Эндоплазма

Показана микрофотография амебы; более темное розовое ядро ​​занимает центральное место в эукариотической клетке, а большая часть остального тела клетки принадлежит эндоплазме. Хотя эктоплазма и не видна, она находится непосредственно внутри плазматической мембраны.

Эндоплазма клетки обычно относится к внутренней (часто гранулированной) плотной части цитоплазмы . Это противоположность эктоплазме, которая представляет собой внешний (негранулированный) слой цитоплазмы , который обычно водянистый и непосредственно примыкает к плазматической мембране. Ядро отделено от эндоплазмы ядерной оболочкой. Различный состав/вязкость эндоплазмы и эктоплазмы способствуют передвижению амебы за счет образования ложноножки. Однако другие типы клеток имеют цитоплазму, разделенную на эндо- и эктоплазму. Эндоплазма вместе со своими гранулами содержит воду, нуклеиновые кислоты, аминокислоты, углеводы, неорганические ионы, липиды, ферменты и другие молекулярные соединения. Это место большинства клеточных процессов, поскольку здесь находятся органеллы, составляющие эндомембранную систему , а также те, которые стоят отдельно. Эндоплазма необходима для большинства метаболических процессов, включая деление клеток .

Эндоплазма, как и цитоплазма, далека от статичности. Он находится в состоянии постоянного движения посредством внутриклеточного транспорта , поскольку пузырьки перемещаются между органеллами и к/от плазматической мембраны. Материалы регулярно как разлагаются, так и синтезируются в эндоплазме в зависимости от потребностей клетки и/или организма. Некоторые компоненты цитоскелета проходят по всей эндоплазме, хотя большинство из них сосредоточено в эктоплазме – по направлению к краям клеток, ближе к плазматической мембране. Гранулы эндоплазмы суспендированы в цитозоле.

Гранулы

Это перикарион нервной клетки, показанный здесь из-за явных цитоплазматических гранул. Гранулы, которые кажутся почти черными из-за высокой электронной плотности, занимают большую часть эндоплазмы. Они подвешены в цитозоле – жидком компоненте цитоплазмы.

Термин «гранулы» относится к небольшой частице внутри эндоплазмы, обычно к секреторным пузырькам . Гранулы являются определяющей характеристикой эндоплазмы, поскольку они обычно не присутствуют в эктоплазме. Эти ответвления эндомембранной системы окружены фосфолипидным бислоем и могут сливаться с другими органеллами, а также с плазматической мембраной. Их мембрана лишь полупроницаема и позволяет им удерживать вещества, которые могли бы быть вредными для клетки, если бы им было позволено свободно перемещаться внутри цитозоля. Эти гранулы обеспечивают клетке значительную степень регуляции и контроля над широким спектром метаболической активности, происходящей в эндоплазме. Существует множество различных типов, характеризующихся веществом, которое содержит везикула. Эти гранулы/везикулы могут содержать ферменты, нейромедиаторы, гормоны и отходы. Обычно содержимое предназначено для другой клетки/ткани. Эти везикулы действуют как своего рода хранилище и при необходимости высвобождают свое содержимое, часто по сигнальному пути. Получив сигнал о движении, везикулы могут путешествовать по различным участкам цитоскелета посредством моторных белков, чтобы достичь конечного пункта назначения.

Цитозольный компонент эндоплазмы

Цитозоль . составляет полужидкую часть эндоплазмы, в которой суспендированы вещества Это концентрированный водный гель, молекулы которого настолько скучены и упакованы вместе в водной основе, что его поведение больше похоже на гель, чем на жидкость. Он основан на воде, но содержит как маленькие, так и большие молекулы, что придает ему плотность. Он выполняет несколько функций, включая физическую поддержку клетки, предотвращение коллапса, а также расщепление питательных веществ, транспортировку небольших молекул и содержание рибосом, ответственных за синтез белка.

Цитозоль содержит преимущественно воду, но также содержит сложную смесь крупных гидрофильных молекул, более мелких молекул и белков, а также растворенных ионов. Содержимое цитозоля меняется в зависимости от потребностей клетки. Не путать с цитоплазмой: цитозоль представляет собой всего лишь гелевую матрицу клетки, которая не включает в себя многие макромолекулы, необходимые для клеточного функционирования.

Передвижение амебы посредством эндоплазматических изменений

Хотя передвижению амебы помогают такие придатки, как жгутики и реснички, основным источником движения в этих клетках является псевдоподиальное передвижение. В этом процессе используется разная консистенция эндоплазмы и эктоплазмы для создания ложноножки. Псевдопод , или «ложная стопа», — это термин, обозначающий расширение плазматической мембраны клетки в нечто, напоминающее придаток, который тянет клетку вперед. В этом процессе участвуют гель эктоплазмы и золь , более жидкая часть эндоплазмы. Для создания ложноножки гель эктоплазмы начинает превращаться в золь, который вместе с эндоплазмой выталкивает часть плазматической мембраны в придаток. Как только ложноножка растягивается, золь внутри нее начинает периферически превращаться обратно в гель, превращаясь обратно в эктоплазму, когда отстающее тело клетки течет вверх в псевдоподию, продвигая клетку вперед. Хотя исследования показали, что некоторые аспекты цитоскелета ( в частности, микрофиламенты ) способствуют образованию псевдоподий, точный механизм неизвестен. Исследования амебы с панцирем Difflugia показали, что микрофиламенты лежат как параллельно, так и перпендикулярно оси сокращения плазматической мембраны, помогая расширению плазматической мембраны в придаток.

Процессы внутри эндоплазмы

На этом изображении показаны 3 основных процесса клеточного дыхания — пути, по которым клетка получает энергию в виде АТФ. Эти процессы включают гликолиз, цикл лимонной кислоты и цепь переноса электронов.

Клеточное дыхание

Митохондрии . жизненно важны для эффективности эукариот Эти органеллы расщепляют простые сахара, такие как глюкоза, с образованием множества молекул АТФ ( аденозинтрифосфата ). АТФ обеспечивает энергию для синтеза белка, на который уходит около 75% энергии клетки, а также для других клеточных процессов, таких как сигнальные пути. Количество митохондрий, присутствующих в эндоплазме клетки, варьируется в зависимости от метаболических потребностей клетки. Клеткам, которые должны производить большое количество белков или расщеплять большое количество материала, требуется большое количество митохондрий. Глюкоза расщепляется посредством трех последовательных процессов: гликолиза , цикла лимонной кислоты и цепи переноса электронов .

Синтез белка

На рибосомах начинается синтез белков , как свободных, так и связанных с шероховатой эндоплазматической сетью . Каждая рибосома состоит из двух субъединиц и отвечает за трансляцию генетических кодов из мРНК в белки путем создания цепочек аминокислот , называемых пептидами . Белки обычно не готовы к достижению своей конечной цели после выхода из рибосомы. Рибосомы, прикрепленные к эндоплазматической сети, высвобождают свои белковые цепи в просвет эндоплазматической сети, который является началом эндомембранной системы. Внутри ЭР белки сворачиваются и модифицируются путем добавления таких молекул, как углеводы, а затем отправляются в аппарат Гольджи , где они дополнительно модифицируются и упаковываются для отправки в конечный пункт назначения. Везикулы отвечают за транспорт между компонентами эндомембранной системы и плазматической мембраной.

Другие метаболические активности

Помимо этих двух основных процессов, в эндоплазме происходит множество других процессов. Лизосомы разлагают отходы и токсины с помощью содержащихся в них ферментов. Гладкая эндоплазматическая сеть вырабатывает гормоны и липиды, расщепляет токсины и контролирует уровень кальция в клетках. Хотя большая часть контроля деления клеток осуществляется в ядре, центросомы, присутствующие в эндоплазме, способствуют образованию веретена. Эндоплазма является местом осуществления многих видов деятельности, необходимых клетке для поддержания гомеостаза .