პლაზმური მემბრანა და ციტოპლაზმა

რა არის უჯრედი? შეიძლება ითქვას, რომ უჯრედი ჟელატინის ტომარაა. პლაზმური მემბრანა - უჯრედის გარეთა საზღვარი - თავად ტომარაა, ციტოპლაზმა კი - ჟელატინი.

რა თქმა უნდა, უჯრედი უბრალო ჟელატინის ტომარაზე ბევრად მეტია. იგი ყველა ცოცხალი ორგანიზმის რთული, მაღალორგანიზებული ერთეულია, სამშენებლო აგური. სხვათა შორის, პლაზმური მემბრანა და ციტოპლაზმაც, საკმაოდ დახვეწილია.

მემბრანა ლიპიდებისა და ცილებისგან შემდგარი ფაქიზი, ორფენიანი სტრუქტურაა. ის აკონტროლებს ყველაფერს, რაც უჯრედში შედის ან უჯრედიდან გადის. ეუკარიოტული უჯრედის ციტოპლაზმა მხოლოდ ციტოზოლისგან (ჟელესებრი სუბსტანცია, რომელშიც წყალი, იონები და მაკრომოლეკულებია) კი არ შედგება, არამედ ორგანელებისა და სტრუქტურული ცილებისგან, რომლებიც წარმოადგენენ ციტოჩონჩხს, ანუ „უჯრედის ჩონჩხს"

ამ სტატიაში უფრო ახლოს გავეცნობით პლაზმურ მემბრანასა და ციტოპლაზმას.

ეუკარიოტულ და პროკარიოტულ უჯრედებს, ორივეს აქვს პლაზმური მემბრანა, ლიპიდების ორმაგი შრე, რომელიც უჯრედიშიდა სივრცეს გარემოსგან გამოყოფს. ეს გარსი ძირითადად სპეციალური ლიპიდების, ფოსფოლიპიდებისგანაა შექმნილი.

ფოსფოლიპიდი, თავის მხრივ, შედგება ჰიდროფილური, წყლის მოყვარული ფოსფატური თავისა და ორი ჰიდროფობური, წყლის მოშიში ცხიმოვანი მჟავას კუდისგან. ფოსფოლიპიდები სპონტანურად, თავისით ლაგდება ორშრიან სტრუქტურად, რომელშიც ჰიდროფობური კუდები შიგნითაა მიქცეული, ჰიდროფილური თავები კი - გარეთ. ეს ენერგეტიკულად ხელსაყრელი ორშრიანი სტრუქტურა, ე.წ. ორმაგი ფოსფოლიპიდური შრე, ბევრ ბიოლოგიურ მემბრანაში გვხვდება.

როგორც ქვედა სურათზე ჩანს, ცილებიც მნიშვნელოვანი კომპონენტია პლაზმურ მემბრანაში. ზოგი მათგანი მემბრანის მთელ სისქეშია მოთავსებული და არხის ან სიგნალის რეცეპტორის ფუნქციას ასრულებს, სხვები კი მემბრანას ზედაპირულად, კიდეზე ემაგრება. უჯრედის მემბრანაში სხვადასხვა სახის ლიპიდებიცაა, მაგალითად, ქოლესტეროლი, და ისინი გავლენას ახდენს მის სიბლანტეზე.

პლაზმური მემბრანა უჯრედშიდა და უჯრედგარე სივრცეებს შორის არსებული საზღვარია. ის აკონტროლებს სხვადასხვა მოლეკულების—შაქრების, ამინომჟავების, იონებისა და წყლის— უჯრედისკენ და უჯრედიდან გარეთ მოძრაობას. ის, თუ რამდენად ადვილად შეძლებენ ეს უჯრედები მემბრანის გადაკვეთას, მათ ზომასა და პოლარულობაზეა დამოკიდებული. ზოგიერთ პატარა, არაპოლარულ მოლეკულას, მაგალითად, ჟანგბადს, პირდაპირ მემბრანის ფოსფოლიპიდური ნაწილის გადაკვეთა შეუძლია. დიდმა, უფრო პოლარულმა, ჰიდროფილურმა მოლეკულებმა, მაგალითად, ამინომჟავებმა, ცილის არხების მეშვეობით უნდა გადაკვეთოს მემბრანა. ეს პროცესი ხშირად უჯრედის მიერ რეგულირდება. უჯრედული ტრანსპორტის შესახებ მეტი შეგიძლიათ გაიგოთ მემბრანებისა და ტრანსპორტის ნაწილში.

პლაზმური მემბრანის ზედაპირის ფართობი ზღუდავს უჯრედსა და მის გარემოს შორის ნივთიერებების გაცვლას. ზოგიერთი უჯრედის დანიშნულება ნარჩენების ან საკვები ნივთიერებების მიმოცვლაა, ამიტომ მათ სპეციფიკური თავისებურებები გააჩნიათ ზედაპირის ფართობის გასაზრდელად. მაგალითად, საკვები ნივთიერებების მშთანთქმელი ზოგი უჯრედის მემბრანა იკეცება თითის მსგავს სტრუქტურად, რომელსაც მიკროხაო ჰქვია. მიკროხაოიანი უჯრედებითაა დაფარული წვრილი ნაწლავის შიდა მხარე, ორგანოსი, რომელიც გადამუშავებული საკვებიდან ნივთიერებებს შთანთქავს. მიკრობუსუსები ნაწლავის უჯრედებს ზედაპირის ფართობს ზრდის და ეხმარება მათ ამ ნივთიერებების მაქსიმალურად შთანთქმაში.

უჯრედის ის ნაწილი, რომელსაც ცოტოპლაზმა ეწოდება, მცირედ განსხვავდება პროკარიოტებსა და ეუკარიოტებში. ეუკარიოტულ უჯრედებში, რომელთაც ბირთვი აქვთ, ციტოპლაზმა არის ყველაფერი, რაც ბირთვსა და პლაზმურ მემბრანას შორისაა მოთავსებული. პროკარიოტებში, რომელთაც ბირთვი არ აქვთ, ციტოპლაზმა ეწოდება ყველაფერს, რაც პლაზმური მემბრანის შიგნით მდებარეობს.

ციტოპლაზმის ერთ-ერთი მთავარი კომპონენტი პროკარიოტებსა და ეუკარიოტებში ჟელესებრი ციტოზოლია, წყალხსნარი, რომელიც შეიცავს იონებს, პატარა მოლეკულებსა და მაკრომოლეკულებს. ეუკარიოტებში ციტოპლაზმა ასევე შეიცავს მემბრანით შემოსაზღვრულ ორგანელებს. ციტოპლაზმას ნაწილია ციტოჩონჩხიც — ბოჭკოვანი ქსელი, რომელიც უჯრედს ამყარებს და ფორმას აძლევს. ციტოჩონჩხი უჯრედული კომპონენტების ორგანიზებაში იღებს მონაწილეობას.

მიუხედავად იმისა, რომ ციტოზოლი ძირითადად წყალია, მას ნახევრადმყარი, ჟელესებრი კონსისტენცია აქვს, რადგან მასში ბევრი ცილაა. ციტოზოლი შეიცავს მაკრომოლეკულებითა და უფრო პატარა მოლეკულებით მდიდარ „წვნიანს", მათ შორის, გლუკოზას და სხვა მარტივ შაქრებს, პოლისაქარიდებს, ამინომჟავებს, ნუკლეინის მჟავებსა და ცხიმოვან მჟავებს. ციტოზოლში ასევე გვხვდება ნატრიუმის, კალიუმის, კალციუმისა და სხვა ელემენტების იონები. უჯრედის ამ ნაწილში ბევრი მეტაბოლური რეაქცია, მაგალითად, ცილის სინთეზი, მიმდინარეობს.