Was ist Cytosol? Definition und Funktionen

Cytosol ist die flüssige Matrix, die sich in den Zellen befindet. Es kommt sowohl in eukaryotischen (Pflanzen und Tiere) als auch in prokaryotischen (Bakterien) Zellen vor. In eukaryotischen Zellen schließt es die Flüssigkeit ein, die in der Zellmembran eingeschlossen ist, aber nicht den Zellkern, Organellen (z. B. Chloroplasten, Mitochondrien, Vakuolen) oder Flüssigkeit, die in Organellen enthalten ist. Im Gegensatz dazu ist die gesamte Flüssigkeit in einer prokaryotischen Zelle ein Zytoplasma, da prokaryotischen Zellen Organellen oder ein Zellkern fehlen. Das Cytosol ist auch als Grundplasma, intrazelluläre Flüssigkeit (ICF) oder zytoplasmatische Matrix bekannt.

Key Takeaways: Was ist Cytosol?

Das Cytosol ist das in einer Zelle enthaltene flüssige Medium.
Das Cytosol ist Bestandteil des Cytoplasmas. Das Zytoplasma umfasst das Zytosol, alle Organellen und den Flüssigkeitsgehalt innerhalb der Organellen. Das Zytoplasma schließt den Kern nicht ein.
Der Hauptbestandteil von Cytosol ist Wasser. Es enthält auch gelöste Ionen, kleine Moleküle und Proteine.
Das Cytosol ist in der gesamten Zelle nicht einheitlich. Proteinkomplexe und das Zytoskelett verleihen ihm Struktur.
Das Cytosol hat mehrere Funktionen. Es ist der Ort der meisten Stoffwechselprozesse, transportiert Metaboliten und ist an der Signalübertragung in der Zelle beteiligt.

Unterschied zwischen Cytosol und Cytoplasma

Cytosol und Cytoplasma sind verwandt, aber die beiden Begriffe sind normalerweise nicht austauschbar. Das Zytosol ist Bestandteil des Zytoplasmas. Das Zytoplasma umfasst das gesamte Material in der Zellmembran, einschließlich der Organellen, jedoch ausschließlich des Zellkerns. Die Flüssigkeit in Mitochondrien, Chloroplasten und Vakuolen ist Teil des Zytoplasmas, aber kein Bestandteil des Zytosols. In prokaryotischen Zellen sind das Zytoplasma und das Zytosol gleich.

Cytosol-Zusammensetzung

Das Cytosol besteht aus einer Vielzahl von Ionen, kleinen Molekülen und Makromolekülen in Wasser. Diese Flüssigkeit ist jedoch keine homogene Lösung. Ca. 70% des Cytosols sind Wasser. Beim Menschen liegt der pH-Wert zwischen 7,0 und 7,4. Der pH-Wert ist höher, wenn die Zelle wächst. Im Cytosol gelöste Ionen umfassen K⁺, N / a⁺, C^l-, Mg²⁺, Ca.²⁺, und Bikarbonat. Es enthält auch Aminosäuren, Proteine und Moleküle, die die Osmolarität regulieren, wie Proteinkinase C und Calmodulin.

Organisation und Struktur

Die Konzentration von Substanzen im Cytosol wird durch die Schwerkraft, Kanäle in der Zellmembran und in der Umgebung von Organellen beeinflusst, die die Calcium-, Sauerstoff- und ATP-Konzentration beeinflussen, sowie Kanäle, die durch Proteinkomplexe gebildet werden. Einige Proteine enthalten auch zentrale Hohlräume, die mit Cytosol gefüllt sind und eine andere Zusammensetzung als die äußere Flüssigkeit haben. Während das Zytoskelett nicht als Teil des Zytosols betrachtet wird, steuern seine Filamente die Diffusion in der Zelle und begrenzen die Bewegung großer Partikel von einem Teil des Zytosols zum anderen.

Cytosolfunktionen

Das Cytosol dient mehreren Funktionen innerhalb einer Zelle. Es ist an der Signalübertragung zwischen der Zellmembran und dem Zellkern und den Organellen beteiligt. Es transportiert Metaboliten von ihrer Produktionsstätte zu anderen Teilen der Zelle. Es ist wichtig für die Zytokinese, wenn sich die Zelle bei der Mitose teilt. Das Cytosol spielt eine Rolle im Eukaryotenstoffwechsel. Bei Tieren gehören dazu die Glykolyse, die Glukoneogenese, die Proteinbiosynthese und der Pentosephosphatweg. In Pflanzen findet die Fettsäuresynthese jedoch in Chloroplasten statt, die nicht Teil des Zytoplasmas sind. Fast der gesamte Stoffwechsel eines Prokaryoten findet im Cytosol statt.

Geschichte

Als der Begriff "Cytosol" 1965 von H. A. Lardy geprägt wurde, bezog er sich auf die Flüssigkeit, die beim Zerfall der Zellen während der Zentrifugation und der Entfernung der festen Bestandteile gebildet wurde. Die Flüssigkeit wird jedoch genauer die cytoplasmatische Fraktion genannt. Andere Begriffe, die manchmal verwendet werden, um sich auf Zytoplasma zu beziehen, schließen ein Hyaloplasma und Protoplasma.

In der modernen Verwendung bezieht sich Cytosol auf den flüssigen Teil des Cytoplasmas in einer intakten Zelle oder zu Extrakten dieser Flüssigkeit aus Zellen. Da die Eigenschaften dieser Flüssigkeit davon abhängen, ob die Zelle lebt oder nicht, bezeichnen einige Wissenschaftler den Flüssigkeitsgehalt lebender Zellen als wässriges Zytoplasma.

Quellen

Clegg, James S. (1984). "Eigenschaften und Metabolismus des wässrigen Zytoplasmas und seiner Grenzen." Am. J. Physiol. 246: R133-51. doi: 10.1152 / ajpregu.1984.246.2.R133
Goodsell, D. S. (Juni 1991). "In einer lebenden Zelle." Trends Biochem. Sci. 16 (6): 203 & ndash; 6. doi: 10.1016 / 0968-0004 (91) 90083-8
Lodish, Harvey F. (1999). Molekulare Zellbiologie. New York: Scientific American Books. ISBN 0-7167-3136-3.
Stryer, Lubert; Berg, Jeremy Mark; Tymoczko, John L. (2002). Biochemie. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-4684-0.
Wheatley, Denys N .; Pollack, Gerald H .; Cameron, Ivan L. (2006). Wasser und die Zelle. Berlin: Springer. ISBN 1-4020-4926-9.

Wissenschaft