Что такое цитозоль?

Цитозоль - это жидкая часть клетки, которая находится вне ядра и структур, покрытых мембранами, известными как органеллы. Это гель, в котором происходит большая часть метаболизма клетки. Около 70% объема животной клетки состоит из цитозоля, поэтому он также известен как внутриклеточная жидкость .

Внутриклеточная жидкость первоначально была известна как протоплазма, прежде чем было известно о содержании клеток. Цитоплазма является более специфическим термином для содержимого клетки в клеточной мембране, исключая ядро. Цитоплазматический матрикс является еще одним термином для цитозоля.

Большая часть этого клеточного матрикса состоит из воды, но в ней растворено много вещей. Есть ионы, маленькие органические молекулы и более крупные молекулы, такие как водорастворимые белки. Филаменты, которые составляют цитоскелет, также находятся в цитоплазматическом матриксе.

Концентрация ионов внутри цитозоля может значительно отличаться от концентрации вне клетки. Это может иметь физиологические последствия для организма. Например, концентрация положительных ионов калия намного выше, а концентрация отрицательных ионов натрия намного ниже. Клетка выкачивает отрицательные ионы натрия и хлорида из клетки, чтобы они не поглощали чрезмерное количество воды.

В цитозоле очень мало кальция. Кальций является распространенным вторичным мессенджером, передающим сигналы извне клетки на внутриклеточные мишени, которые сами передают сигналы молекулам для инициирования или прекращения реакций. Связывание гормона с рецептором клеточной мембраны является одним из способов активации передачи сигналов кальция.

Важный клеточный метаболизм происходит внутри клеточных мембран, в органеллах, таких как митохондрии или эндоплазматическая сеть (ER). Исследования на дрожжах, однако, показывают, что большая часть метаболизма клеток происходит в цитозоле. В нем небольшие молекулы разлагаются или синтезируются, чтобы обеспечить строительные блоки для более крупных молекул, известных как макромолекулы . Белок является примером макромолекулы, и синтез белка происходит в цитоплазматическом матриксе.

По-видимому, концентрация молекул в цитозоле очень высока, что приводит к явлению, известному как макромолекулярная скученность. Это означает, что отдельная молекула имеет меньше места для проведения своей реакции, что увеличивает относительную концентрацию других молекул. Оценки скорости связывания белка и химических реакций, проводимых в экспериментальных биохимических анализах, могут не относиться к тому, что на самом деле происходит в клетке из-за этого эффекта скученности.

В цитоплазматическом матриксе есть несколько крупных комплексов. Например, есть протеасомы . Это большие комплексы белковых комплексов, которые разрушают белки, содержащиеся в цитозоле. Кроме того, другие белки с аналогичными функциями объединяются в комплексы, поэтому они могут передавать свой продукт непосредственно от одного фермента к другому. Это делает общую реакцию более эффективной и называется каналированием .