Co to jest cytosol?

Cytosol jest płynną częścią komórki, która znajduje się poza jądrem i strukturami pokrytymi błonami, zwanymi organellami. Jest to żel, w którym zachodzi większość metabolizmu komórki. Około 70% objętości komórki zwierzęcej składa się z cytozolu, więc jest również znany jako płyn wewnątrzkomórkowy .

Płyn wewnątrzkomórkowy był pierwotnie znany jako protoplazma, zanim wiele wiadomo o zawartości komórek. Cytoplazma jest bardziej specyficznym określeniem zawartości komórki w błonie komórkowej, z wyłączeniem jądra. Matryca cytoplazmatyczna jest innym terminem określającym cytosol.

Duża część tej macierzy komórkowej składa się z wody, ale jest w niej wiele rzeczy rozpuszczonych. Istnieją jony, małe cząsteczki organiczne i większe cząsteczki, takie jak białka rozpuszczalne w wodzie. Włókna zawierające cytoszkielet znajdują się również w macierzy cytoplazmatycznej.

Stężenie jonów wewnątrz cytosolu może się znacznie różnić od stężenia na zewnątrz komórki. Może to mieć implikacje fizjologiczne dla organizmu. Na przykład stężenie dodatnich jonów potasu jest znacznie wyższe, podczas gdy ujemne stężenie jonów sodu jest znacznie niższe. Komórka wypompowuje ujemne jony sodu i chloru z komórki, aby zapobiec pobieraniu przez nie nadmiernych ilości wody.

W cytosolu jest bardzo mało wapnia. Wapń jest powszechnym wtórnym przekaźnikiem, przekazującym sygnały z zewnątrz komórki do celów wewnątrzkomórkowych, które same przekazują sygnały do ​​cząsteczek, aby zainicjować lub zakończyć reakcje. Wiązanie hormonu z receptorem błony komórkowej jest jednym ze sposobów aktywacji sygnalizacji wapniowej.

Ważny metabolizm komórkowy zachodzi w błonach komórkowych, w organellach, takich jak mitochondria lub retikulum endoplazmatyczne (ER). Badania na drożdżach pokazują jednak, że większość metabolizmu komórkowego zachodzi w cytozolu. W nim małe cząsteczki są rozkładane lub syntetyzowane, aby zapewnić budulec większych cząsteczek, zwanych makrocząsteczkami . Białko jest przykładem makrocząsteczki, a synteza białka zachodzi w matrycy cytoplazmatycznej.

Wygląda na to, że stężenie cząsteczek w cytozolu jest bardzo wysokie, co prowadzi do zjawiska zwanego stłoczeniem makrocząsteczkowym. Oznacza to, że pojedyncza cząsteczka ma mniej miejsca na przeprowadzenie swojej reakcji, zwiększając w ten sposób względne stężenie innych cząsteczek. Szacunki szybkości wiązania białka i reakcji chemicznych przeprowadzanych w eksperymentalnych testach biochemicznych mogą nie mieć zastosowania do tego, co faktycznie dzieje się w komórce z powodu tego efektu stłoczenia.

W macierzy cytoplazmatycznej występuje kilka dużych kompleksów. Na przykład istnieją proteasomy . Są to duże zespoły kompleksów białkowych, które degradują białka znajdujące się w cytozolu. Ponadto inne białka o podobnych funkcjach łączą się w kompleksy, dzięki czemu mogą przekazywać swój produkt bezpośrednio z jednego enzymu do drugiego. To sprawia, że ​​ogólna reakcja jest bardziej wydajna i jest znana jako channeling .