Cytosol

Cytosol jest płynną częścią zawartości komórki ludzkiej, a tym samym częścią cytoplazmy. Cytosol składa się w około 80% z wody, pozostała część podzielona jest na białka, lipidy, nukleotydy, cukry i jony. Obsługują ważne procesy metaboliczne zachodzące w cytozolu wodnym do lepkiego.

Co to jest cytosol?

Ciecz do żelopodobnego składnika wszystkich komórek eukariotycznych nazywana jest cytozolem i dlatego jest częścią cytoplazmy, czyli całkowitej zawartości komórek. Cytosol zawiera ok. 80% wody z dużą liczbą różnych rozpuszczonych substancji, takich jak białka, minerały, kationy, aniony, cukry, enzymy, witaminy, hormony i wiele innych cząsteczek i związków potrzebnych do pośrednich procesów metabolicznych.

Inne substancje, które są również potrzebne do pośredniego metabolizmu, ale nie są rozpuszczalne w wodzie, znajdują się w organellach lub specjalnych pęcherzykach, w małych pęcherzykach otoczonych błoną. Wakuole tworzą przedziały podobne do pęcherzyków, ale znacznie większe. Odgrywają ważną rolę w fagocytozie, wtrącaniu obcych substancji lub obcych organizmów i czasowym wtrącaniu wydzielin. Przez cytozol przechodzi gęsta i stale zmieniająca się sieć - cytoszkielet. Składa się z filamentów aktynowych, włókien pośrednich i mikrotubul.

Cytoszkielet służy do mechanicznej wewnętrznej i zewnętrznej stabilizacji komórki, ale także współdziała z cytozolem. Wiele procesów metabolicznych w cytozolu, takich jak synteza i rozpad aminokwasów, tworzenie polipeptydów jako prekursorów do produkcji białek, procesy glikolityczne i wiele innych, zachodzi tylko we współpracy niektórych składników cytoszkieletu z cytozolem i w wymianie z zamkniętymi organellami i pęcherzykami.

Funkcja, efekt i zadania

W cytozolu przebiega równolegle wiele kontrolowanych enzymatycznie procesów metabolicznych, z których niektóre są ze sobą niezgodne. Ewolucja organizmów wielokomórkowych (eukariontów) stworzyła zatem możliwość rozgraniczenia małych obszarów w cytozolu za pomocą błon, tak zwanych przedziałów komórkowych.

Poprzez tworzenie oddzielonych organelli, pęcherzyków, wakuoli i innych przedziałów komórkowych enzymy degradujące i regenerujące w tej samej komórce mogą równolegle uczestniczyć w przeciwnych procesach metabolicznych. Jedną z głównych funkcji cytozolu jest wymiana substancji we współpracy z częściami cytoszkieletu i przedziałami, tj. Uwalnianie wymaganych substancji oraz wchłanianie innych substancji, które nie są lub już nie są potrzebne w celu ich recyklingu lub przekazania do utylizacji. Innym ważnym zadaniem cytozolu jest przejmowanie i organizowanie transportów wewnątrz komórki we współpracy z cytoszkieletem, a zwłaszcza z mikrotubulami.

Aby sprostać różnym zadaniom transportowym, cytozol może bardzo szybko zmieniać swoją lepkość z wodnistej na żelowatą i odwrotnie. Mnogość reakcji biochemicznych kontrolowanych katalitycznie przez enzymy, witaminy i hormony obejmuje również procesy utleniania i redukcji, tzw. Reakcje redoks, które zachodzą nie tylko w mitochondriach. Mitochondria to organelle komórkowe z własnym RNA, które odgrywają główną rolę poprzez tak zwany łańcuch oddechowy, w którym między innymi zachodzą reakcje redoks pomiędzy adenozynotrifosforanem (ATP) a adenozynodifosforanem (ADP). Komórki, które są bardzo głodne energii ze względu na swoje zadania, mogą zawierać kilka tysięcy mitochondriów.

Cytosol nie tylko zawiera cząsteczki i związki wymagane do umożliwienia odpowiednich procesów syntezy lub degradacji, ale również część procesów translacji genetycznej zachodzi w cytozolu. Tak zwany informacyjny RNA, czyli kopie komplementarnych sekwencji kwasu nukleinowego RNA, są przekształcane w cytozolu w syntezę prekursorów białek (peptydów i polipeptydów), czyli w odpowiadającą sekwencję aminokwasów.

Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości

Cytosol, płynna część cytoplazmy, powstaje już podczas podziału komórki. Jego skład jest kontrolowany hormonalnie i enzymatycznie poprzez międzykomórkową i zewnątrzkomórkową wymianę substancji. Cytosol ma różny skład w zależności od typu komórki i sytuacji i, jak już wspomniano, może zmieniać lepkość w szybkich odstępach czasu od cieczy do żelu i odwrotnie.

Związki hydrofobowe wymagane przez komórkę, których nie można rozpuścić w wodnym cytozolu, są magazynowane w ruchomych pęcherzykach lub wakuolach i transportowane do miejsca, w którym są potrzebne. Następuje również wymiana substancji z jądrem komórkowym, które jest oddzielone od cytozolu podwójną membraną, która normalnie zachodzi przez pory jądra w błonie komórkowej. Nie można podać optymalnych wartości lub parametrów cytozolu ze względu na różny skład w zależności od typu komórki i sytuacji.

Choroby i zaburzenia

Mnogość zadań i funkcji, które spełniają składniki cytoplazmy - w tym cytosol - sugeruje, że procesy metaboliczne mogą zostać zakłócone lub całkowicie wyłączone przez działanie toksyn lub chorób, z niewielkimi lub poważnymi konsekwencjami dla całego organizmu.

W szczególności może dojść do zakłócenia wymiany substancji między mitochondriami a cytozolem. Znanych jest wiele różnych przyczyn chorób mitochondrialnych, z których kilka może mieć również podłoże genetyczne. Zwykle zaopatrzenie komórek w energię jest niewystarczające, co prowadzi do objawów, takich jak osłabienie mięśni i ogólne stany wyczerpania. Jeśli występują objawy niedoboru lub zespoły niedoboru, zwykle przyczyną problemu nie jest zaburzony metabolizm cytozolu, ale niewystarczająca podaż.

Dobrze znaną, choć rzadką chorobą genetyczną jest miopatia Brody'ego. Wada genetyczna prowadzi do zmniejszonej aktywności Ca2 + -ATPazy w mięśniach szkieletowych, przez co następuje kumulacja jonów Ca2 + w cytozolu. Oznacza to, że mięśnie szkieletowe mogą się rozluźnić dopiero po skurczu z opóźnieniem.