cytosolen

cytosolen är den flytande delen av innehållet i en mänsklig cell och därmed en del av cytoplasma. Cytosolen består av cirka 80% vatten, den återstående delen delas upp i proteiner, lipider, nukleotider, sockerarter och joner. De tjänar viktiga metaboliska processer som äger rum i vattnet till viskös cytosol.

Vad är cytosol?

Vätskan till gelliknande komponenten i alla eukaryota celler kallas cytosolen och utgör således en del av cytoplasman, det totala innehållet i cellerna. Cytosol har cirka 80 procent vattenhalt med ett stort antal olika lösta ämnen som proteiner, mineraler, katjoner, anjoner, sockerarter, enzymer, vitaminer, hormoner och många andra molekyler och föreningar som krävs för mellanliggande metaboliska processer.

Andra ämnen, som också krävs för mellanliggande ämnesomsättning men som inte är lösliga i vatten, finns i organeller eller speciella vesiklar, i små vesiklar som är omgivna av ett membran. Vakuolerna bildar fack som liknar vesiklarna men mycket större. De spelar en viktig roll i fagocytos, införande av främmande ämnen eller främmande organismer och tillfällig införlivande av sekretioner. Cytosolen korsas av ett tätt och ständigt föränderligt nätverk, cytoskeletten. Den består av aktinfilament, mellanfilament och mikrotubuli.

Cytoskeletten används för mekanisk inre och yttre stabilisering av cellen, men interagerar också med cytosolen. Många metabola processer i cytosol, såsom syntes och nedbrytning av aminosyror, bildning av polypeptider som föregångare till produktion av proteiner, glykolytiska processer och mycket mer, fungerar bara i samarbete med vissa komponenter i cytoskeletten med cytosolen och i utbyte med de slutna organellerna och vesiklarna.

Funktion, effekt och uppgifter

Ett stort antal enzymatiskt kontrollerade metaboliska processer körs parallellt i cytosolen, varav några är oförenliga med varandra. Utvecklingen av flercelliga organismer (eukaryoter) har därför skapat möjligheten att avgränsa små områden i cytosolen med hjälp av membran, så kallade cellfack.

På grund av bildandet av separerade organeller, vesiklar, vakuoler och andra cellfack kan nedbrytande och regenererande enzymer i samma cell parallellt involveras i motsatta metaboliska processer. En av cytosolens huvudfunktioner är att utbyta ämnen i samarbete med delar av cytoskeletten och facken, dvs att frigöra nödvändiga ämnen och att absorbera andra ämnen som inte eller inte längre behövs för att återvinna dem eller vidarebefordra dem för bortskaffande. En annan viktig uppgift för cytosolen är, i samarbete med cytoskelettet, särskilt med mikrotubulerna, att ta över och organisera transporter inom cellen.

För att hantera de olika transportuppgifterna kan cytosolen ändra sin viskositet mycket snabbt från vattenhaltig till gelliknande och vice versa. Mängden biokemiska omvandlingar som katalytiskt styrs av enzymer, vitaminer och hormoner inkluderar också oxidations- och reduktionsprocesser, så kallade redoxreaktioner, som inte bara äger rum i mitokondrierna. Mitokondrier är cellorganeller med sitt eget RNA som spelar en viktig roll via den så kallade andningskedjan, där bland annat redoxreaktioner mellan adenosintrifosfat (ATP) och adenosindifosfat (ADP). Celler som är mycket hungriga efter energi på grund av sina uppgifter kan innehålla flera tusen mitokondrier.

Cytosolen rymmer inte bara molekylerna och föreningarna som krävs för att möjliggöra motsvarande syntes- eller nedbrytningsprocesser, utan en del av de genetiska translateringsprocesserna sker också inom cytosolen. Så kallade messenger-RNA, kopior av de komplementära nukleinsyrasekvenserna av RNA, omvandlas i cytosolen till syntes av prekursorer för proteiner (peptider och polypeptider), dvs till en motsvarande aminosyrasekvens.

Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden

Cytosol, den flytande delen av cytoplasma, bildas redan under celldelning. Dess sammansättning styrs hormonellt och enzymatiskt via intercellulärt och extracellulärt utbyte av ämnen. Cytosolen har en annan komposition beroende på celltypen och situationen och kan, som redan nämnts, variera i viskositet i snabb följd från vätska till gelliknande och vice versa.

Hydrofoba föreningar som krävs av cellen som inte kan lösas i den vattenhaltiga cytosolen lagras i mobila vesiklar eller vakuoler och transporteras till den plats där de behövs. Det finns också ett utbyte av ämnen med cellkärnan, som separeras från cytosolen med ett dubbelmembran, som normalt sker via kärnporerna i cellmembranet. Optimala värden eller parametrar för cytosolen kan inte anges på grund av olika sammansättning beroende på celltyp och situation.

Sjukdomar och störningar

Överflödet av uppgifter och funktioner som komponenter i cytoplasma - inklusive cytosol - uppfyller, antyder att metaboliska processer kan avbrytas eller helt stängas av genom effekter av gifter eller sjukdomar, med små till allvarliga konsekvenser för hela organismen.

I synnerhet kan utbytet av ämnen mellan mitokondrierna och cytosolen störas. Många olika orsaker till mitokondriesjukdom är kända, av vilka några också kan vara genetiska. Vanligtvis är energiförsörjningen i cellerna otillräcklig, vilket leder till symtom som muskelsvaghet och allmänna utmattningstillstånd. Om det finns bristsymtom eller bristsyndrom är det vanligtvis inte en störd ämnesomsättning i cytosolen som är orsaken till problemet utan en otillräcklig tillgång.

En välkänd, om än sällsynt, genetisk sjukdom är Brodys myopati. Den genetiska defekten leder till en reducerad aktivitet av ett Ca2 + -ATPas i skelettmusklerna, så att det finns en ansamling av Ca2 + -joner i cytosolen. Detta innebär att skelettmusklerna bara kan slappna av efter en sammandragning med försening.