadi halus atau kasar, tergantung pada ada atau tidak adanya ribosom. Kelancaran bertanggung jawab untuk metabolisme molekul kecil, memiliki mekanisme detoksifikasi dan sintesis lipid dan steroid.

Sebaliknya, retikulum endoplasma kasar memiliki ribosom berlabuh pada membrannya dan terutama bertanggung jawab untuk sintesis protein yang akan diekskresikan oleh sel.

Aparat Golgi adalah seperangkat cakram dalam bentuk cakram dan berpartisipasi dalam sintesis membran dan protein. Selain itu, ia memiliki mesin enzimatik yang diperlukan untuk membuat perubahan protein dan lipid, termasuk glikosilasi. Ini juga berpartisipasi dalam penyimpanan dan distribusi lisosom dan peroksisom.

Organel diskrit

Kelompok kedua terdiri dari organel intraseluler yang diskrit dan batasnya diamati dengan jelas oleh 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 membran.

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.

Mikrobodi (peroksisom) berpartisipasi dalam reaksi oksidatif. Struktur-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 b-oksidasi asam lemak.

Dalam hal tanaman, ada organel lain yang disebut plastid. Ini melakukan puluhan fungsi dalam sel tanaman dan yang paling menonjol adalah kloroplas, di mana fotosintesis terjadi.

Organel non-membran

Sel juga memiliki struktur yang tidak dibatasi oleh membran biologis. Ini termasuk komponen sitoskeleton yang meliputi mikrotubulus, filamen intermiten dan mikrofilamen aktin.

Filamen aktin terdiri dari molekul globular dan rantai fleksibel, sedangkan filamen menengah lebih tahan dan terdiri dari protein yang berbeda. Protein ini bertanggung jawab untuk memberikan resistensi terhadap traksi dan memberikan soliditas pada sel.

Centriol adalah duo struktural dalam bentuk silinder dan juga organel non-membran. Mereka terletak di centrosom atau pusat mikrotubulus terorganisir. Struktur ini memberikan asal ke tubuh basal dari silia.

Akhirnya, ada ribosom, struktur yang dibentuk oleh protein dan RNA ribosom yang berpartisipasi dalam proses penerjemahan (sintesis protein). Mereka mungkin bebas di sitosol atau berlabuh ke retikulum endoplasma kasar.

Namun, beberapa penulis tidak menganggap bahwa ribosom harus diklasifikasikan sebagai organel sendiri.

Inklusi

Inklusi adalah komponen sitoplasma yang tidak sesuai dengan organel dan dalam sebagian besar 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 dikelilingi oleh enzim yang berpartisipasi dalam sintesis makromolekul dari zat yang ada dalam inklusi. Sebagai contoh, kadang-kadang glikogen dapat dikelilingi oleh enzim seperti glikogen sintase 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 pewarnaan khas dari struktur ini.

Sifat sitoplasma

Itu adalah koloid

Secara kimia, sitoplasma adalah koloid, oleh karena itu ia memiliki karakteristik larutan dan suspensi secara bersamaan. Ini terdiri dari molekul dengan berat molekul rendah seperti garam dan glukosa dan juga oleh molekul dengan massa yang lebih besar seperti protein.

Sistem koloid dapat didefinisikan sebagai campuran partikel dengan diameter antara 1 / 1.000.000 hingga 1 / 10.000 yang tersebar dalam media cair. Semua protoplasma sel, yang meliputi sitoplasma dan nukleoplasma, adalah solusi koloid, karena protein yang 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 kondisi suspensi ini, yang memberikan stabilitas pada sel.

Penampilan sitoplasma keruh karena molekul yang menyusunnya besar dan membiaskan cahaya, fenomena ini disebut efek Tyndall.

Di sisi lain, gerakan partikel Brown meningkatkan pertemuan partikel, mendukung reaksi enzimatik dalam sitoplasma seluler.

Sifat thixotropic

Sitoplasma menunjukkan sifat thixotropic, seperti halnya beberapa cairan non-Newtonian dan pseudoplastik. Thixotropy mengacu pada perubahan viskositas dari waktu ke waktu: ketika cairan mengalami upaya, viskositas cairan berkurang.

Zat thixotropic memiliki stabilitas dalam keadaan istirahat dan, ketika terganggu, mendapatkan fluiditas. Dalam lingkungan sehari-hari, kami berhubungan dengan bahan jenis ini, seperti saus tomat dan yogurt.

Sitoplasma berperilaku seperti hidrogel

Hidrogel adalah zat alami atau sintetis yang dapat berpori atau tidak dan memiliki kemampuan untuk menyerap air dalam jumlah besar. Kapasitas ekstensi tergantung pada faktor-faktor seperti osmolaritas medium, kekuatan ionik dan suhu.

Sitoplasma memiliki karakteristik hidrogel, karena dapat menyerap sejumlah besar air dan volumenya bervariasi sebagai respons terhadap bagian luar. Sifat-sifat ini telah dikuatkan dalam sitoplasma mamalia.

Pergerakan siklus

Matriks sitoplasma mampu membuat gerakan yang menciptakan aliran arus atau sitoplasma. Gerakan ini umumnya diamati dalam fase paling cair dari sitosol dan merupakan penyebab perpindahan kompartemen seluler seperti pinosom, fagosom, lisosom, mitokondria, mitokondria, sentriol, dan lainnya.

Fenomena ini telah diamati di sebagian besar sel hewan dan tumbuhan. Pergerakan amoeboid protozoa, leukosit, sel epitel dan struktur lain bergantung pada pergerakan sitosis di sitoplasma.

Fase dari sitosol

Viskositas matriks ini bervariasi tergantung pada konsentrasi molekul dalam sel. Berkat sifat koloidnya, dua fase atau keadaan dapat dibedakan dalam sitoplasma: fase matahari dan fase gel. Yang pertama menyerupai cairan, sedangkan yang kedua mirip dengan padatan berkat konsentrasi makromolekul yang lebih tinggi.

Sebagai contoh, dalam persiapan agar-agar kita dapat membedakan kedua keadaan. Dalam fase matahari partikel dapat bergerak bebas di dalam air, namun ketika larutan didinginkan mengeras dan menjadi semacam gel semi-padat.

Dalam keadaan gel, molekul dapat disatukan oleh berbagai jenis ikatan kimia, termasuk HH, CH atau CN. Pada saat panas diterapkan ke larutan, ia akan kembali ke fase matahari.

Dalam kondisi alami, inversi fase dalam matriks ini tergantung pada berbagai faktor fisiologis, mekanik, dan biokimia di lingkungan seluler.

Fungsi

Sitoplasma adalah sejenis sup molekul di mana reaksi enzimatik yang penting untuk pemeliharaan fungsi seluler berlangsung.

Ini adalah sarana transportasi ideal untuk proses respirasi sel dan untuk reaksi biosintesis, karena molekul tidak larut dalam medium dan mengambang di sitoplasma, siap digunakan.

Selain itu, berkat komposisi kimianya, sitoplasma dapat berfungsi sebagai penyangga atau penyangga. Ini juga berfungsi sebagai cara yang cocok untuk penangguhan organel, melindungi mereka - dan bahan 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 tanaman besar dan membantu mempercepat proses distribusi bahan.