Skład, struktura i funkcje cytozolu

The cytozol, hialoplazma, macierz cytoplazmatyczna lub płyn wewnątrzkomórkowy, jest rozpuszczalną częścią cytoplazmy, czyli cieczą znajdującą się w komórkach eukariotycznych lub prokariotycznych. Komórka, jako samodzielna jednostka życia, jest określona i ograniczona przez błonę plazmatyczną; od tego do przestrzeni zajmowanej przez jądro jest cytoplazma ze wszystkimi związanymi z nią komponentami.

W przypadku komórek eukariotycznych składniki te obejmują wszystkie organelle z błonami (takie jak jądro, retikulum endoplazmatyczne, mitochondria, chloroplasty itp.), A także te, które nie (np. Rybosomy)..

Wszystkie te składniki, wraz z cytoszkieletem, zajmują przestrzeń we wnętrzu komórkowym: moglibyśmy zatem powiedzieć, że wszystko w cytoplazmie, która nie jest błoną, cytoszkieletem lub inną organellą, jest cytozolem.

Ta rozpuszczalna frakcja komórki ma fundamentalne znaczenie dla jej funkcjonowania, w taki sam sposób, w jaki pusta przestrzeń jest niezbędna do pomieszczenia gwiazd i gwiazd we wszechświecie, lub że pusta część obrazu pozwala określić kształt narysowanego obiektu.

Cytosol lub hialoplazma umożliwia zatem komórkom przestrzeni zajmowanie przestrzeni, a także dostępność wody i tysięcy różnych cząsteczek do wykonywania ich funkcji.

Indeks

• 1 Skład
• 2 Struktura
• 3 funkcje
• 4 odniesienia

Skład

Cytosol lub hialoplazma to zasadniczo woda (około 70-75%, chociaż nierzadko obserwuje się do 85%); jednakże jest w nim tak wiele rozpuszczonych substancji, że zachowuje się bardziej jak żel niż płynna substancja wodna.

Wśród cząsteczek obecnych w cytosolu najliczniejsze są białka i inne peptydy; ale znajdziemy także duże ilości RNA (szczególnie przekaźnika, transfer RNA i tych, które uczestniczą w mechanizmach posttranskrypcyjnego wyciszania genetycznego), cukry, tłuszcze, ATP, jony, sole i inne produkty specyficzne dla metabolizmu typu komórkowego, którego to jest.

Struktura

Struktura lub organizacja hialoplazmy różni się nie tylko typem komórki i warunkami środowiska komórki, ale także może być różna w zależności od przestrzeni zajmowanej w tej samej komórce.

W każdym razie możesz przyjąć fizycznie dwa warunki. Jako żel plazmowy hialopazm jest lepki lub galaretowaty; z drugiej strony, jak plazma słoneczna, jest bardziej płynna.

Przejście z żelu do zolu i na odwrót wewnątrz komórki tworzy prądy, które umożliwiają ruch (cykle) innych elementów wewnętrznych, które nie są zakotwiczone w komórce.

Ponadto cytozol może prezentować niektóre ciała kuliste (na przykład kropelki lipidów) lub ciała włókniste, utworzone zasadniczo przez składniki cytoszkieletu, który z kolei jest bardzo dynamiczną strukturą, która zmienia się między bardziej sztywnymi warunkami makromolekularnymi i innymi bardziej zrelaksowany.

Funkcje

Zapewnia warunki działania organelli

Przede wszystkim cytosol lub hialoplazma pozwala nie tylko zlokalizować organelle w kontekście, który pozwala na ich fizyczne istnienie, ale także funkcjonalne. To znaczy, że zapewnia im warunki dostępu do substratów do ich działania, a także medium, w którym ich produkty zostaną „rozpuszczone”.

Rybosomy, na przykład, uzyskują przekaźnik i przenoszą RNA z otaczającego cytozolu, a także ATP i wodę niezbędne do przeprowadzenia reakcji syntezy biologicznej, która zakończy się uwolnieniem nowych peptydów..

Procesy biochemiczne

Oprócz syntezy białek, w cytozolu weryfikowane są inne podstawowe procesy biochemiczne, takie jak uniwersalna glikoliza, a także inne o bardziej specyficznym charakterze według typu komórki.

Regulator PH i stężenie jonów wewnątrzkomórkowych

Cytosol jest również doskonałym regulatorem pH i stężenia jonów wewnątrzkomórkowych, jak również wewnątrzkomórkowego medium komunikacyjnego par excellence. 

Umożliwia również przeprowadzenie ogromnej liczby różnych reakcji i może pełnić funkcję magazynu dla różnych związków.

Środowisko dla cytoszkieletu

Cytosol zapewnia również doskonałe środowisko dla funkcjonowania cytoszkieletu, który między innymi wymaga skutecznej reakcji polimeryzacji płynnej i depolimeryzacji.

Hialoplazma zapewnia takie środowisko, a także dostęp do niezbędnych komponentów, aby takie procesy mogły być weryfikowane w szybki, zorganizowany i wydajny sposób.

Ruch wewnętrzny

Z drugiej strony, jak wskazano powyżej, natura cytozolu umożliwia generowanie ruchu wewnętrznego. Jeśli ten ruch wewnętrzny reaguje również na sygnały i wymagania samej komórki i jej otoczenia, można wygenerować przemieszczenie komórki.

Oznacza to, że cytozol nie tylko pozwala organelli wewnętrznej na samodzielne gromadzenie się, wzrost i zanikanie (jeśli tak jest), ale komórka jako całość modyfikuje swój kształt, porusza się lub łączy się z powierzchnią.

Organizator globalnych odpowiedzi wewnątrzkomórkowych

Wreszcie hialoplazma jest doskonałym organizatorem wewnątrzkomórkowych globalnych odpowiedzi.

Pozwala doświadczyć nie tylko specyficznych kaskad regulacyjnych (transdukcji sygnału), ale także, na przykład, fal wapnia, które obejmują całą komórkę dla szerokiej gamy odpowiedzi.

Inną odpowiedzią, która wymaga zorganizowanego udziału wszystkich elementów komórki w jej prawidłowym wykonaniu, jest podział mitotyczny (i podział mejotyczny).

Każdy komponent musi skutecznie reagować na sygnały podziału i robić to w sposób, który nie zakłóca reakcji innych komponentów komórkowych - szczególnie rdzenia.

Podczas procesów podziału komórek w komórkach eukariotycznych jądro wyrzeka się swojej matrycy koloidalnej (nukleoplazmy), aby założyć, że jest to własność cytoplazmy.

Cytoplazma musi rozpoznać jako swój własny składnik zespół makrocząsteczkowy, który nie był wcześniej i dzięki jego działaniu musi być teraz rozłożony dokładnie między dwie nowe komórki pochodne. 

Referencje

1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (wydanie 6). W. W. Norton & Company, Nowy Jork, NY, USA.
2. Aw, T.Y. (2000). Podział wewnątrzkomórkowy organelli i gradientów gatunków o niskiej masie cząsteczkowej. International Review of Cytology, 192: 223-253.
3. Goodsell, D. S. (1991). Wewnątrz żywej komórki. Trends in Biochemical Sciences, 16: 203-206.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, K.C. (2016). Molekularna biologia komórkowa (8. wydanie). W. H. Freeman, Nowy Jork, NY, USA.
5. Peters, R. (2006). Wprowadzenie do transportu nukleocytoplazmatycznego: cząsteczki i mechanizmy. Methods in Molecular Biology, 322: 235-58.