Wat is de Cytosol?
Het cytosol is het vloeibare deel van de cel dat zich buiten de kern bevindt en de structuren bedekt met membranen, bekend als organellen. Het is een gel waarin het grootste deel van het metabolisme van de cel plaatsvindt. Ongeveer 70% van het volume van een dierlijke cel bestaat uit het cytosol, dus het is ook bekend als intracellulaire vloeistof .
De intracellulaire vloeistof was oorspronkelijk bekend als protoplasma voordat er veel bekend was over de inhoud van cellen. Het cytoplasma is een meer specifieke term voor de inhoud van een cel in het celmembraan, exclusief de kern. De cytoplasmatische matrix is een andere term voor het cytosol.
Veel van deze cellulaire matrix bestaat uit water, maar er zijn veel dingen in opgelost. Er zijn ionen, kleine organische moleculen en grotere moleculen, zoals in water oplosbare eiwitten. De filamenten waaruit het cytoskelet bestaat, worden ook gevonden in de cytoplasmatische matrix.
De concentratie ionen in het cytosol kan sterk verschillen van die buiten de cel. Dit kan fysiologische implicaties hebben voor het organisme. De concentratie positieve kaliumionen is bijvoorbeeld veel hoger, terwijl de negatieve natriumionconcentratie veel lager is. De cel pompt negatieve natrium- en chloride-ionen uit de cel om te voorkomen dat ze overmatige hoeveelheden water opnemen.
Er zit heel weinig calcium in het cytosol. Calcium is een algemene secundaire boodschapper die signalen van buiten de cel doorgeeft aan intracellulaire doelen die zelf signalen doorgeven aan moleculen om reacties te initiëren of te beëindigen. De binding van een hormoon aan een celmembraanreceptor is een manier waarop calciumsignalering kan worden geactiveerd.
Belangrijk cellulair metabolisme vindt plaats in celmembranen, in organellen zoals de mitochondria of het endoplasmatisch reticulum (ER). Studies met gist tonen echter aan dat het grootste deel van het metabolisme van de cel plaatsvindt in de cytosol. Daarin worden kleine moleculen afgebroken of gesynthetiseerd om de bouwstenen te vormen voor grotere moleculen, bekend als macromoleculen . Een eiwit is een voorbeeld van een macromolecuul en eiwitsynthese vindt plaats in de cytoplasmatische matrix.
Het lijkt erop dat de concentratie van moleculen erg hoog is in het cytosol, wat leidt tot een fenomeen dat bekend staat als macromoleculaire crowding. Dit betekent dat een individuele molecule minder ruimte heeft om zijn reactie uit te voeren, waardoor de relatieve concentratie van andere moleculen wordt verhoogd. Schattingen van de snelheid van eiwitbinding en chemische reacties die worden uitgevoerd in experimentele biochemische testen, zijn mogelijk niet van toepassing op wat er feitelijk in een cel gebeurt vanwege dit verdringende effect.
Er zijn enkele grote complexen in de cytoplasmatische matrix. Er zijn bijvoorbeeld proteasomen . Dit zijn grote groepen eiwitcomplexen die de eiwitten in het cytosol afbreken. Ook komen andere eiwitten met vergelijkbare functies samen in complexen, zodat ze hun product rechtstreeks van het ene enzym naar het volgende kunnen doorgeven. Dit maakt de algehele reactie efficiënter en staat bekend als channeling .