PROTOPLASMA: STORIA, CARATTERISTICHE, COMPONENTI, FUNZIONI - BIOLOGIA - 2025

Il protoplasma è il materiale cellulare vivente. Questa struttura fu identificata per la prima volta nel 1839 come un fluido distinguibile dal muro. Era considerato una sostanza trasparente, viscosa ed estensibile. È stato interpretato come una struttura senza apparente organizzazione e con numerosi organelli.

Il protoplasma è stato considerato come tutta la parte della cellula che si trova all'interno della membrana plasmatica. Tuttavia, alcuni autori hanno incluso la membrana cellulare, il nucleo e il citoplasma all'interno del protoplasma.

Cellula eucariotica animale. Fonte: di Nikol valentina romero ruiz, da Wikimedia Commons

Attualmente, il termine protoplasma non è ampiamente utilizzato. Invece, gli scienziati hanno preferito fare riferimento direttamente ai componenti cellulari.

Storia

Il termine protoplasma è attribuito all'anatomista svedese Jan Purkyne nel 1839. Era usato per riferirsi al materiale formativo di embrioni animali.

Tuttavia, già nel 1835 lo zoologo Felix Dujardin descrisse la sostanza all'interno dei rizopodi. Gli dà il nome sarcoda e indica che ha proprietà fisiche e chimiche.

Successivamente, nel 1846 il botanico tedesco Hugo von Mohl reintrodusse il termine protoplasma per riferirsi alla sostanza presente all'interno delle cellule vegetali.

Nel 1850 il botanico Ferdinand Cohn unifica i termini, indicando che sia le piante che gli animali hanno protoplasma. Il ricercatore sottolinea che in entrambi gli organismi la sostanza che riempie le cellule è simile.

Nel 1872, Beale introdusse il termine bioplasma. Nel 1880, Hanstein propose la parola protoplasto, un nuovo termine per riferirsi all'intera cellula, esclusa la parete cellulare. Questo termine è stato utilizzato da alcuni autori per sostituire la cella.

Nel 1965, Lardy ha introdotto il termine citosol, che è stato successivamente utilizzato per denominare il fluido all'interno della cellula.

Teoria protoplasmatica

L'anatomista Max Schultze propose alla fine del XIX secolo che la base fondamentale della vita è il protoplasma. Schultze ha suggerito che il protoplasma è la sostanza che regola le attività vitali dei tessuti negli esseri viventi.

Le opere di Schultze sono considerate il punto di partenza della teoria protoplasmatica. Questa teoria fu supportata dalle proposte di Thomas Huxley nel 1868 e da altri scienziati dell'epoca.

La teoria protoplasmatica affermava che il protoplasma era la base fisica della vita. In modo tale che lo studio di questa sostanza ci permetterebbe di comprendere il funzionamento degli esseri viventi, compresi i meccanismi di eredità.

Con la migliore comprensione della funzione e della struttura delle cellule, la teoria protoplasmatica ha perso la sua validità.

Caratteristiche generali

Il protoplasma è costituito da vari composti organici e inorganici. La sostanza più abbondante è l'acqua, che costituisce quasi il 70% del suo peso totale e funge da vettore, solvente, termoregolatore, lubrificante ed elemento strutturale.

Inoltre, il 26% del protoplasma è costituito da macromolecole generalmente organiche. Queste sono grandi molecole formate dalla polimerizzazione di subunità più piccole.

Tra questi troviamo i carboidrati, macromolecole composte da carbonio, idrogeno e ossigeno, che immagazzinano energia per la cellula. Sono utilizzati nelle varie funzioni metaboliche e strutturali del protoplasma.

Allo stesso modo, esistono vari tipi di lipidi (grassi neutri, colesterolo e fosfolipidi), che servono anche come fonte di energia per la cellula. Inoltre, sono una parte costituente delle membrane che regolano le diverse funzioni protoplasmatiche.

Le proteine ​​costituiscono quasi il 15% della composizione del protoplasma. Tra questi abbiamo proteine ​​strutturali. Queste proteine ​​formano la struttura protoplasmatica, contribuendo alla sua organizzazione e al trasporto cellulare.

Altre proteine ​​presenti nel protoplasma sono enzimi. Agiscono come catalizzatori (sostanze che modificano la velocità di una reazione chimica) di tutti i processi metabolici.

Allo stesso modo, sono presenti diversi ioni inorganici che corrispondono solo all'1% della sua composizione (potassio, magnesio, fosforo, zolfo, sodio e cloro). Questi contribuiscono a mantenere il pH del protoplasma.

componenti

Il protoplasma è costituito dalla membrana plasmatica, dal citoplasma e dal nucleoplasma. Tuttavia, oggi, grazie ai progressi nella microscopia elettronica, è noto che la struttura cellulare è ancora più complicata.

Vi sono inoltre un gran numero di compartimenti subcellulari e contenuti cellulari strutturalmente molto complessi. Oltre agli organelli, che sono inclusi qui come parte del citoplasma.

Membrana plasmatica

La membrana plasmatica o plasmalemma è composta per circa il 60% da proteine ​​e per il 40% da lipidi. La sua disposizione strutturale è spiegata dal modello a mosaico fluido. In questo, la membrana presenta un doppio strato fosfolipidico in cui sono incorporate le proteine.

Si ritiene che tutte le membrane cellulari abbiano questa stessa struttura. Tuttavia, il plasmalemma è la membrana più spessa della cellula.

Il plasmalemma non può essere visto con il microscopio ottico. Non è stato fino alla fine degli anni '50 del XX secolo che la sua struttura potrebbe essere dettagliata.

Citoplasma

Il citoplasma è definito come tutto il materiale cellulare che si trova all'interno del plasmalemma, escluso il nucleo. Il citoplasma comprende tutti gli organelli (strutture cellulari con forma e funzione definite). Allo stesso modo la sostanza in cui sono immersi i diversi componenti cellulari.

Cytosol

Il citoscheletro costituisce una struttura proteica che forma la struttura cellulare. È costituito da microfilamenti e microtubuli. I microfilamenti sono costituiti principalmente da actina, sebbene ci siano altre proteine.

Questi filamenti hanno una composizione chimica diversa in diversi tipi di cellule. I microtubuli sono strutture tubolari fondamentalmente costituite da tubulina.

organelli

Il nucleo è l'organello cellulare che contiene le informazioni genetiche della cellula. In esso si verificano i processi di divisione cellulare.

Vengono riconosciuti tre componenti del nucleo: involucro nucleare, nucleoplasma e nucleolo. L'involucro nucleare separa il nucleo dal citoplasma ed è costituito da due unità di membrana.

Il nucleoplasma è la sostanza interna che è delimitata internamente dall'involucro nucleare. Costituisce una fase acquosa che contiene un gran numero di proteine. Principalmente sono enzimi che regolano il metabolismo degli acidi nucleici.

La cromatina (DNA nella sua fase dispersa) è contenuta nel nucleoplasma. Inoltre, viene presentato il nucleolo, che è una struttura formata da proteine ​​e RNA.

Caratteristiche

Tutti i processi che avvengono nella cellula sono associati al protoplasma, attraverso i suoi vari componenti.

La membrana plasmatica è una barriera strutturale selettiva che controlla la relazione tra una cellula e l'ambiente che la circonda. I lipidi impediscono il passaggio di sostanze idrofile. Le proteine ​​controllano le sostanze che possono attraversare la membrana, regolandone l'entrata e l'uscita nella cellula.

Varie reazioni chimiche si verificano nel citosol, come la glicolisi. Questo è direttamente coinvolto nei cambiamenti nella viscosità cellulare, nel movimento degli ameboidi e nella ciclosi. Allo stesso modo, è di grande importanza nella formazione del fuso mitotico durante la divisione cellulare.

Nel citoscheletro, i microfilamenti sono associati al movimento e alla contrazione cellulare. Mentre i microtubuli sono coinvolti nel trasporto cellulare e aiutano a modellare la cellula. Partecipano anche alla formazione di centrioli, ciglia e flagelli.

Il trasporto intracellulare, così come la trasformazione, l'assemblaggio e la secrezione di sostanze, è responsabilità del reticolo endoplasmatico e dei dictiosomi.

I processi di trasformazione e accumulo di energia avvengono negli organismi fotosintetici che hanno cloroplasti. L'ottenimento di ATP attraverso la respirazione cellulare avviene nei mitocondri.

Proprietà fisiologiche

Sono state descritte tre proprietà fisiologiche associate al protoplasma. Questi sono metabolismo, riproduzione e irritabilità.

Nel protoplasma avvengono tutti i processi metabolici della cellula. Alcuni processi sono anabolici e sono legati alla sintesi del protoplasma. Altri sono catabolici e sono coinvolti nella sua disintegrazione. Il metabolismo include processi come la digestione, la respirazione, l'assorbimento e l'escrezione.

Tutti i processi associati alla riproduzione per divisione cellulare, nonché la codifica per la sintesi delle proteine ​​richieste in tutte le reazioni cellulari, avvengono nel nucleo della cellula, contenuto all'interno del protoplasma.

L'irritabilità è la risposta del protoplasma a uno stimolo esterno. Questo è in grado di innescare una risposta fisiologica che permette alla cellula di adattarsi all'ambiente che la circonda.

Riferimenti

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