该原生质是活细胞物质。这种结构最早在1839年被鉴定为与墙体有区别的流体。它被认为是透明,粘稠和可扩展的物质。它被解释为没有明显组织且细胞器众多的结构。
原生质被认为是质膜内所有细胞的一部分。然而,一些作者已经将细胞膜,细胞核和细胞质包括在原生质中。
动物真核细胞。来源:来自维基共享资源的Nikol valentina romero ruiz
当前,术语原生质没有被广泛使用。相反,科学家更喜欢直接提及细胞成分。
历史
原生质体一词源于1839年的瑞典解剖学家Jan Purkyne。它用来指动物胚胎的形成材料。
然而,早在1835年,动物学家费利克斯·杜哈丁(Felix Dujardin)就描述了这种根茎类动物体内的物质。它命名为sarcoda,并表示它具有物理和化学特性。
后来,在1846年,德国植物学家雨果·冯·莫尔(Hugo von Mohl)重新引入了原生质一词,指的是植物细胞内存在的物质。
植物学家费迪南德·科恩(Ferdinand Cohn)在1850年统一了这两个术语,表明动植物均具有原生质。研究人员指出,在两种生物中,填充细胞的物质是相似的。
1872年,比尔(Beale)引入了“生物质”一词。1880年,汉斯坦(Hanstein)提出了原生质体(protoplast)一词,是指整个细胞(不包括细胞壁)的新术语。一些作者使用此术语来替换单元格。
1965年,Lardy引入了术语“细胞质”,后来用于命名细胞中的液体。
原生质理论
解剖学家Max Schultze在19世纪末提出,生命的基本基础是原生质。舒尔茨认为,原生质是调节生物组织生命活动的物质。
舒尔茨的作品被认为是原生质理论的起点。该理论得到了托马斯·赫x黎(Thomas Huxley)在1868年的提议以及当时其他科学家的支持。
原生质理论指出,原生质是生命的物理基础。通过这种方式的研究,我们可以了解生物的功能,包括遗传机制。
随着对细胞功能和结构的更好理解,原生质理论失去了其有效性。
一般特征
原生质由各种有机和无机化合物组成。最丰富的物质是水,水几乎占其总重量的70%,并用作载体,溶剂,温度调节剂,润滑剂和结构元素。
另外,26%的原生质通常由有机大分子组成。这些是由较小的亚基聚合形成的大分子。
其中,我们发现了碳水化合物,即由碳,氢和氧组成的大分子,它们为细胞存储能量。它们用于原生质的各种代谢和结构功能。
同样,存在多种类型的脂质(中性脂肪,胆固醇和磷脂),它们也可作为细胞的能量来源。另外,它们是调节不同原生质功能的膜的组成部分。
蛋白质几乎占原生质体的15%。其中我们有结构蛋白。这些蛋白质形成原生质框架,有助于其组织和细胞运输。
存在于原生质中的其他蛋白质是酶。它们充当所有新陈代谢过程的催化剂(改变化学反应速度的物质)。
同样,存在各种无机离子,仅相当于其组成的1%(钾,镁,磷,硫,钠和氯)。这些有助于维持原生质的pH。
组件
原生质由质膜,细胞质和核质组成。然而,今天,由于电子显微镜的进步,已知细胞结构更加复杂。
另外,还有大量的亚细胞区室,并且结构上非常复杂的细胞内容物。除细胞器外,这里还包括细胞质。
质膜
质膜或质膜由大约60%的蛋白质和40%的脂质组成。它的结构安排由流体镶嵌模型解释。在这种情况下,膜呈现出一个磷脂双层,其中嵌入了蛋白质。
所有细胞膜都被认为具有相同的结构。然而,质膜是细胞最厚的膜。
用光学显微镜看不到等离子膜。直到20世纪50年代末,它的结构才得以细化。
细胞质
细胞质定义为在质膜内发现的所有细胞物质,不包括细胞核。细胞质包括所有细胞器(具有确定的形式和功能的细胞结构)。同样,将不同的细胞成分浸入其中的物质。
胞质溶胶
细胞骨架构成形成细胞框架的蛋白质框架。它由微丝和微管组成。尽管还有其他蛋白质,微丝主要由肌动蛋白制成。
这些细丝在不同类型的细胞中具有不同的化学组成。微管是基本上由微管蛋白制成的管状结构。
细胞器
核是包含细胞遗传信息的细胞器。在其中发生细胞分裂的过程。
核的三个组成部分被识别:核被膜,核质和核仁。核被膜将细胞核与细胞质分开,由两个膜单元组成。
核质是由核被膜内部限制的内部物质。它构成了包含大量蛋白质的水相。它们主要是调节核酸代谢的酶。
染色质(分散相中的DNA)包含在核质中。另外,存在核仁,它是由蛋白质和RNA形成的结构。
特征
细胞中发生的所有过程都通过其各种成分与原生质相关。
质膜是一种选择性的结构屏障,可控制细胞与其周围环境之间的关系。脂质阻止亲水性物质通过。蛋白质控制着可以穿过膜的物质,调节其进入和离开细胞的过程。
胞质溶胶中会发生各种化学反应,例如糖酵解。这直接涉及细胞黏度,类氨醇运动和环化的改变。同样,它在细胞分裂过程中对有丝分裂纺锤体的形成也很重要。
在细胞骨架中,微丝与细胞运动和收缩有关。虽然微管参与细胞运输并帮助塑造细胞。他们还参与了中心粒,纤毛和鞭毛的形成。
细胞内运输以及物质的转化,组装和分泌是内质网和单核小体的责任。
转化和能量积累的过程发生在具有叶绿体的光合生物中。通过细胞呼吸获得ATP发生在线粒体中。
生理特性
已经描述了与原生质有关的三种生理特性。它们是新陈代谢,繁殖和易怒。
在原生质中,细胞的所有代谢过程都会发生。一些过程是合成代谢的,并且与原生质的合成有关。其他的则是分解代谢的,并参与其分解。代谢包括消化,呼吸,吸收和排泄等过程。
与细胞分裂繁殖相关的所有过程,以及所有细胞反应所需蛋白质合成的编码,都发生在原生质体所包含的细胞核中。
易激惹性是原生质对外部刺激的反应。这能够触发生理反应,使细胞适应周围的环境。
参考文献
- Liu D(2017)作为容器,物体和物质的细胞和原生质:1835-1861。生物学史杂志50:889-925。
- Paniagua R,M Nistal,P Sesma,MÁlvarez-Uría,B Fraile,RAnadón,FJSáez和M Miguel(1997)植物和动物细胞学和组织学。动植物细胞和组织的生物学。第二版。来自西班牙的McGraw Hill-Interamericana。西班牙马德里。960羽
- Welch GR和J Clegg(2010)从原生质理论到细胞系统生物学:150年的反思。美国生理学杂志。细胞生理学。298:1280-1290。
- Welch GR和J Clegg(2012)细胞与原生质:修正主义历史。Cell Biol.Int.36:643-647。