Протоплазма - это живое вещество клетки

Протоплазма - это удивительное вещество, которое лежит в основе всего живого на нашей планете. Без протоплазмы невозможно представить существование клеток, тканей и органов. Изучение протоплазмы - это ключ к пониманию тайн жизни.

История открытия и изучения протоплазмы

Впервые термин "протоплазма" использовал чешский ученый Ян Пуркинье в 1839 году. Он применил его для обозначения формирующего материала эмбрионов животных.

Термин «протоплазма» ввел в 1839 году Ян Пуркине. Он использовался для обозначения формирующего материала эмбрионов животных.

Однако еще в 1835 году зоолог Феликс Дюжарден описал вещество внутри корневищ под названием "саркода" и указал на его физические и химические свойства.

В 1846 году немецкий ботаник Гуго фон Моль вновь ввел термин "протоплазма" для обозначения вещества, присутствующего в клетках растений. А в 1850 году другой ботаник, Фердинанд Кон, объединил эти понятия. Он отметил, что у растений и животных протоплазма очень похожа.

В конце 19 века немецкий анатом Макс Шульце выдвинул теорию, что протоплазма - это вещество, которое регулирует все процессы жизнедеятельности.

Мысль о том, что П. растительных клеток и саркода животных — принципиально одна и та же субстанция, была сформулирована нем. ботаником Ф. Коном (1850).

Современные методы позволяют детально изучать строение и свойства протоплазмы. Это электронная микроскопия, биохимический анализ, генетические исследования. Благодаря этим методам было сделано много открытий о природе протоплазмы.

Строение и состав протоплазмы

Основу протоплазмы составляет вода - до 70% от общей массы. Вода выполняет множество важных функций - растворитель, терморегулятор, смазка между органеллами.

Кроме того, протоплазма содержит:

• Органические вещества - 26% (белки, жиры, углеводы)
• Неорганические ионы - 1% (Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Cl- и др.)

Белки и жиры образуют клеточные мембраны и выполняют множество функций. Например, белки-ферменты катализируют реакции обмена веществ. Углеводы служат источником энергии для клетки.

Один из важных компонентов протоплазмы - плазматическая мембрана или плазмалемма. Она состоит из липидного бислоя с встроенными белками и регулирует поступление питательных веществ в клетки и выведение продуктов жизнедеятельности.

Внутри плазмалеммы располагается цитоплазма. Это вязкая жидкость, в которой плавают органеллы - рибосомы, лизосомы, митохондрии и другие.

Опору цитоплазме придает цитоскелет из микротрубочек и микрофиламентов. Цитоскелет также отвечает за передвижение клетки и транспорт веществ в ней.

Важным компонентом протоплазмы является ядро. Ядро содержит генетический материал клетки - ДНК. Именно в ядре закодирован весь набор белков клетки.

Таким образом, протоплазма имеет очень сложное строение и состоит из множества различных органелл и веществ. Благодаря этому в ней может протекать сложная биохимическая деятельность - так называемый метаболизм.

Чтобы изучить химический состав протоплазмы и функции отдельных ее компонентов, ученые выделяют протоплазму из клеток специальными методами. Наиболее распространен метод получения протопластов - удаление клеточной стенки ферментами.

Физиологические свойства протоплазмы

Благодаря своему уникальному составу и строению протоплазма имеет удивительные свойства, которые лежат в основе всех процессов жизнедеятельности клетки.

Одна из важнейших функций протоплазмы - осуществление обмена веществ или метаболизма. Ключевую роль здесь играют белки-ферменты, которые катализируют сотни сложнейших биохимических реакций в клетке. При этом одни реакции связаны с распадом питательных веществ и высвобождением энергии (катаболизм), другие - с синтезом собственных органических веществ клетки (анаболизм).

Раздражимость

Важной особенностью протоплазмы является ее способность реагировать на раздражители - механические, химические, температурные и др. Например, при изменении концентрации веществ во внеклеточной среде на поверхности клетки могут открыться ионные каналы, что изменит поступление ионов в клетку. Это в свою очередь запустит целый каскад биохимических превращений.

Размножение и регенерация

Одним из самых удивительных свойств протоплазмы является ее способность к самовоспроизведению путем деления. При делении клетки ядро с генетическим материалом делится поровну между дочерними клетками. А протоплазма как бы "разливается" в объеме старой клетки с образованием двух новых. Таким образом происходит размножение всех живых клеток и организмов.

Также протоплазма обладает удивительной способностью к регенерации - восстановлению утраченных структур. Это широко используется в генной инженерии и клеточных технологиях. Например, из одной растительной клетки можно выделить протопласт, лишенный клеточной стенки, и вырастить из него целое растение.

Протоплазма - основа жизни

Протоплазма - это удивительное и загадочное вещество, без которого невозможно представить существование живых организмов. Именно в протоплазме сосредоточены все основные процессы, отличающие живые системы от неживых.

Протоплазма служит материальным носителем биологической информации. Генетическая программа развития и функционирования клетки закодирована в молекулах ДНК, находящихся в ядре. В ядре синтезируется также РНК, которая выходит в цитоплазму и служит матрицей для синтеза белков в рибосомах. Так реализуется наследственная информация в клетке.

Клетки без протоплазмы нежизнеспособны

Любые повреждения протоплазмы клетки - например, разрушение плазматической мембраны или нарушение целостности ядра - ведут к гибели клетки. Это связано с тем, что гибель любого компонента протоплазмы нарушает сложнейшую интеграцию всех процессов жизнедеятельности. Результат - прекращение обмена веществ, синтеза белков и клеточного деления.

Таким образом, протоплазма - это тот уникальный "конструктор", который собирает клетку и обеспечивает все аспекты ее жизнедеятельности. Исследуя протоплазму, мы приближаемся к пониманию самой сути жизни на молекулярном уровне.