Эндоплазма обычно относится к внутренней (часто гранулированной), плотной части цитоплазмы клетки . Это противоположно эктоплазме , которая является внешним (негранулированным) слоем цитоплазмы , который обычно водянистый и непосредственно примыкает к плазматической мембране. Ядро отделено от эндоплазмы ядерной оболочкой. Различный состав/вязкость эндоплазмы и эктоплазмы способствуют локомоции амебы посредством образования псевдоподии. Однако другие типы клеток имеют цитоплазму, разделенную на эндо- и эктоплазму. Эндоплазма, вместе с ее гранулами, содержит воду, нуклеиновые кислоты, аминокислоты, углеводы, неорганические ионы, липиды, ферменты и другие молекулярные соединения. Это место большинства клеточных процессов, поскольку в ней размещаются органеллы, составляющие систему эндомембраны , а также те, которые стоят отдельно. Эндоплазма необходима для большинства метаболических процессов, включая деление клеток . [1]
Эндоплазма, как и цитоплазма, далека от статики. Она находится в постоянном состоянии потока посредством внутриклеточного транспорта , поскольку везикулы перемещаются между органеллами и к/от плазматической мембраны. Материалы регулярно как деградируют, так и синтезируются внутри эндоплазмы в зависимости от потребностей клетки и/или организма. Некоторые компоненты цитоскелета проходят через эндоплазму, хотя большинство из них сосредоточены в эктоплазме - по направлению к краям клетки, ближе к плазматической мембране. Гранулы эндоплазмы взвешены в цитозоле. [2]
.jpg/1280px-The_Biological_bulletin_(20190664019).jpg)
Термин гранула относится к небольшой частице внутри эндоплазмы, обычно секреторным пузырькам . Гранула является определяющей характеристикой эндоплазмы, так как они обычно не присутствуют внутри эктоплазмы. Эти ответвления эндомембранной системы заключены в фосфолипидный бислой и могут сливаться с другими органеллами, а также с плазматической мембраной. Их мембрана является только полупроницаемой и позволяет им вмещать вещества, которые могли бы быть вредными для клетки, если бы им было позволено свободно течь внутри цитозоля. Эти гранулы дают клетке большой объем регуляции и контроля над широким спектром метаболической активности, которая происходит внутри эндоплазмы. Существует много различных типов, характеризующихся веществом, которое содержит везикула. [3] Эти гранулы/везикулы могут содержать ферменты, нейротрансмиттеры, гормоны и отходы. Обычно содержимое предназначено для другой клетки/ткани. Эти везикулы действуют как форма хранения и высвобождают свое содержимое при необходимости, часто по сигнальному пути. Получив сигнал к движению, везикулы могут перемещаться вдоль цитоскелета с помощью двигательных белков, чтобы достичь своего конечного пункта назначения. [4]
Цитозоль составляет полужидкую часть эндоплазмы, в которой взвешены материалы. Это концентрированный водный гель с молекулами, настолько тесно сжатыми и упакованными 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 имеет несколько функций, включая физическую поддержку клетки, предотвращение коллапса, а также деградацию питательных веществ, транспортировку малых молекул и содержание рибосом, ответственных за синтез белка.
Цитозоль содержит преимущественно воду, но также имеет 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 — это всего лишь гелевая матрица клетки, которая не включает многие макромолекулы, необходимые для клеточной функции.
Хотя амеба двигается с помощью таких придатков, как жгутики и реснички, основным источником движения в этих клетках является псевдоподиальное движение. Этот процесс использует преимущества различной консистенции эндоплазмы и эктоплазмы для создания псевдоподии. Псевдоподия , или «ложная нога», — это термин, обозначающий расширение плазматической мембраны клетки в то, что кажется придатком, который тянет клетку вперед. Процесс, стоящий за этим, включает гель эктоплазмы и золь , более жидкую часть эндоплазмы. Чтобы создать псевдоподию, гель эктоплазмы начинает преобразовываться в золь, который вместе с эндоплазмой выталкивает часть плазматической мембраны в придаток. Как только псевдоподия удлиняется, золь внутри начинает периферически преобразовываться обратно в гель, преобразуясь обратно в эктоплазму, когда отстающее тело клетки течет вверх в псевдоподию, перемещая клетку вперед. [1] Хотя исследования показали, что аспекты цитоскелета ( в частности, микрофиламенты ) способствуют формированию псевдоподий, точный механизм неизвестен. Исследования амебы Difflugia показали, что микрофиламенты лежат как параллельно, так и перпендикулярно оси сокращения плазматической мембраны, помогая расширению плазматической мембраны в придаток. [5]
Митохондрии жизненно важны для эффективности эукариот. Эти органеллы расщепляют простые сахара , такие как глюкоза, для создания множества молекул АТФ ( аденозинтрифосфата ). АТФ обеспечивает энергию для синтеза белка, который занимает около 75% энергии клетки, а также для других клеточных процессов, таких как сигнальные пути. [6] Присутствуя в эндоплазме клетки, количество митохондрий варьируется в зависимости от метаболических потребностей клетки. Клетки, которые должны производить большое количество белков или расщеплять много материала, требуют большого количества митохондрий. Глюкоза расщепляется посредством трех последовательных процессов: гликолиза , цикла лимонной кислоты и цепи переноса электронов . [3]
Синтез белка начинается на рибосоме , как свободной, так и связанной с шероховатой эндоплазматической сетью . Каждая рибосома состоит из 2 субъединиц и отвечает за перевод генетических кодов из мРНК в белки путем создания цепочек аминокислот , называемых пептидами . Белки обычно не готовы к 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 молекул, таких как углеводы, 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. [3]
В дополнение к этим двум основным процессам, в эндоплазме происходит много других видов деятельности. Лизосомы расщепляют отходы и токсины с помощью содержащихся в них ферментов. Гладкий эндоплазматический ретикулум вырабатывает гормоны и липиды, расщепляет токсины и контролирует клеточные уровни кальция. Хотя большая часть контроля за делением клеток находится в ядре, центросомы, присутствующие в эндоплазме, помогают формировать веретено. Эндоплазма является местом многих видов деятельности, необходимых для поддержания гомеостаза клетки . [2]