Mis on protoplasma?

Kui terminit protoplasma kasutati esmakordselt aastal 1835, viitas see läbipaistvale, poolvedelale ainele kõigi elusolendite rakumembraanis. Sel ajal uskusid teadlased, et rakus oli ainult ühte tüüpi vedelikku ja see vastutab kõigi funktsioonide eest. Seda kontseptsiooni on muudetud, kuna teadusaparatuuri arendamine on võimaldanud teadlastel avastada raku uskumatu keerukuse. Nüüd pole sellel terminil enam erilist tehnilist tähtsust, vaid seda kasutatakse kogu raku seintes oleva aine kirjeldamiseks, sealhulgas tsütoplasma, tuuma ja erinevate organellide kirjeldamiseks.

Protoplasma koosneb 90% ulatuses veest, mineraalsooladest, gaasidest nagu hapnik ja süsinikdioksiid, valkudest, lipiididest või rasvadest, süsivesikutest, nukleiinhapetest ja ensüümidest. Selles keerulises üksuses on arvukalt väikeseid kehasid, mida nimetatakse organellideks, struktuurideks, millel on erinevad eesmärgid. Esimene avastatud organell oli tuum. Teiste hulka kuuluvad mitokondrid, endoplasmaatiline retikulum (ER), Golgi aparaat, kloroplastid ja plastiidid. Rakku täitvat läbipaistvat tarretisesarnast vedelikku nimetatakse nüüd tsütoplasmaks.

Raku aju, tuum, kontrollib kogu raku tegevust ja vastutab pärilike tunnuste edasikandumise eest rakkude jagunemise paljunemisprotsessi kaudu, mida nimetatakse mitoosiks. Tuumas on tuum, RNA keskus ja kromatiinivõrk, mis moodustub DNA-st ja sünteesib kromosoome moodustavaid valke. Samuti kontrollib see ensüüme, mis juhivad raku teiste osade funktsioone.

Raku jõujaamad on mitokondrid, mis sisaldavad rakuhingamiseks vajalikke ensüüme, protsessi, mille käigus rakk toodab ATP-d ja vabastab jäätmeid. ATP, mis koosneb adeniinist, riboosist ja kolmest fosfaadist, on kõigi teiste rakuliste reaktsioonide peamine energiaallikas. Rakkudes esinevate mitokondrite arv varieerub sõltuvalt raku tüübist ja selle energiavajadusest. Mõnel rakul võib olla ainult üks mitokondrid, samas kui teistel rakkudel võib olla tuhandeid.

Teine protoplasmas paiknev organell on Golgi aparaat ehk Golgi kehad, mis on nimetatud need avastanud Itaalia teadlase Carmillo Golgi järgi. Golgi aparaat koosneb volditud membraaniga kaetud kottidest, mis säilitavad ja lõpuks transpordivad raku endoplasmaatilise retikulumi (ER) toodetud valke. Enne valgu vabastamist mujal rakus kasutamiseks teeb Golgi keha mitmeid muudatusi. Lisaks toodab see oluline struktuur keerulisi suhkruid ja lüsosoome, molekule, mis toimivad nagu prügi, seedides rakus surnud või mittevajalikke komponente.

Protoplasmas olev ER vastutab enamiku valkude ja lipiidide tootmise eest, mida kasutavad raku teised organellid. On kahte tüüpi ER; töötlemata ER, millel on ribosoomid, ja sile ER, millel pole ribosoome. Jäme ER toodab valke ja saadab need Golgi aparaati. Sujuv ER on hoidla, mis salvestab ioone ning loob ja säilitab steroide edaspidiseks kasutamiseks.

Mõned organellid on leitud ainult taimerakkude protoplasmas. Nende hulka kuuluvad kloroplastid ja plastiidid. Kloroplastid sisaldavad taime klorofülli ja on fotosünteesi protsessi keskus. Plastiidid on taimeorganellid, mis osalevad mitmetes olulistes funktsioonides, sealhulgas tolmeldamises, fotosünteesis ning rasvade, tärkliste ja valkude sünteesis.