Endoplasma - Endoplasm
Endoplasma bezieht sich im Allgemeinen auf den inneren (oft granulierten), dichten Teil des Zytoplasmas einer Zelle . Dies steht im Gegensatz zum Ektoplasma, das die äußere (nicht granulierte) Schicht des Zytoplasmas ist , die typischerweise wässrig ist und unmittelbar an die Plasmamembran angrenzt. Diese beiden Begriffe werden hauptsächlich verwendet, um das Zytoplasma der Amöbe , einer protozoischen, eukaryotischen Zelle, zu beschreiben. Der Kern ist durch die Kernhülle vom Endoplasma getrennt. Die unterschiedlichen Zusammensetzungen/Viskositäten des Endo- und Ektoplasmas tragen zur Fortbewegung der Amöbe durch die Bildung eines Pseudopodens bei. Bei anderen Zelltypen ist das Zytoplasma jedoch in Endo- und Ektoplasma unterteilt. Das Endoplasma enthält zusammen mit seinen Körnchen Wasser, Nukleinsäuren, Aminosäuren, Kohlenhydrate, anorganische Ionen, Lipide, Enzyme und andere molekulare Verbindungen. Es ist der Ort der meisten zellulären Prozesse, da es die Organellen beherbergt, aus denen das Endomembransystem besteht , sowie diejenigen, die allein stehen. Das Endoplasma ist für die meisten Stoffwechselaktivitäten, einschließlich der Zellteilung, notwendig .
Das Endoplasma ist wie das Zytoplasma alles andere als statisch. Es befindet sich in einem ständigen Fluss durch intrazellulären Transport , da Vesikel zwischen den Organellen und zur/von der Plasmamembran hin- und herbewegt werden. Materialien werden im Endoplasma basierend auf den Bedürfnissen der Zelle und/oder des Organismus regelmäßig sowohl abgebaut als auch synthetisiert. Einige Komponenten des Zytoskeletts verlaufen durch das Endoplasma, obwohl die meisten im Ektoplasma konzentriert sind - in Richtung der Zellränder, näher an der Plasmamembran. Die Granula des Endoplasmas werden in Zytosol suspendiert.
Granulat
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Der Begriff Granula bezieht sich auf ein kleines Partikel im Endoplasma, typischerweise die sekretorischen Vesikel . Die Granula ist das bestimmende Merkmal des Endoplasmas, da sie typischerweise nicht im Ektoplasma vorhanden ist. Diese Ausläufer des Endomembransystems sind von einer Phospholipid-Doppelschicht umgeben und können mit anderen Organellen sowie der Plasmamembran fusionieren. Ihre Membran ist nur semipermeabel und ermöglicht es ihnen, Substanzen aufzunehmen, die für die Zelle schädlich sein könnten, wenn sie frei im Zytosol fließen könnten. Diese Granula geben der Zelle ein hohes Maß an Regulierung und Kontrolle über die vielfältigen Stoffwechselaktivitäten, die im Endoplasma stattfinden. Es gibt viele verschiedene Arten, die sich durch die Substanz auszeichnen, die das Vesikel enthält. Diese Körnchen/Vesikel können Enzyme, Neurotransmitter, Hormone und Abfallstoffe enthalten. Typischerweise ist der Inhalt für eine andere Zelle/ein anderes Gewebe bestimmt. Diese Vesikel fungieren als Speicher und geben ihren Inhalt bei Bedarf frei, oft ausgelöst durch einen Signalweg. Sobald ihnen ein Signal zur Bewegung gegeben wurde, können die Vesikel über Motorproteine entlang von Aspekten des Zytoskeletts wandern, um ihr endgültiges Ziel zu erreichen.
Zytosolkomponente des Endoplasmas
Das Zytosol bildet den halbflüssigen Teil des Endoplasmas, in dem Materialien suspendiert sind. Es ist ein konzentriertes wässriges Gel mit Molekülen, die so eng zusammengedrängt und in der Wasserbasis zusammengepackt sind, dass es sich eher gelartig als flüssig verhält. Es basiert auf Wasser, enthält jedoch sowohl kleine als auch große Moleküle, was ihm eine Dichte verleiht. Es hat mehrere Funktionen, darunter die physische Unterstützung der Zelle, das Verhindern des Zusammenbruchs sowie der Abbau von Nährstoffen, der Transport kleiner Moleküle und die Aufnahme der für die Proteinsynthese verantwortlichen Ribosomen.
Cytosol enthält überwiegend Wasser, hat aber auch eine komplexe Mischung aus großen hydrophilen Molekülen, kleineren Molekülen und Proteinen sowie gelösten Ionen. Der Inhalt des Zytosols ändert sich je nach den Bedürfnissen der Zelle. Nicht zu verwechseln mit dem Zytoplasma ist das Zytosol nur die Gelmatrix der Zelle, die viele der für die Zellfunktion essentiellen Makromoleküle nicht enthält.
Fortbewegung von Amöben über endoplasmatische Veränderungen
Obwohl die Fortbewegung der Amöben durch Anhängsel wie Geißeln und Zilien unterstützt wird, ist die Hauptbewegungsquelle in diesen Zellen die pseudopodiale Fortbewegung. Dieser Prozess nutzt die unterschiedlichen Konsistenzen von Endoplasma und Ektoplasma, um einen Pseudopoden zu erzeugen. Pseudopode oder „falscher Fuß“ ist der Begriff für die Erweiterung der Plasmamembran einer Zelle zu einem Anhängsel, das die Zelle nach vorne zieht. Das Verfahren beinhaltet dahinter das Gel der ectoplasm und Sol , mehr Flüssigkeit, Teil des Endoplasma. Um die Pseudopodien zu erzeugen, beginnt sich das Gel des Ektoplasmas in Sol umzuwandeln, das zusammen mit dem Endoplasma einen Teil der Plasmamembran in ein Anhängsel drückt. Sobald der Pseudopode ausgedehnt ist, beginnt das Sol darin, sich peripher wieder in Gel umzuwandeln und sich wieder in das Ektoplasma umzuwandeln, während der nacheilende Zellkörper in den Pseudopod nach oben fließt und die Zelle vorwärts bewegt. Obwohl die Forschung gezeigt hat, dass Aspekte des Zytoskeletts (insbesondere Mikrofilamente ) die Pseudopodenbildung unterstützen, ist der genaue Mechanismus unbekannt. Untersuchungen an der geschälten Amöbe Difflugia zeigten, dass Mikrofilamente sowohl parallel als auch senkrecht zur Kontraktionsachse der Plasmamembran liegen, um die Ausdehnung der Plasmamembran in ein Anhängsel zu unterstützen.
Prozesse im Endoplasma
Zellatmung
Die Mitochondrien sind für die Leistungsfähigkeit von Eukaryoten von entscheidender Bedeutung. Diese Organellen bauen einfache Zucker wie Glukose ab, um eine Vielzahl von ATP- Molekülen ( Adenosintriphosphat ) zu bilden. ATP liefert die Energie für die Proteinsynthese, die etwa 75% der Energie der Zelle benötigt, sowie für andere zelluläre Prozesse wie Signalwege. Die Anzahl der Mitochondrien, die im Endoplasma einer Zelle vorhanden sind, hängt vom Stoffwechselbedarf der Zelle ab . Zellen, die eine große Menge an Proteinen herstellen oder viel Material abbauen müssen, benötigen eine große Menge an Mitochondrien. Glukose wird durch drei aufeinanderfolgende Prozesse abgebaut : Glykolyse , Zitronensäurezyklus und Elektronentransportkette .
Proteinsynthese
Die Proteinsynthese beginnt am Ribosom , sowohl freie als auch an das raue endoplasmatische Retikulum gebundene . Jedes Ribosom besteht aus 2 Untereinheiten und ist dafür verantwortlich, genetische Codes von mRNA in Proteine zu übersetzen, indem es Aminosäureketten, sogenannte Peptide, erzeugt . Proteine sind normalerweise nicht bereit für ihr endgültiges Ziel, nachdem sie das Ribosom verlassen haben. Am endoplasmatischen Retikulum befestigte Ribosomen geben ihre Proteinketten in das Lumen des endoplasmatischen Retikulums ab, das den Beginn des Endomembransystems darstellt. Innerhalb des ER werden die Proteine gefaltet und durch Zugabe von Molekülen wie Kohlenhydraten modifiziert, dann zum Golgi-Apparat geschickt , wo sie weiter modifiziert und verpackt werden, um an ihren endgültigen Bestimmungsort geschickt zu werden. Vesikel sind für den Transport zwischen den Komponenten des Endomembransystems und der Plasmamembran verantwortlich.
Andere Stoffwechselaktivitäten
Neben diesen beiden Hauptprozessen finden viele andere Aktivitäten im Endoplasma statt. Lysosomen bauen mit den enthaltenen Enzymen Abfallstoffe und Giftstoffe ab. Glattes endoplasmatisches Retikulum produziert Hormone und Lipide, baut Toxine ab und kontrolliert den zellulären Kalziumspiegel. Obwohl die meiste Kontrolle der Zellteilung im Zellkern stattfindet, unterstützen die im Endoplasma vorhandenen Zentrosomen die Spindelbildung. Das Endoplasma ist der Ort vieler Aktivitäten, die die Zelle benötigt, um die Homöostase aufrechtzuerhalten .