PROTOPLASM: LỊCH SỬ, ĐẶC ĐIỂM, THÀNH PHẦN, CHỨC NĂNG - SINH HỌC - 2026

Nguyên sinh chất là vật chất của tế bào sống. Cấu trúc này lần đầu tiên được xác định vào năm 1839 như một chất lỏng có thể phân biệt được với thành. Nó được coi là một chất trong suốt, nhớt và có thể mở rộng. Nó được hiểu là một cấu trúc không có tổ chức rõ ràng và có nhiều bào quan.

Protoplasm được coi là tất cả các phần của tế bào được tìm thấy bên trong màng sinh chất. Tuy nhiên, một số tác giả đã đưa màng tế bào, nhân và tế bào chất vào bên trong nguyên sinh chất.

Tế bào nhân thực động vật. Nguồn: Bởi Nikol valentina romero ruiz, từ Wikimedia Commons

Hiện nay, thuật ngữ nguyên sinh chất không được sử dụng rộng rãi. Thay vào đó, các nhà khoa học muốn đề cập trực tiếp đến các thành phần tế bào.

Lịch sử

Thuật ngữ nguyên sinh chất là do nhà giải phẫu người Thụy Điển Jan Purkyne đặt ra vào năm 1839. Nó được sử dụng để chỉ vật liệu hình thành của phôi động vật.

Tuy nhiên, ngay từ năm 1835, nhà động vật học Felix Dujardin đã mô tả chất bên trong con rhizopods. Nó đặt cho nó cái tên là sarcoda và chỉ ra rằng nó có các đặc tính vật lý và hóa học.

Sau đó, vào năm 1846, nhà thực vật học người Đức Hugo von Mohl đã giới thiệu lại thuật ngữ nguyên sinh chất để chỉ chất có bên trong tế bào thực vật.

Năm 1850, nhà thực vật học Ferdinand Cohn thống nhất các thuật ngữ, chỉ ra rằng cả thực vật và động vật đều có nguyên sinh chất. Nhà nghiên cứu chỉ ra rằng ở cả hai sinh vật, chất làm đầy các tế bào là tương tự nhau.

Năm 1872, Beale đưa ra thuật ngữ bioplasm. Năm 1880, Hanstein đề xuất từ ​​protoplast, một thuật ngữ mới để chỉ toàn bộ tế bào, không bao gồm thành tế bào. Thuật ngữ này đã được một số tác giả sử dụng để thay thế ô.

Năm 1965, Lardy đưa ra thuật ngữ cytosol, sau này được dùng để đặt tên cho chất lỏng bên trong tế bào.

Thuyết nguyên sinh chất

Nhà giải phẫu học Max Schultze đã đề xuất vào cuối thế kỷ 19 rằng nền tảng cơ bản của sự sống là nguyên sinh chất. Schultze cho rằng nguyên sinh chất là chất điều hòa các hoạt động sống của các mô trong cơ thể sống.

Các công trình của Schultze được coi là điểm khởi đầu của lý thuyết nguyên sinh chất. Lý thuyết này được ủng hộ bởi các đề xuất của Thomas Huxley vào năm 1868 và bởi các nhà khoa học khác vào thời đó.

Thuyết nguyên sinh chất cho rằng nguyên sinh chất là cơ sở vật chất của sự sống. Theo cách mà việc nghiên cứu chất này sẽ cho phép chúng ta hiểu được hoạt động của các sinh vật sống, bao gồm cả cơ chế kế thừa.

Với sự hiểu biết tốt hơn về chức năng và cấu trúc của tế bào, lý thuyết nguyên sinh chất đã không còn giá trị.

Đặc điểm chung

Nguyên sinh chất được tạo thành từ các hợp chất hữu cơ và vô cơ khác nhau. Chất phong phú nhất là nước, chiếm gần 70% tổng trọng lượng và có chức năng như chất mang, dung môi, chất điều nhiệt, chất bôi trơn và thành phần cấu trúc.

Ngoài ra, 26% nguyên sinh chất được tạo thành từ các đại phân tử hữu cơ nói chung. Đây là những phân tử lớn được hình thành bằng cách trùng hợp các tiểu đơn vị nhỏ hơn.

Trong số này, chúng tôi tìm thấy carbohydrate, các đại phân tử bao gồm carbon, hydro và oxy, dự trữ năng lượng cho tế bào. Chúng được sử dụng trong các chức năng trao đổi chất và cấu trúc khác nhau của nguyên sinh chất.

Tương tự như vậy, có nhiều loại lipid khác nhau (chất béo trung tính, cholesterol và phospholipid), cũng đóng vai trò là nguồn năng lượng cho tế bào. Ngoài ra, chúng là một phần cấu tạo của màng điều hòa các chức năng khác nhau của nguyên sinh chất.

Protein chiếm gần 15% thành phần của nguyên sinh chất. Trong số này chúng ta có các protein cấu trúc. Các protein này tạo thành khung nguyên sinh chất, góp phần vào tổ chức của nó và vận chuyển tế bào.

Các protein khác có trong nguyên sinh chất là các enzym. Chúng hoạt động như chất xúc tác (chất làm thay đổi tốc độ của phản ứng hóa học) của tất cả các quá trình trao đổi chất.

Tương tự như vậy, các ion vô cơ khác nhau có mặt chỉ tương ứng với 1% thành phần của nó (kali, magiê, phốt pho, lưu huỳnh, natri và clo). Những điều này góp phần duy trì độ pH của nguyên sinh chất.

Các thành phần

Nguyên sinh chất được tạo thành từ màng sinh chất, tế bào chất và nhân chất. Tuy nhiên, ngày nay, nhờ những tiến bộ của kính hiển vi điện tử, người ta biết rằng cấu trúc tế bào thậm chí còn phức tạp hơn.

Ngoài ra, còn có một số lượng lớn các ngăn dưới tế bào và các chất chứa trong tế bào có cấu trúc rất phức tạp. Ngoài các bào quan, được bao gồm ở đây như một phần của tế bào chất.

Màng plasma

Màng sinh chất hoặc plasmalemma được tạo thành từ khoảng 60% protein và 40% lipid. Sự sắp xếp cấu trúc của nó được giải thích bằng mô hình khảm chất lỏng. Trong đó, màng có một lớp kép phospholipid nơi các protein được nhúng vào.

Tất cả các màng tế bào được coi là có cấu trúc giống nhau. Tuy nhiên, plasmalemma là màng dày nhất của tế bào.

Không thể nhìn thấy plasmalemma bằng kính hiển vi ánh sáng. Mãi đến cuối những năm 50 của thế kỷ 20, người ta mới có thể chi tiết hóa cấu trúc của nó.

Tế bào chất

Tế bào chất được định nghĩa là tất cả các vật chất tế bào được tìm thấy bên trong plasmalemma, không bao gồm nhân. Tế bào chất bao gồm tất cả các bào quan (cấu trúc tế bào với hình thức và chức năng xác định). Tương tự như vậy, chất mà các thành phần tế bào khác nhau được nhúng vào.

Cytosol

Bộ xương tế bào tạo thành khung protein hình thành nên khung tế bào. Nó được tạo thành từ các vi sợi và vi ống. Các vi sợi được tạo ra chủ yếu từ actin, mặc dù có các protein khác.

Các sợi này có thành phần hóa học khác nhau trong các loại tế bào khác nhau. Vi ống là cấu trúc hình ống về cơ bản được làm bằng tubulin.

Các bào quan

Nhân là bào quan của tế bào chứa thông tin di truyền của tế bào. Trong đó, xảy ra các quá trình phân chia tế bào.

Ba thành phần của nhân được nhận biết: vỏ nhân, chất nhân và hạt nhân. Vỏ nhân ngăn cách nhân với tế bào chất và được tạo thành từ hai đơn vị màng.

Chất nhân là chất bên trong được bao bọc bên trong bởi vỏ nhân. Nó tạo thành một pha nước có chứa một số lượng lớn các protein. Chủ yếu chúng là các enzym điều chỉnh sự trao đổi chất của axit nucleic.

Chất nhiễm sắc (DNA trong pha phân tán của nó) được chứa trong nhân chất. Ngoài ra, nucleolus được trình bày, là một cấu trúc được hình thành bởi protein và RNA.

Đặc trưng

Tất cả các quá trình xảy ra trong tế bào đều liên quan đến nguyên sinh chất, thông qua các thành phần khác nhau của nó.

Màng sinh chất là một hàng rào cấu trúc chọn lọc kiểm soát mối quan hệ giữa tế bào và môi trường bao quanh nó. Lipid ngăn cản sự di chuyển của các chất ưa nước. Protein kiểm soát các chất có thể qua màng, điều chỉnh sự ra vào của chúng vào tế bào.

Các phản ứng hóa học khác nhau xảy ra trong bào tương, chẳng hạn như đường phân. Điều này liên quan trực tiếp đến những thay đổi về độ nhớt của tế bào, chuyển động của amip và sự hình thành xyclosis. Tương tự như vậy, nó có tầm quan trọng lớn trong việc hình thành thoi phân bào trong quá trình phân bào.

Trong bộ xương tế bào, các vi sợi có liên quan đến chuyển động và co lại của tế bào. Trong khi các vi ống tham gia vào quá trình vận chuyển tế bào và giúp hình thành tế bào. Chúng cũng tham gia vào quá trình hình thành các trung tâm, lông mao và lông roi.

Vận chuyển nội bào, cũng như biến đổi, lắp ráp và bài tiết các chất, là trách nhiệm của lưới nội chất và các đơn bào.

Các quá trình biến đổi và tích lũy năng lượng xảy ra ở các sinh vật quang hợp có lục lạp. Thu nhận ATP thông qua hô hấp tế bào xảy ra trong ti thể.

Tính chất sinh lý

Ba đặc tính sinh lý liên quan đến nguyên sinh chất đã được mô tả. Đây là quá trình trao đổi chất, sinh sản và cáu kỉnh.

Trong nguyên sinh chất diễn ra tất cả các quá trình trao đổi chất của tế bào. Một số quá trình là đồng hóa và liên quan đến tổng hợp nguyên sinh chất. Những chất khác là dị hóa, và có liên quan đến sự phân hủy của nó. Trao đổi chất bao gồm các quá trình như tiêu hóa, hô hấp, hấp thụ và bài tiết.

Tất cả các quá trình liên quan đến sinh sản bằng cách phân chia tế bào, cũng như mã hóa để tổng hợp các protein cần thiết trong tất cả các phản ứng tế bào, đều xảy ra trong nhân tế bào, chứa trong nguyên sinh chất.

Tính khó chịu là phản ứng của nguyên sinh chất đối với một kích thích bên ngoài. Điều này có khả năng kích hoạt một phản ứng sinh lý cho phép tế bào thích nghi với môi trường xung quanh nó.

Người giới thiệu

1. Liu D (2017) Tế bào và nguyên sinh chất như vật chứa, vật thể và chất: 1835-1861. Tạp chí Lịch sử Sinh học 50: 889-925.
2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Álvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez và M Miguel (1997) Mô học và tế bào học thực vật và động vật. Sinh học của tế bào và mô động thực vật. Phiên bản thứ hai. McGraw Hill-Interamericana từ Tây Ban Nha. Madrid, Tây Ban Nha. 960 tr.
3. Welch GR và J Clegg (2010) Từ lý thuyết nguyên sinh chất đến sinh học hệ thống tế bào: phản ánh 150 năm. Tôi là J. Physiol. Vật lý tế bào. 298: 1280-1290.
4. Welch GR và J Clegg (2012) Tế bào so với nguyên sinh chất: lịch sử theo chủ nghĩa xét lại. Cell Biol. Int. 36: 643-647.