cytosol

cytosol er den flytende delen av innholdet i en menneskelig celle og dermed en del av cytoplasmaet. Cytosol består av rundt 80% vann, den gjenværende delen er delt inn i proteiner, lipider, nukleotider, sukkerarter og ioner. De serverer viktige metabolske prosesser som foregår i den vandige til viskøse cytosolen.

Hva er cytosol?

Væsken til gel-lignende komponent i alle eukaryote celler kalles cytosol og er dermed en del av cytoplasma, det totale innholdet i cellene. Cytosol har omtrent 80 prosent vanninnhold med et stort antall forskjellige oppløste stoffer som proteiner, mineraler, kationer, anioner, sukker, enzymer, vitaminer, hormoner og mange andre molekyler og forbindelser som er nødvendige for mellomliggende metabolske prosesser.

Andre stoffer, som også er nødvendige for middels metabolisme, men ikke er oppløselige i vann, er lokalisert i organeller eller spesielle vesikler, i ørsmå vesikler som er omgitt av en membran. Vakuolene danner rom som tilsvarer vesiklene, men mye større. De spiller en viktig rolle i fagocytose, inkludering av fremmede stoffer eller fremmede organismer og midlertidig inkludering av sekresjoner. Cytosolen krysses av et tett og kontinuerlig skiftende nettverk, cytoskjelettet. Den består av aktinfilamenter, mellomfilamenter og mikrotubuli.

Cytoskjelettet brukes til mekanisk intern og ekstern stabilisering av cellen, men samhandler også med cytosolen. Mange metabolske prosesser i cytosol, for eksempel syntese og nedbrytning av aminosyrer, dannelse av polypeptider som forløper for produksjon av proteiner, glykolytiske prosesser og mye mer, fungerer bare i samarbeid med visse komponenter i cytoskjelettet med cytosol og i utveksling med de lukkede organeller og vesikler.

Funksjon, effekt og oppgaver

Et stort antall enzymatisk kontrollerte metabolske prosesser kjører parallelt i cytosolen, hvorav noen er inkompatible med hverandre. Utviklingen av flercellede organismer (eukaryoter) har derfor skapt muligheten for å avgrense bittesmå områder i cytosolen ved hjelp av membraner, såkalte cellekamre.

Gjennom dannelse av separerte organeller, vesikler, vakuoler og andre celleområder, kan nedbrytende og regenererende enzymer i den samme cellen involveres i motsatte metabolske prosesser parallelt. En av hovedfunksjonene til cytosolen er å utveksle stoffer i samarbeid med deler av cytoskjelettet og kamrene, dvs. å frigjøre nødvendige stoffer og absorbere andre stoffer som ikke eller ikke lenger er nødvendige for å resirkulere dem eller videresende dem til avhending. En annen viktig oppgave for cytosolen er, i samarbeid med cytoskjelettet, spesielt med mikrotubulene, å overta og organisere transporter i cellen.

For å takle de forskjellige transportoppgavene kan cytosol endre sin viskositet veldig raskt fra vandig til gel-lignende og omvendt. Mangfoldet av biokjemiske omdannelser som er katalytisk kontrollert av enzymer, vitaminer og hormoner inkluderer også oksidasjons- og reduksjonsprosesser, såkalte redoksreaksjoner, som ikke bare finner sted i mitokondriene. Mitokondrier er celleorganeller med sitt eget RNA som spiller en viktig rolle via den såkalte respirasjonskjeden, der blant annet redoksreaksjoner mellom adenosintrifosfat (ATP) og adenosindifosfat (ADP). Celler som er veldig sultne på energi på grunn av oppgavene sine, kan inneholde flere tusen mitokondrier.

Cytosolen inneholder ikke bare molekylene og forbindelsene som er nødvendige for å muliggjøre de tilsvarende syntese- eller nedbrytningsprosessene, men en del av de genetiske translasjonsprosessene foregår også i cytosolen. Såkalt messenger-RNA, kopier av de komplementære nukleinsyresekvensene til RNA, omdannes i cytosol til syntesen av forløpere til proteiner (peptider og polypeptider), dvs. til en tilsvarende sekvens av aminosyrer.

Utdanning, forekomst, egenskaper og optimale verdier

Cytosol, den flytende delen av cytoplasmaet, dannes allerede under celledeling. Sammensetningen kontrolleres hormonelt og enzymatisk via intercellulær og ekstracellulær utveksling av stoffer. Cytosol har en annen sammensetning avhengig av celletype og situasjon, og kan som allerede nevnt variere i viskositet i hurtig rekkefølge fra væske til gel-lignende og omvendt.

Hydrofobe forbindelser som kreves av cellen som ikke kan oppløses i den vandige cytosol, lagres i mobile vesikler eller vakuoler og transporteres til stedet der det er behov for det. Det er også en utveksling av stoffer med cellekjernen, som er separert fra cytosolen med en dobbel membran, som normalt foregår via kjerneporene i cellemembranen. Optimale verdier eller parametere for cytosolen kan ikke gis på grunn av den forskjellige sammensetningen avhengig av celletype og situasjon.

Sykdommer og lidelser

Overfloden av oppgaver og funksjoner som komponenter i cytoplasma - inkludert cytosol - oppfyller, antyder at metabolske prosesser kan bli forstyrret eller fullstendig slått av gjennom virkningene av giftstoffer eller sykdommer, med svake til alvorlige konsekvenser for hele organismen.

Spesielt kan utvekslingen av stoffer mellom mitokondriene og cytosolen forstyrres. Mange forskjellige årsaker til mitokondriesykdom er kjent, hvorav noen få også kan være genetiske. Vanligvis er energiforsyningen til cellene utilstrekkelig, noe som fører til symptomer som muskelsvakhet og generelle utmattelsestilstander. Hvis det er mangelsymptomer eller mangelsyndrom, er det vanligvis ikke en forstyrret metabolisme i cytosolen som er årsaken til problemet, men en mangelfull tilførsel.

En kjent, om enn sjelden, genetisk sykdom er Brodys myopati. Den genetiske defekten fører til redusert aktivitet av en Ca2 + -ATPase i skjelettmusklene, slik at det er en ansamling av Ca2 + -ioner i cytosolen. Dette betyr at skjelettmusklene bare kan slappe av etter en sammentrekning med forsinkelse.