TẾ BÀO CHẤT: CHỨC NĂNG, BỘ PHẬN VÀ ĐẶC ĐIỂM - SINH HỌC - 2026

Các tế bào chất là chất được tìm thấy bên trong các tế bào, trong đó bao gồm các ma trận tế bào chất hoặc cytosol và các khoang dưới tế bào. Tế bào chiếm hơn một nửa (khoảng 55%) tổng thể tích của tế bào và là khu vực diễn ra quá trình tổng hợp và phân hủy protein, cung cấp môi trường thích hợp cho các phản ứng trao đổi chất cần thiết diễn ra. .

Tất cả các thành phần của tế bào nhân sơ đều nằm trong tế bào chất, trong khi ở sinh vật nhân thực có những phân chia khác, chẳng hạn như nhân. Trong tế bào nhân thực, thể tích tế bào còn lại (45%) được chiếm bởi các bào quan tế bào chất, chẳng hạn như ty thể, lưới nội chất trơn và thô, nhân, peroxisome, lysosome và nội bào tử.

Đặc điểm chung

Tế bào chất là chất chứa đầy bên trong tế bào và được chia thành hai thành phần: phần chất lỏng được gọi là tế bào chất hoặc chất nền tế bào chất và các bào quan nằm trong đó - trong trường hợp của dòng sinh vật nhân thực.

Tế bào chất là chất nền sền sệt của tế bào chất và được tạo thành từ rất nhiều chất hòa tan, chẳng hạn như ion, chất chuyển hóa trung gian, carbohydrate, lipid, protein và axit ribonucleic (RNA). Nó có thể xuất hiện trong hai pha chuyển đổi lẫn nhau: pha gel và pha sol.

Nó bao gồm một chất nền keo tương tự như một chất gel nước bao gồm chủ yếu là nước - và một mạng lưới các protein dạng sợi tương ứng với bộ xương tế bào, bao gồm actin, các vi ống và các sợi trung gian, ngoài ra còn có một loạt các protein phụ góp phần hình thành khuôn khổ.

Mạng lưới này được hình thành bởi các sợi protein sẽ khuếch tán khắp tế bào chất, tạo cho nó các đặc tính đàn hồi và đặc điểm của gel co bóp.

Bộ xương tế bào chịu trách nhiệm cung cấp sự hỗ trợ và ổn định cho kiến ​​trúc tế bào. Ngoài việc tham gia vận chuyển các chất trong tế bào chất và góp phần vào quá trình vận động của tế bào, chẳng hạn như quá trình thực bào. Trong hình ảnh động sau, bạn có thể thấy tế bào chất của tế bào động vật (tế bào chất):

Đặc trưng

Tế bào chất là một loại súp phân tử, nơi diễn ra các phản ứng enzym cần thiết để duy trì chức năng của tế bào.

Nó là môi trường vận chuyển lý tưởng cho các quá trình hô hấp tế bào và cho các phản ứng sinh tổng hợp, vì các phân tử không hòa tan trong môi trường và trôi nổi trong tế bào chất, sẵn sàng được sử dụng.

Ngoài ra, nhờ vào thành phần hóa học của nó, tế bào chất có thể hoạt động như một chất đệm hoặc chất đệm. Nó cũng đóng vai trò như một môi trường thích hợp cho sự đình chỉ của các bào quan, bảo vệ chúng - và vật chất di truyền giới hạn trong nhân - khỏi những chuyển động đột ngột và những va chạm có thể xảy ra.

Tế bào chất góp phần vào sự di chuyển của các chất dinh dưỡng và sự dịch chuyển của tế bào, nhờ vào việc tạo ra một dòng tế bào chất. Hiện tượng này bao gồm sự di chuyển của tế bào chất.

Dòng điện trong tế bào chất đặc biệt quan trọng trong các tế bào thực vật lớn và giúp đẩy nhanh quá trình phân phối vật chất.

Các thành phần

Tế bào chất, không gian bên trong tế bào

Tế bào chất được cấu tạo bởi chất nền tế bào chất hay còn gọi là cytosol và các bào quan được nhúng trong chất keo này. Mỗi cái sẽ được mô tả chi tiết bên dưới:

Cytosol

Dịch bào là chất không màu, đôi khi hơi xám, sền sệt và trong mờ được tìm thấy ở bên ngoài các bào quan. Nó được coi là phần hòa tan của tế bào chất.

Thành phần phong phú nhất của chất nền này là nước, chiếm từ 65 đến 80% tổng thành phần của nó, ngoại trừ trong tế bào xương, trong men răng và trong hạt.

Về thành phần hóa học của nó, 20% tương ứng với các phân tử protein. Nó có hơn 46 phần tử được sử dụng bởi ô. Trong số này, chỉ có 24 loại được coi là cần thiết cho cuộc sống.

Trong số các nguyên tố nổi bật nhất là cacbon, hydro, nitơ, oxy, phốt pho và lưu huỳnh.

Theo cách tương tự, chất nền này rất giàu các ion và việc giữ lại các ion này sẽ làm tăng áp suất thẩm thấu của tế bào. Các ion này giúp duy trì sự cân bằng axit-bazơ tối ưu trong môi trường tế bào.

Sự đa dạng của các ion được tìm thấy trong tế bào thay đổi tùy theo loại tế bào được nghiên cứu. Ví dụ, các tế bào cơ và thần kinh có nồng độ cao của kali và magiê, trong khi ion canxi đặc biệt dồi dào trong các tế bào máu.

Các bào quan có màng

Trong trường hợp tế bào nhân thực, có rất nhiều ngăn tế bào nằm trong chất nền tế bào chất. Chúng có thể được chia thành các bào quan có màng và các bào quan rời rạc.

Lưới nội chất và bộ máy Golgi thuộc nhóm thứ nhất, cả hai đều là hệ thống màng hình bao liên kết với nhau. Vì lý do này, rất khó để xác định giới hạn của cấu trúc của nó. Hơn nữa, các ngăn này thể hiện sự liên tục về không gian và thời gian với màng sinh chất.

Lưới nội chất được chia thành mịn hoặc thô, tùy thuộc vào sự có mặt hay không có ribosome. Chất trơn có nhiệm vụ chuyển hóa các phân tử nhỏ, có cơ chế giải độc và tổng hợp lipid và steroid.

Ngược lại, mạng lưới nội chất thô có các ribosome cố định vào màng của nó và chịu trách nhiệm chính trong việc tổng hợp các protein sẽ được tế bào bài tiết ra ngoài.

Bộ máy Golgi là một tập hợp các túi hình đĩa và tham gia vào quá trình tổng hợp màng và protein. Ngoài ra, nó có bộ máy enzym cần thiết để thực hiện các thay đổi trong protein và lipid, bao gồm cả quá trình glycosyl hóa. Nó cũng tham gia vào việc lưu trữ và phân phối các lysosome và peroxisome.

Các bào quan kín đáo

Nhóm thứ hai được tạo thành từ các bào quan nội bào rời rạc và giới hạn của chúng được quan sát rõ ràng nhờ sự hiện diện của màng.

Chúng bị cô lập với các bào quan khác theo quan điểm cấu trúc và vật lý, mặc dù có thể có tương tác với các ngăn khác, ví dụ, ty thể có thể tương tác với các bào quan có màng.

Trong nhóm này là ty thể, bào quan có các enzym cần thiết để thực hiện các con đường trao đổi chất thiết yếu, chẳng hạn như chu trình axit xitric, chuỗi vận chuyển điện tử, tổng hợp ATP và quá trình oxy hóa axit béo.

Lysosome cũng là những bào quan rời rạc và có nhiệm vụ lưu trữ các enzym thủy phân giúp tái hấp thu protein, tiêu diệt vi khuẩn và sự thoái hóa của các bào quan trong tế bào chất.

Các vi thể (peroxisome) tham gia vào các phản ứng oxy hóa. Những cấu trúc này có enzyme catalase giúp chuyển đổi hydrogen peroxide - một chất chuyển hóa độc hại - thành những chất vô hại cho tế bào: nước và oxy. Trong các cơ quan này xảy ra quá trình oxy hóa b của axit béo.

Trong trường hợp của thực vật, có các bào quan khác được gọi là plastos. Chúng thực hiện hàng chục chức năng trong tế bào thực vật và nổi bật nhất là lục lạp, nơi xảy ra quá trình quang hợp.

Các bào quan không có màng

Tế bào cũng có những cấu trúc không bị giới hạn bởi màng sinh học. Chúng bao gồm các thành phần của bộ xương tế bào, bao gồm các vi ống, các sợi trung gian và các vi sợi actin.

Các sợi actin được tạo thành từ các phân tử hình cầu và là các chuỗi linh hoạt, trong khi các sợi trung gian bền hơn và được tạo thành từ các protein khác nhau. Những protein này chịu trách nhiệm cung cấp độ bền kéo và tạo sức mạnh cho tế bào.

Các trung tâm là một bộ đôi cấu trúc hình trụ và cũng là các bào quan không có màng. Chúng nằm trong các trung thể hoặc các trung tâm có tổ chức của các vi ống. Những cấu trúc này làm phát sinh các cơ quan cơ bản của lông mao.

Cuối cùng, có ribosome, cấu trúc được tạo thành từ protein và RNA ribosome tham gia vào quá trình dịch mã (tổng hợp protein). Chúng có thể tự do trong tế bào chất hoặc cố định vào lưới nội chất thô.

Tuy nhiên, một số tác giả không cho rằng ribosome nên được phân loại là bào quan.

Bao gồm

Thể vùi là các thành phần của tế bào chất không tương ứng với các bào quan và trong hầu hết các trường hợp không được bao bọc bởi màng lipid.

Loại này bao gồm một số lượng lớn các cấu trúc không đồng nhất, chẳng hạn như hạt sắc tố, tinh thể, chất béo, glycogen và một số chất thải.

Các cơ quan này có thể bao quanh mình bằng các enzym tham gia vào quá trình tổng hợp các đại phân tử từ chất có trong chất bao gồm. Ví dụ, glycogen đôi khi có thể được bao quanh bởi các enzym như glycogen synthese hoặc glycogen phosphorylase.

Thể vùi thường gặp ở tế bào gan và tế bào cơ. Tương tự như vậy, tóc và da có các hạt sắc tố tạo cho chúng màu sắc đặc trưng của các cấu trúc này.

Đặc tính tế bào chất

Nó là một chất keo

Về mặt hóa học, tế bào chất là một chất keo, do đó nó có các đặc điểm của dung dịch và huyền phù đồng thời. Nó được tạo thành từ các phân tử trọng lượng phân tử thấp như muối và glucose, cũng như các phân tử khối lượng lớn hơn như protein.

Hệ keo có thể được định nghĩa là một hỗn hợp các hạt có đường kính từ 1 / 1.000.000 đến 1 / 10.000 phân tán trong môi trường lỏng. Tất cả nguyên sinh chất của tế bào, bao gồm cả tế bào chất và nhân, là một dung dịch keo, vì các protein phân tán thể hiện tất cả các đặc điểm của các hệ thống này.

Protein có khả năng hình thành hệ thống keo ổn định, vì chúng hoạt động như các ion tích điện trong dung dịch và tương tác theo điện tích của chúng và thứ hai, chúng có khả năng hút các phân tử nước. Giống như tất cả các chất keo, nó có đặc tính duy trì trạng thái huyền phù này, giúp tế bào ổn định.

Sự xuất hiện của tế bào chất có màu đục do các phân tử cấu tạo nên nó lớn và khúc xạ ánh sáng, hiện tượng này được gọi là hiệu ứng Tyndall.

Mặt khác, chuyển động Brown của các hạt làm tăng sự gặp gỡ của các hạt, tạo điều kiện cho các phản ứng enzym trong tế bào chất của tế bào.

Đặc tính thixotropic

Tế bào chất thể hiện các đặc tính thixotropic, cũng như một số chất lỏng không phải Newton và chất dẻo giả. Thixotropy đề cập đến sự thay đổi của độ nhớt theo thời gian: khi chất lỏng chịu ứng suất, độ nhớt của nó giảm.

Các chất thixotropic cho thấy sự ổn định ở trạng thái nghỉ và khi bị xáo trộn, chúng sẽ có tính lưu động. Trong môi trường hàng ngày, chúng ta tiếp xúc với các loại nguyên liệu như nước sốt cà chua và sữa chua.

Tế bào chất hoạt động giống như một hydrogel

Hydrogel là một chất tự nhiên hoặc tổng hợp có thể xốp hoặc không xốp và có khả năng hấp thụ một lượng lớn nước. Khả năng mở rộng của nó phụ thuộc vào các yếu tố như độ thẩm thấu của môi trường, cường độ ion và nhiệt độ.

Tế bào chất có các đặc điểm của một hydrogel, vì nó có thể hấp thụ một lượng nước đáng kể và thể tích thay đổi theo phản ứng bên ngoài. Những đặc tính này đã được chứng thực trong tế bào chất của động vật có vú.

Chuyển động Cyclosis

Chất nền tế bào chất có khả năng thực hiện các chuyển động tạo ra dòng hoặc dòng chảy trong tế bào chất. Sự chuyển động này thường được quan sát thấy trong pha lỏng hơn của tế bào và là nguyên nhân của sự dịch chuyển các ngăn tế bào như pinosomes, phagosomes, lysosome, ti thể, centrioles, trong số những người khác.

Hiện tượng này đã được quan sát thấy ở hầu hết các tế bào động vật và thực vật. Sự di chuyển của amip của động vật nguyên sinh, bạch cầu, tế bào biểu mô và các cấu trúc khác phụ thuộc vào sự di chuyển của cyclosis trong tế bào chất.

Pha bào tương

Độ nhớt của chất nền này thay đổi theo hàm của nồng độ các phân tử trong tế bào. Nhờ bản chất keo, có thể phân biệt hai pha hoặc trạng thái trong tế bào chất: pha sol và pha gel. Chất đầu tiên giống chất lỏng, trong khi chất thứ hai giống chất rắn nhờ nồng độ đại phân tử cao hơn.

Ví dụ, trong quá trình chuẩn bị gelatin, chúng ta có thể phân biệt cả hai trạng thái. Trong pha sol, các hạt có thể di chuyển tự do trong nước, tuy nhiên khi dung dịch nguội đi, nó cứng lại và trở thành một loại gel bán rắn.

Ở trạng thái gel, các phân tử có khả năng liên kết với nhau bằng các loại liên kết hóa học khác nhau, bao gồm HH, CH hoặc CN. Ngay sau khi nhiệt được tác động vào dung dịch, nó sẽ trở lại pha nắng.

Trong điều kiện tự nhiên, sự đảo pha trong chất nền này phụ thuộc vào nhiều yếu tố sinh lý, cơ học và sinh hóa trong môi trường tế bào.

Người giới thiệu

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Sinh học phân tử của tế bào. Khoa học Garland.
2. Campbell, NA và Reece, JB (2007). Sinh học . Panamerican Medical Ed.
3. Fels, J., Orlov, SN, & Grygorczyk, R. (2009). Bản chất hydrogel của tế bào chất động vật có vú góp phần vào quá trình thẩm thấu và cảm biến pH ngoại bào. Tạp chí Lý sinh, 96 (10), 4276-4285.
4. Luby-Phelps, K., Taylor, DL, & Lanni, F. (1986). Khảo sát cấu trúc của tế bào chất. Tạp chí Sinh học Tế bào, 102 (6), 2015-2022.
5. Ross, MH & Pawlina, W. (2007). Mô học. Văn bản và Bản đồ Màu với Sinh học Tế bào và Phân tử, 5aed. Panamerican Medical Ed.
6. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Giới thiệu về vi sinh vật học. Panamerican Medical Ed.