Цитоплазма выполняет роль главного метаболического аппарата клетки.
В ее состав входят гиалоплазма, органеллы и включения.
Гиалоплазма
1. Гиалоплазма образует внутреннюю среду клетки. Это - сложная коллоидная система, содержащая биополимеры: белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты и другие, в том числе низкомолекулярные соединения, а также различные ферменты и АТФ (аденозинтрифосфорную кислоту). Она участвует в поддержании в клетке гомеостаза и в транспортных процессах, происходящих в ней, может переходить из жидкого состояния (золь) в твердый (гель) и наоборот.
Органеллы
2. Органеллы - обязательны для всех клеток структурные компоненты цитоплазмы, выполняющие жизненно важные функции. Они подразделяются на мембранные (те, которые включают в свой состав мембраны) и немембранных (лишены мембран). К первым относятся: эндоплазматическая сетка, митохондрии, внутренний сетчатый аппарат (комплекс Гольджи), лизосомы и пероксисомы. Вторые включают в себя свободные рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты, промежуточные филаменты и центриоли.
Эндоплазматическая сеть образована трубочками, уплотненными мешочками и вакуолями, стенки которых имеют мембранною строение. Различают два вида эндоплазматической сети: гранулярную, мембраны которой покрыты снаружи рибосомами, и агранулярную, которая этого покрытия не имеет. Оба вида участвуют в процессах синтеза: гранулярная - белков, в том числе предназначенных для вывода из клетки, агранулярна - липидов и полисахаридов. Гранулярная эндоплазматическая сетка участвует также в образовании ряда структурных компонентов других клеточных мембран.
Митохондрии имеют вид овальных, палочковидных, иногда ветвистых образований разных размеров. Их стенка состоит из двух мембран, из которых внешняя отделяет эти органеллы от гиалоплазмы, а внутренняя окружает содержание митохондрий (матрикс). Внутренняя мембрана образует втискивание (гребешки, кристы), которые заходят в матрикс. Функция митохондрий связана с синтезом аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) - вещества, богатого на энергию, которая расходуется при выполнении клеткой работы, требующей энергетических затрат.
Внутренний сетчатый аппарат (комплекс Гольджи) образован скоплением мембранных структур (диктиосом), каждая из которых включает в свой состав уплотненные мешочки (цистерны), суженные в центре и расширенные на концах, и мелкие пузырьки (везикулы), расположенные по периферии от них. Комплекс Гольджи выполняет функции накопления и химического превращения веществ, синтезируемых в эндоплазматической сетке, синтеза полисахаридов, образование лизосом и вывод из клетки веществ путем экзоцитоза.
Лизосомы имеют вид шаровидных образований, ограниченных мембраной и заполненных конечно электронноплотным содержанием. Они обладают набором гидролитических ферментов (гидролаз), расщепляющих биополимеры. Эти органеллы участвуют в расщеплении (переваривании) продуктов, поступивших в клетки извне (экзогенного происхождения) или образовались в самой клетке (эндогенного происхождения).
Пероксисомы - небольшие образования шаровидной или овальной формы, окруженные мембраной и заполненные тонкогранулярным материалом с электронноплотным содержанием в центре, которое иногда называют нуклеоидом. Одна из главных функций пероксисом - расщепление пероксидных соединений (например, Н202), которые оказывают токсическое воздействие на клетку.
Рибосомы - немембранные органеллы, которые имеют вид гранул, образованных большим и малым субъединицами. Рибосомы могут располагаться поодиночке или образовывать комплексы - полисомы, в которых они связаны между собой информационной РНК. Функция рибосом - синтез белка. Они могут свободно находиться в гиалоплазме или быть фиксированными к мембранам эндоплазматической сети, которую в этом случае называют гранулярной. Если в клетке преобладают свободные рибосомы, синтезированные белки используются, главным образом, для собственных нужд, оставаясь в клетке. Когда же в клетке больше "связанных" рибосом, белки синтезируются преимущественно на экспорт.
Микротрубочки имеют вид неразветвленных полых цилиндров с внешним диаметром примерно 24 нм. Их стенка состоит из субъединиц, образованных глобулярными белками тубулина. Они выполняют функцию цитоскелета, участвующего в формировании веретена деления центриолей, ресничек, жгутиков; влияют на направление транспортных процессов внутри клетки.
Микрофиламенты имеют меньший диаметр, чем микротрубочки (примерно 5 нм). Они участвуют в формировании поверхностного комплекса клетки, содержащие сократительные белки, которые влияют на движение клеток и образование перетяжек, разделяющих дочерние клетки при делении материнской.
Центриоли имеют вид маленьких цилиндров шириной 0,2 мкм и длиной 0,3-0,5 мкм, по периферии которых расположены девять триплетов микротрубочек и ряд дополнительных структур.
Кроме описанных выше органелл общего значения, характерных для большинства клеток, в состав клеточных элементов входят так называемые органоиды специального назначения, выполняющих свои функции, в частности это: - Тонофибриллы, характерные для некоторых видов эпителиальных и нейроглиальных клеток;
- Миофибриллы, расположенные в составе мышечных клеток или волокон;
- Нейрофибриллы - в составе нервных клеток;
- Реснички и щеточная кайма - в составе эпителиальных клеток;
- Жгутики - в сперматозоидах;
- Синаптические пузырьки - в терминальных отделах нейрит (длинные отростки нервных клеток).
Некоторые из органелл специального назначения, такие как миофибриллы и нейрофибриллы, является сильно развитыми органеллами общего значения.
Включения
3. Включения - непостоянные структурные образования цитоплазмы, наличие или отсутствие которых определяется особенностями обмена веществ клетки. Включения подразделяются на экзогенные, возникающие вследствие поступления любых материалов в клетку извне (например, в процессе фагоцитоза) и эндогенные, образующиеся в самой клетке. К эндогенным включений относятся:
- Трофические - представлены капельками жиров или гранулами гликогена (биополимера глюкозы) или белка;
- Секреторные - образованные накоплением продуктов секреции клетки;
- Экскреторные - содержащие продукты, которые подлежат удалению из клетки;
- Пигментные - которые могут иметь различный состав и способны изменять временно или постоянно цвет ткани или органа.