Cytosol

Das Cytosol oder Cytosol ist in der Zellbiologie die flüssige Phase, in der die in den Zellen vorhandenen cytoplasmatischen Organellen baden . Das Cytosol bildet mit dem Cytoskelett das Hyaloplasma . Bei Prokaryoten wird DNA in das durch die Plasmamembran begrenzte Hyaloplasma gebadet , während sie bei Eukaryoten durch die Kernmembran vom Hyaloplasma getrennt wird .

Etymologie

Der Ursprung des Cytosols ist Cyto- , ein Präfix, das die Zelle und das Sol für die flüssige Lösung angibt.

Die Hyaloplasma hat für Etymologie des antiken griechischen ὕαλος, hyalos ( „Glas“, „Kristall“) und durch die Erweiterung ( „transparent“) und -plasm . Der Begriff wird von Pfeffer ( 1877 ) geprägt, um die halbflüssige Grundsubstanz des Zytoplasmas zu bezeichnen.

Unterschiede

Das Cytosol ist die halbflüssige Fraktion des Cytoplasmas, die Zellorganellen badet.

Das Zytoplasma besteht daher insgesamt aus dem Zytosol und den Organellen. Es nimmt den Raum zwischen dem Kern und der Plasmamembran ein.

Zwischen Cytosol und Hyaloplasma

Viele Artikel erwähnen eine Äquivalenz zwischen Cytosol und Hyaloplasma. Andere erinnern sich im Gegenteil daran, dass das Hyaloplasma aus dem Cytosol und dem Cytoskelett besteht :

Cytosol erhalten wird durch differentielle Zentrifugation die die Organellen trennt; Dies ist der letzte Zentrifugationsüberstand.
Das Zytoskelett besteht aus Aktin- Mikrofilamenten , Zwischenfilamenten und Mikrotubuli .

Andere Quellen behalten sich den Namen Cytosol für tierische Zellen und ansonsten für Hyaloplasma vor.

Beschreibung

Das Cytosol stellt die flüssige Phase dar, in der die cytoplasmatischen Organellen baden, dh das Morphoplasma : der Kern, das körnige endoplasmatische Retikulum (REG), das glatte endoplasmatische Retikulum (REL), der Golgi-Apparat , die verschiedenen Vakuolen , Peroxisomen , Mitochondrien und Chloroplasten (in Pflanzen). Es wird von der Plasmamembran und der Kernhülle begrenzt und enthält nur lösliche Substanzen (zu denen auch Proteine, Enzyme und RNA gehören).

Sein Aussehen ist körnig, aber erst nach der Fixierung durch Elektronenmikroskopie , während es in der optischen Mikroskopie optisch leer erscheint. Wir können jedoch immer noch zwischen Vakuolen oder Lipidkügelchen und Glykogenpartikeln unterscheiden . Diese lipid- und glykogenen Enklaven können von der Zelle zur Energiegewinnung genutzt werden und verschwinden dann.

Lipidkügelchen

Diese Lipid-Enklaven mit einem Durchmesser von wenigen Mikrometern können in allen Zellen existieren. Sie haben keine Membran. Die Fettzellen des Bindegewebes stellen eine fortgeschrittene Form der geeigneten Zelldifferenzierungsspeicherung von Lipiden ( Triglyceriden ) dar.

Glykogenpartikel

Ihre Topographie (oft in der Nähe des REL) und die Anzahl dieser Partikel hängen von der Physiologie der Zelle ab. Diese Partikel werden in zwei Typen unterschieden:

Isolierte kugelförmige Partikel (15-30 nm Durchmesser), die im Zytoplasma von Muskelzellen und neutrophilen Granulozyten vorhanden sind.
Muriforme Partikel (100-200 nm Durchmesser) sind im Zytoplasma von Leberzellen vorhanden.

Biochemische Konstitution

Wasser im Cytosol

Es macht durchschnittlich 85% des Cytosols aus und kommt in drei Formen vor:

Gebundenes Wasser, das an der Konstitution von Makromolekülen beteiligt ist.
Hydratwasser, das elektrostatisch an polare Gruppen von Makromolekülen gebunden ist.
Freies Wasser, das nur 1/3 der gesamten Wassermoleküle ausmacht.

Moleküle im Cytosol

Die Mehrheit der Nicht-Proteinmoleküle, aus denen es besteht, hat eine Molekülmasse von weniger als 300 Da. Diese kleinen Moleküle stellen eine Mischung von großer Komplexität dar, da der Zellstoffwechsel der Zellen, die sie transformieren oder produzieren (sogenannte Metaboliten ), extrem unterschiedlich ist. Es gibt bis zu 200.000 verschiedene kleine Moleküle für Pflanzen und bis zu 1.000 für Bäckerhefen oder Escherichia coli .

Kleine Moleküle: anorganische Ionen ( in großen Mengen und nur sehr wenige und (in großen Mengen in extrazellulären Medium) in der osmotischen Druck beteiligt ist ), divalente Kationen und (oft als Chelat von großen Proteinmolekülen), gelöste Gas ( , , etc.) $K ^ {+}$ $Na ^ {+}$ $Cl ^ {-}$ ${\ displaystyle Mg ^ {2+}}$ ${\ displaystyle Ca ^ {2+}}$ ${\ displaystyle CO_ {2}}$ $O_2$
Mittelgroße Moleküle: Kohlenhydrate , Lipide, Aminosäuren , Nukleotide und verschiedene Metaboliten .
Wasserlösliche Makromoleküle: Proteine , Polysaccharide , Glykoproteine , lösliche Nukleinsäuren usw.

Biochemische Bedingungen der Umwelt

Der pH-Wert der löslichen Phase ist stabil: pH 7, mit Ausnahme kleiner Abweichungen in Abhängigkeit von der Kompartimentierung durch die Cytomembranen. Mit seinen in einem salzigen wässrigen Medium suspendierten Makromolekülen hat das Cytosol eine viermal höhere Viskosität als Wasser und entspricht einem Kolloidgel .

Rollen und physiologische Aktivitäten des Cytosols

Sie sind in vier Funktionsarten unterteilt.

Energieerzeugungsstandort

Glykolyse : Die Glykolyse ist eine Reihe von zehn Redoxreaktionen, die jeweils durch ein bestimmtes Enzym katalysiert werden, das im Cytosol in anaerober Umgebung auftritt und ein Glucosemolekül zunächst in zwei Trios umwandelt, die dann unter Synthese von zwei Brenztraubensäuremolekülen oxidiert werden zwei ATP- Moleküle und zwei NAD in 2NADH + 2H + reduzieren .

Makromolekülreserve

Regulierung des intra- und extrazellulären pH-Werts dank der großen Menge an Wasser und Ionen.
Energiereserve dank lipid- und glykogener Vakuolen.
Materialreserve für den Bau makromolekularer Gebäude.
Aktivierung bestimmter Moleküle durch Phosphorylierung .
Transit von Proteinmolekülen und Makromolekülen.

Kreuzung von Stoffwechselwegen

Es ist am Anabolismus und Katabolismus von Kohlenhydraten, Aminosäuren, Fettsäuren und Nukleotiden beteiligt.

Signaltransduktion

Es überträgt Signale von der Plasmamembran an Organellen und den Kern.

Anmerkungen und Referenzen

" Das Hyaloplasma oder Cytosol " auf URED Douala (abgerufen am 7. Januar 2018 )
" Das Zytoplasma und das Zytosol " auf Ma Biologie (abgerufen am 7. Januar 2018 )
" Zellbiologie: Zytoplasma " , auf www.vetopsy.fr (abgerufen am 7. Januar 2018 )
„ Hyaloplasma: Definitionen und Erklärungen “ auf Aquaportail ,28. Oktober 2010(abgerufen am 7. Januar 2018 )
" Cytosol " auf Futura Santé (abgerufen am 7. Januar 2018 )

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