Բջջաթաղանթ և ցիտոպլազմա

Ի՞նչ է բջիջը։ Դե, ինչ-որ մակարդակում այն մի տոպրակ մածուցիկ նյութ է: Պլազմային թաղանթը՝ բջջի արտաքին սահմանը, պարկն է, իսկ ցիտոպլազման՝ մածուցիկ նյութ։

Իհարկե, բջիջը շատ ավելին է, քան պարզապես մի տոպրակ մածուցիկ նյութ: Այն բարդ, խիստ կազմակերպված միավոր է՝ բոլոր կենդանի օրգանիզմների կառուցվածքային հիմնական միավորը: Իսկ պլազմային թաղանթն ու ցիտոպլազման իրականում բավականին բարդ կառուցվածք ունեն։

Թաղանթը լիպիդներից և սպիտակուցներից կազմված նուրբ, երկշերտ կառուցվածք է և վերահսկում է այն, ինչը կարող է մտնել և դուրս գալ բջիջ: Նմանապես, կորիզավոր բջջի ցիտոպլազման բաղկացած է ոչ միայն ցիտոզոլից՝ դոնդողանման նյութից, որը բաղկացած է ջրից, իոններից և մակրոմոլեկուլներից, այլև օրգանոիդներից և բջջակմախքը կազմող կառուցվածքային սպիտակուցներից։

Այս հոդվածում մենք ավելի մանրամասն կանդրադառնանք պլազմային թաղանթին և ցիտոպլազմային:

Ե՛վ նախակորիզավոր, և՛ կորիզավոր բջիջներն ունեն պլազմային թաղանթ՝ լիպիդներից կամզված երկշերտ թաղանթ, որը սահմանազատում է բջջի ներքին պարունակությունը արտաքին միջավայրից։ Այս երկշերտ թաղանթը հիմնականում բաղկացած է ֆոսֆոլիպիդներ կոչվող մասնագիտացված լիպիդներից:

Ֆոսֆոլիպիդը կազմված է հիդրոֆիլ՝ ջրասեր ֆոսֆատային գլխիկից և ճարպաթթվային երկու պոչիկից, որոնք հիդրոֆոբ՝ ջրավախ են։ Ֆոսֆոլիպիդները ինքնաբերաբար դասավորվում են երկշերտ կառուցվածքի մեջ՝ հիդրոֆոբ պոչիկներն ուղղված դեպի ներս, հիդրոֆիլ գլխիկները՝ դեպի դուրս: Էներգիապես բարենպաստ այս երկշերտ կառուցվածքը, որը կոչվում է ֆոսֆոլիպիդային երկշերտ, հանդիպում է բազմաթիվ կենսաբանական թաղանթներում:

Ինչպես ցույց է տրված ստորև, սպիտակուցները նույնպես պլազմային թաղանթի կարևոր բաղադրիչ են: Դրանցից որոշներն անցնում են ամբողջ թաղանթով՝ ծառայելով որպես անցուղիներ կամ ազդանշանային ընկալիչներ, իսկ մյուսները պարզապես միացած են եզրին: Տարբեր տեսակի լիպիդներ նույնպես, ինչպիսին է խոլեստերինը, կարող են հայտնաբերվել բջջաթաղանթում և ազդել դրա հեղուկության վրա:

Պլազմային թաղանթը բջջի ներքին միջավայրը սահմանազատում է արտաքին միջավայրից։ Այն վերահսկում է տարբեր մոլեկուլների՝ շաքարների, ամինաթթուների, իոնների և ջրի մուտքն ու ելքը բջիջ: Թե որքան հեշտությամբ այդ մոլեկուլները կարող են հատել թաղանթը, կախված է դրանց չափից և բևեռայնությունից: Որոշ փոքր ոչ բևեռային մոլեկուլներ, ինչպիսին է թթվածինը, կարող են ուղղակիորեն անցնել թաղանթի ֆոսֆոլիպիդային շերտով: Ավելի մեծ և ավելի բևեռային հիդրոֆիլ մոլեկուլները, ինչպիսիք են ամինաթթուները, պետք է անցնեն թաղանթը սպիտակուցային անցուղիների միջոցով՝ գործընթաց, որը հաճախ կարգավորում է հենց բջիջը: Բջջում փոխադրման մասին կարող ես ավելին իմանալ թաղանթներ և փոխադրում բաժնում:

Պլազմային թաղանթի մակերեսը սահմանափակում է բջջի և իր միջավայրի միջև նյութերի փոխանակությունը։ Որոշ բջիջներ մասնագիտացած են թափոնների կամ սննդանյութերի փոխանակման մեջ և որոշ փոփոխությունների շնորհիվ կարող են մեծացնել պլազմային թաղանթի տարածքը։ Օրինակ՝ սննդանյութեր ներծծող որոշ բջիջների թաղանթները մատների նման ելուստներ են առաջացնում, որոնք կոչվում են միկրոթավիկներ (եզակի՝ միկրոթավիկ)։ Միկրոթավիկներ ունեցող բջիջները պատում են բարակ աղիքի ներսը։ Բարակ աղին այն օրգանն է, որը մարսվող սննդից սննդանյութեր է ներծծում։ Միկրոթավիկներն աղիքի բջիջներին օգնում են առավելագույնի հասցնելու սննդից սննդանյութերի կլանումը՝ մեծացնելով պլազմային թաղանթի մակերեսը։

Բջջի այն մասը, որը կոչվում է ցիտոպլազմա, փոքր-ինչ տարբերվում է կորիզավորների և նախակորիզավորների մոտ: Կորիզավոր բջիջներում, որոնք ունեն բջջակորիզ, ցիտոպլազման այն ամենն է, ինչը պլազմային թաղանթի և կորիզաթաղանթի միջև է: Նախակորիզավորներում, որոնք չունեն բջջակորիզ, ցիտոպլազման պլազմային թաղանթից ներս եցած ամեն ինչն է:

Ե՛վ նախակորիզավորների, և՛ կորիզավորների ցիտոպլազմայի հիմնական բաղադրիչներից մեկը դոնդողանման ցիտոզոլն է՝ ջրային լուծույթ, որը պարունակում է իոններ, փոքր մոլեկուլներ և մակրոմոլեկուլներ: Կորիզավորների ցիտոպլազմայում են նաև թաղանթով պատված օրգանները, որոնք կախված են ցիտոզոլում: Բջջակմախքը, որը մանրաթելերի ցանց է, սատարում է բջջին և դրան տալիս է ձև, նույնպես ցիտոպլազմայի մաս է և օգնում է կարգավորելու բջջի բաղադրիչները:

Թեև ցիտոզոլը հիմնականում ջուր է, այն կիսահեղուկ, դոնդողանման պարունակություն է իր մեջ կախված բազմաթիվ սպիտակուցների պատճառով: Ցիտոզոլը հարուստ է մակրոմոլեկուլներով և ավելի փոքր օրգանական մոլեկուլներով՝ ներառյալ գլյուկոզ և այլ պարզ շաքարներ, բազմաշաքարներ, ամինաթթուներ, նուկլեինաթթուներ և ճարպաթթուներ: Ցիտոզոլում կան նաև նատրիումի, կալիումի, կալցիումի և այլ տարրերի իոններ: Բջջի այս հատվածում տեղի են ունենում նյութափոխանակային բազմաթիվ ռեակցիաներ՝ ներառյալ սպիտակուցների սինթեզը: