Citosol

Citosol je tekoči del vsebine človeške celice in s tem del citoplazme. Citosol sestavlja približno 80% vode, preostali del je razdeljen na beljakovine, lipide, nukleotide, sladkorje in ione. Služijo pomembnim presnovnim procesom, ki potekajo v vodnem do viskoznem citosolu.

Kaj je citosol?

Tekočino v gelu podobno sestavino vseh evkariontskih celic imenujemo citosol in je tako del citoplazme, celotne vsebnosti celic. Citosol ima približno 80-odstotno vsebnost vode z velikim številom različnih raztopljenih snovi, kot so beljakovine, minerali, kationi, anioni, sladkorji, encimi, vitamini, hormoni in številne druge molekule in spojine, ki so potrebne za vmesne presnovne procese.

Druge snovi, ki so potrebne tudi za vmesni metabolizem, vendar niso topne v vodi, se nahajajo v organelih ali posebnih mehurčkih, v drobnih mehurčkih, ki jih obdaja membrana. Vakuole tvorijo predelke, podobne veziklom, vendar veliko večje. Imajo pomembno vlogo pri fagocitozi, vključevanju tujih snovi ali tujih organizmov in začasni vključitvi izločki. Citosol prehaja z gosto in nenehno spreminjajočo se mrežo, citoskeletom. Sestavljen je iz aktinskih filamentov, vmesnih filamentov in mikrotubul.

Citoskelet se uporablja za mehansko notranjo in zunanjo stabilizacijo celice, deluje pa tudi s citosolom. Številni presnovni procesi v citosolu, kot so sinteza in razpad aminokislin, tvorba polipeptidov kot predhodnika proizvodnje beljakovin, glikolitični procesi in še marsikaj drugega, delujejo le v sodelovanju določenih komponent citoskeleta s citosolom in v izmenjavi s zaprtimi organeli in vezikli.

Funkcija, učinek in naloge

V citosolu vzporedno teče veliko število encimsko nadzorovanih presnovnih procesov, od katerih so nekateri med seboj nezdružljivi. Evolucija večceličnih organizmov (evkarioti) je zato ustvarila možnost razmejitve drobnih območij znotraj citosola z uporabo membran, tako imenovanih celičnih oddelkov.

Zaradi tvorbe ločenih organelov se lahko vezikule, vakuole in drugi celični oddelki vzporedno vključijo razgradni in regenerirajoči encimi v isti celici v nasprotne presnovne procese. Ena glavnih funkcij citosola je izmenjava snovi v sodelovanju z deli citoskeleta in oddelki, to je sprostitev potrebnih snovi in ​​absorpcija drugih snovi, ki jih ne potrebujemo ali ne potrebujemo več, da bi jih reciklirali ali posredovali v odstranjevanje. Druga pomembna naloga citosola je, da v sodelovanju s citoskeletom, zlasti z mikrotubuli, prevzame in organizira prevoze znotraj celice.

Da bi se spopadel z različnimi transportnimi nalogami, lahko citosol zelo hitro spremeni svojo viskoznost iz vodne v gelasto in obratno. Množica biokemičnih pretvorb, ki jih katalitsko nadzirajo encimi, vitamini in hormoni, vključujejo tudi procese oksidacije in redukcije, tako imenovane redoks reakcije, ki se ne odvijajo samo v mitohondrijah. Mitohondrije so celične organele z lastno RNA, ki igrajo glavno vlogo prek tako imenovane dihalne verige, v kateri med drugim pride do redoks reakcij med adenosin trifosfatom (ATP) in adenozin-difosfatom (ADP). Celice, ki so zaradi svojih nalog zelo lačne energije, lahko vsebujejo več tisoč mitohondrij.

Citosol ne vsebuje samo molekul in spojin, potrebnih za omogočanje ustreznih procesov sinteze ali razgradnje, ampak del procesov genetskega prevajanja poteka tudi znotraj citosola. Tako imenovana messenger RNA, kopije komplementarnih sekvenc nukleinske kisline RNA, se v citosolu pretvorijo v sintezo predhodnikov proteinov (peptidov in polipeptidov), to je v ustrezno zaporedje aminokislin.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Citosol, tekoči del citoplazme, se že tvori med celično delitvijo. Njegova sestava se nadzira hormonsko in encimsko z medcelično in zunajcelično izmenjavo snovi. Citosol ima različno sestavo, odvisno od vrste celice in situacije, in kot je bilo že omenjeno, se lahko hitro spreminja v viskoznosti, od tekoče do gelirane in obratno.

Hidrofobne spojine, ki jih zahteva celica in jih ni mogoče raztopiti v vodnem citosolu, shranimo v premične vezikle ali vakuole in jih transportiramo do kraja, kjer je to potrebno. Obstaja tudi izmenjava snovi s celicnim jedrom, ki je od citosola ločeno z dvojno membrano, ki običajno poteka skozi jedrske pore v celični membrani. Optimalnih vrednosti ali parametrov citosola ni mogoče podati zaradi različne sestave, odvisno od vrste in situacije celice.

Bolezni in motnje

Številne naloge in funkcije, ki jih komponente citoplazme - vključno s citosolom - izpolnjujejo, nakazujejo, da lahko presnovni procesi prekinejo ali popolnoma izklopijo zaradi učinkov toksinov ali bolezni, ki imajo rahle do resne posledice za celoten organizem.

Zlasti lahko moti izmenjavo snovi med mitohondriji in citosolom. Znanih je več različnih vzrokov mitohondrijske bolezni, od katerih je nekaj lahko tudi genetskih. Običajno je oskrba celic z energijo nezadostna, kar vodi v simptome, kot so mišična oslabelost in splošna stanja izčrpanosti. Če obstajajo simptomi pomanjkanja ali sindromi pomanjkanja, ponavadi ni motena presnova v citosolu vzrok težave, ampak neustrezna oskrba.

Znana, čeprav redka, genetska bolezen je Brodyjeva miopatija. Genska okvara vodi do zmanjšane aktivnosti Ca2 + -ATPaze v skeletnih mišicah, tako da pride do kopičenja Ca2 + ionov v citosolu. To pomeni, da se lahko skeletne mišice sprostijo le po kontrakciji z zamudo.