cytosol

cytosol je tekutá časť obsahu ľudskej bunky, a teda súčasť cytoplazmy. Cytosol obsahuje asi 80% vody, zvyšná časť je rozdelená na proteíny, lipidy, nukleotidy, cukry a ióny. Slúžia dôležitým metabolickým procesom, ktoré prebiehajú vo vodnom až viskóznom cytosole.

Čo je cytosol?

Kvapalná až gélovitá zložka všetkých eukaryotických buniek sa nazýva cytosol a je teda súčasťou cytoplazmy, celkového obsahu buniek. Cytosol má približne 80% obsahu vody s veľkým množstvom rôznych rozpustených látok, ako sú proteíny, minerály, katióny, anióny, cukry, enzýmy, vitamíny, hormóny a mnoho ďalších molekúl a zlúčenín, ktoré sú potrebné pre prechodné metabolické procesy.

Ďalšie látky, ktoré sú potrebné aj pre medziproduktový metabolizmus, ale nie sú rozpustné vo vode, sa nachádzajú v organelách alebo špeciálnych vezikulách, v malých vezikulách obklopených membránou. Vakuoly tvoria kompartmenty podobné vezikulám, ale oveľa väčšie. Zohrávajú dôležitú úlohu pri fagocytóze, zahrnutí cudzích látok alebo cudzích organizmov a dočasnom zahrnutí sekrétov. Cytosol prechádza hustá a neustále sa meniaca sieť, cytoskelet. Skladá sa z aktínových vlákien, medziproduktov a mikrotubulov.

Cytoskelet sa používa na mechanickú vnútornú a vonkajšiu stabilizáciu bunky, ale tiež interaguje s cytosolom. Mnoho metabolických procesov v cytosole, ako je syntéza a rozklad aminokyselín, tvorba polypeptidov ako prekurzora produkcie proteínov, glykolytických procesov a omnoho viac, funguje iba v spolupráci určitých zložiek cytoskeletu s cytosolom a výmenou za uzavreté organely a vezikuly.

Funkcia, účinok a úlohy

V cytosole prebieha paralelne veľký počet enzymaticky riadených metabolických procesov, z ktorých niektoré sú navzájom nekompatibilné. Vývoj mnohobunkových organizmov (eukaryoty) preto vytvoril možnosť vymedzenia malých oblastí v cytosóle pomocou membrán, tzv. Bunkových kompartmentov.

V dôsledku tvorby oddelených organel, vezikúl, vakuol a ďalších kompartmentov buniek môžu byť degradujúce a regenerujúce enzýmy v tej istej bunke zapojené paralelne do opačných metabolických procesov. Jednou z hlavných funkcií cytosolu je výmena látok v spolupráci s časťami cytoskeletu a kompartmentov, t. J. Uvoľňovanie požadovaných látok a absorpcia ďalších látok, ktoré už nie sú potrebné alebo potrebné, aby sa recyklovali alebo ich odovzdali na zneškodnenie. Ďalšou dôležitou úlohou cytosolu je v spolupráci s cytoskeletom, najmä s mikrotubulami, prevziať a organizovať transport v bunke.

Za účelom zvládnutia rôznych transportných úloh môže cytosol veľmi rýchlo zmeniť svoju viskozitu z vodnej na gélovú a naopak. Množstvo biochemických konverzií katalyzovaných enzýmami, vitamínmi a hormónmi zahŕňa aj oxidačné a redukčné procesy, tzv. Redoxné reakcie, ku ktorým dochádza nielen v mitochondriách. Mitochondrie sú bunkové organely s vlastnou RNA, ktoré hrajú hlavnú úlohu prostredníctvom takzvaného respiračného reťazca, v ktorom okrem iného redoxné reakcie medzi adenozíntrifosfátom (ATP) a adenozín difosfátom (ADP). Bunky, ktoré kvôli svojim úlohám veľmi túžia po energii, môžu obsahovať niekoľko tisíc mitochondrií.

Cytosol drží nielen molekuly a zlúčeniny potrebné na umožnenie zodpovedajúcich procesov syntézy alebo degradácie, ale časť procesov genetickej translácie sa uskutočňuje aj v cytosole. Takzvaná messengerová RNA, kópie komplementárnych sekvencií nukleových kyselín RNA, sa premieňajú v cytosole na syntézu prekurzorov proteínov (peptidov a polypeptidov), t. J. Na zodpovedajúcu sekvenciu aminokyselín.

Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

Cytosol, tekutá časť cytoplazmy, sa už tvorí pri delení buniek. Jeho zloženie je kontrolované hormonálne a enzymaticky prostredníctvom medzibunkovej a extracelulárnej výmeny látok. Cytosol má odlišné zloženie v závislosti od typu bunky a situácie a, ako už bolo uvedené, sa môže meniť vo viskozite v rýchlom slede od kvapaliny po gél a naopak.

Hydrofóbne zlúčeniny vyžadované bunkou, ktoré sa nemôžu rozpustiť vo vodnom cytosole, sa skladujú v mobilných vezikulách alebo vakuolách a prepravujú sa na miesto, kde sú potrebné. Vyskytuje sa tiež výmena látok s bunkovým jadrom, ktoré je oddelené od cytosolu dvojitou membránou, ktorá sa zvyčajne uskutočňuje cez jadrové póry v bunkovej membráne. Optimálne hodnoty alebo parametre cytosolu nemôžu byť dané kvôli rôznemu zloženiu v závislosti od typu bunky a situácie.

Choroby a poruchy

Veľké množstvo úloh a funkcií, ktoré zložky cytoplazmy - vrátane cytosolu - plnia, naznačuje, že metabolické procesy môžu byť narušené alebo úplne zastavené účinkami toxínov alebo chorôb, s malými až vážnymi následkami pre celý organizmus.

Môže byť narušená najmä výmena látok medzi mitochondriami a cytosolom. Je známych veľa rôznych príčin mitochondriálnych chorôb, z ktorých niektoré môžu byť tiež genetické. Zvyčajne nie je dostatočný prísun energie do buniek, čo vedie k príznakom, ako sú svalová slabosť a celkové stavy vyčerpania. Ak existujú príznaky deficitu alebo syndrómy deficitu, príčinou problému nie je zvyčajne narušený metabolizmus v cytosóle, ale neadekvátna zásoba.

Známym, aj keď zriedkavým, genetickým ochorením je Brodyho myopatia. Genetický defekt vedie k zníženej aktivite Ca2 + -ATPázy v kostrových svaloch, takže dochádza k akumulácii iónov Ca2 + v cytosóle. To znamená, že kostrové svaly sa môžu uvoľniť až po kontrakcii s oneskorením.