Co to jest cytozol?

Cytozol to płynna część komórki znajdująca się poza jądrem i strukturami pokrytymi błonami, znanymi jako organelle. Jest to żel, w którym zachodzi większość metabolizmu komórki. Około 70% objętości komórki zwierzęcej składa się z cytozolu, dlatego jest on również znany jako płyn wewnątrzkomórkowy.

Płyn wewnątrzkomórkowy był pierwotnie znany jako protoplazma, zanim jeszcze wiele było wiadomo o zawartości komórek. Cytoplazma to bardziej specyficzny termin określający zawartość komórki w błonie komórkowej, z wyłączeniem jądra. Matryca cytoplazmatyczna to inne określenie cytozolu.

Wiele z tej matrycy komórkowej składa się z wody, ale jest w niej wiele rozpuszczonych substancji. Istnieją jony, małe cząsteczki organiczne i większe cząsteczki, takie jak białka rozpuszczalne w wodzie. Filamenty składające się na cytoszkielet znajdują się również w macierzy cytoplazmatycznej.

Stężenie jonów wewnątrz cytozolu może znacznie różnić się od tych na zewnątrz komórki. Może to mieć konsekwencje fizjologiczne dla organizmu. Na przykład stężenie dodatnich jonów potasu jest znacznie wyższe, podczas gdy stężenie ujemnych jonów sodu jest znacznie niższe. Komórka wypompowuje ujemne jony sodu i chloru z komórki, aby zapobiec wchłanianiu przez nie nadmiernej ilości wody.

W cytozolu jest bardzo mało wapnia. Wapń jest powszechnym przekaźnikiem wtórnym, przekazującym sygnały z zewnątrz komórki do celów wewnątrzkomórkowych, które same przekazują sygnały do ​​cząsteczek w celu zainicjowania lub zakończenia reakcji. 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 z drożdżami pokazują jednak, że większość metabolizmu komórkowego zachodzi w cytozolu. W nim małe cząsteczki są degradowane lub syntetyzowane, aby zapewnić elementy budulcowe dla większych cząsteczek, znanych jako makrocząsteczki. Białko jest przykładem makrocząsteczki, a synteza białek zachodzi w macierzy cytoplazmatycznej.

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

W macierzy cytoplazmatycznej znajduje się kilka dużych kompleksów. Na przykład istnieją proteasomy. Są to duże zespoły kompleksów białkowych, które degradują białka znajdujące się w cytozolu. Również 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.