Cytosol

Cytosol je kapalná část obsahu lidské buňky a tedy část cytoplazmy. Cytosol sestává z asi 80% vody, zbývající část je rozdělena na proteiny, lipidy, nukleotidy, cukry a ionty. Slouží důležitým metabolickým procesům, které probíhají ve vodném až viskózním cytosolu.

Co je to cytosol?

Kapalná až gelovitá složka všech eukaryotických buněk se nazývá cytosol a je tedy součástí cytoplazmy, tedy celkového obsahu buněk. Cytosol obsahuje přibližně 80 procent vody s velkým počtem různých rozpuštěných látek, jako jsou proteiny, minerály, kationty, anionty, cukry, enzymy, vitamíny, hormony a mnoho dalších molekul a sloučenin, které jsou potřebné pro přechodné metabolické procesy.

Další látky, které jsou také potřebné pro intermediární metabolismus, ale nejsou rozpustné ve vodě, jsou umístěny v organelách nebo speciálních váčcích, v malých váčcích obklopených membránou. Vakuoly tvoří kompartmenty podobné vezikulám, ale mnohem větší. Hrají důležitou roli ve fagocytóze, začlenění cizích látek nebo cizích organismů a dočasném začlenění sekrecí. Cytosol prochází hustá a neustále se měnící síť, cytoskelet. Skládá se z aktinových filamentů, mezilehlých filamentů a mikrotubulů.

Cytoskelet se používá pro mechanickou vnitřní a vnější stabilizaci buňky, ale také interaguje s cytosolem. Mnoho metabolických procesů v cytosolu, jako je syntéza a štěpení aminokyselin, tvorba polypeptidů jako prekurzoru produkce proteinů, glykolytických procesů a mnohem více, funguje pouze ve spolupráci určitých složek cytoskeletu s cytosolem a ve výměně s uzavřenými organely a vesikuly.

Funkce, efekt a úkoly

V cytosolu probíhá paralelně velké množství enzymaticky řízených metabolických procesů, z nichž některé jsou vzájemně nekompatibilní. Evoluce mnohobuněčných organismů (eukaryoty) proto vytvořila možnost vymezení malých oblastí v cytosolu pomocí membrán, tzv. Buněčných kompartmentů.

Díky tvorbě oddělených organel, vesikul, vakuol a dalších buněčných kompartmentů mohou být degradující a regenerující enzymy ve stejné buňce zapojeny paralelně do opačných metabolických procesů. Jednou z hlavních funkcí cytosolu je výměna látek ve spolupráci s částmi cytoskeletu a kompartmentů, tj. Uvolňování požadovaných látek a absorpce dalších látek, které již nejsou nebo již nejsou nutné, aby se recyklovaly nebo předaly k likvidaci. Dalším důležitým úkolem cytosolu je ve spolupráci s cytoskeletem, zejména s mikrotubuly, převzít a organizovat transport uvnitř buňky.

Za účelem zvládnutí různých transportních úkolů může cytosol velmi rychle změnit svou viskozitu z vodné na gelovou a naopak. Množství biochemických přeměn katalyzovaných enzymy, vitamíny a hormony zahrnuje také oxidační a redukční procesy, tzv. Redoxní reakce, k nimž dochází nejen v mitochondriích. Mitochondrie jsou buněčné organely s vlastní RNA, které hrají hlavní roli prostřednictvím tzv. Respiračního řetězce, ve kterém mimo jiné redoxní reakce mezi adenosintrifosfátem (ATP) a adenosin difosfátem (ADP). Buňky, které mají kvůli svým úkolům velký hlad po energii, mohou obsahovat několik tisíc mitochondrií.

Cytosol drží nejen molekuly a sloučeniny potřebné pro umožnění odpovídajících syntézních nebo degradačních procesů, ale část genetických translačních procesů také probíhá v cytosolu. Takzvaná messengerová RNA, kopie komplementárních sekvencí nukleových kyselin RNA, jsou přeměněny v cytosolu na syntézu prekurzorů proteinů (peptidů a polypeptidů), tj. Na odpovídající sekvenci aminokyselin.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

Cytosol, tekutá část cytoplazmy, se již tvoří při dělení buněk. Jeho složení je řízeno hormonálně a enzymaticky prostřednictvím mezibuněčné a extracelulární výměny látek. Cytosol má odlišné složení v závislosti na typu buňky a situaci a, jak již bylo uvedeno, může kolísat ve viskozitě v rychlém sledu od kapalné po gelovou a naopak.

Hydrofobní sloučeniny vyžadované buňkou, které nemohou být rozpuštěny ve vodném cytosolu, jsou uloženy v mobilních váčcích nebo vakuolách a transportovány na místo, kde jsou potřeba. Rovněž dochází k výměně látek s buněčným jádrem, které je od cytosolu odděleno dvojitou membránou, k čemuž normálně dochází přes póry v buněčné membráně. Optimální hodnoty nebo parametry cytosolu nemohou být dány kvůli různému složení v závislosti na typu buňky a situaci.

Nemoci a poruchy

Množství úkolů a funkcí, které složky cytoplazmy - včetně cytosolu - splňují, naznačuje, že metabolické procesy mohou být narušeny nebo úplně vypnuty vlivem toxinů nebo nemocí, s malými až vážnými důsledky pro celý organismus.

Zejména může být narušena výměna látek mezi mitochondrií a cytosolem. Je známo mnoho různých příčin mitochondriálních chorob, z nichž některé mohou být také genetické. Obvykle je nedostatek energie v buňkách, což vede k příznakům, jako je svalová slabost a celkové stavy vyčerpání. Pokud existují příznaky nedostatku nebo syndromy nedostatku, příčinou problému obvykle není narušený metabolismus v cytosolu, ale neadekvátní zásobování.

Brodyho myopatií je známým, byť vzácným genetickým onemocněním. Genetický defekt vede ke snížené aktivitě Ca2 + -ATPázy v kosterních svalech, takže dochází k hromadění iontů Ca2 + v cytosolu. To znamená, že kosterní svaly se mohou uvolnit až po kontrakci se zpožděním.