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Was ist Cytosol? Definition und Funktionen

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

Wichtige Erkenntnisse: Was ist Cytosol?

  • Das Cytosol ist das flüssige Medium, das in einer Zelle enthalten ist.
  • Das Cytosol ist ein Bestandteil des Cytoplasmas. Das Zytoplasma umfasst das Zytosol, alle Organellen und den flüssigen Inhalt innerhalb der Organellen. Das Zytoplasma enthält nicht den Kern.
  • 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 geben ihm Struktur.
  • Das Cytosol hat mehrere Funktionen. Es ist der Ort der meisten Stoffwechselprozesse, transportiert Metaboliten und ist an der Signalübertragung innerhalb der Zelle beteiligt.

 

Unterschied zwischen Cytosol und Cytoplasma

Cytosol und Cytoplasma sind verwandt, aber die beiden Begriffe sind normalerweise nicht austauschbar. Das Cytosol ist ein Bestandteil des Cytoplasmas. Das Zytoplasma umfasst das gesamte Material in der Zellmembran, einschließlich der Organellen, jedoch ohne den Zellkern. Die Flüssigkeit in Mitochondrien, Chloroplasten und Vakuolen ist also 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. Etwa 70% des Cytosols besteht aus Wasser. Beim Menschen liegt sein pH-Wert zwischen 7,0 und 7,4. Der pH-Wert ist höher, wenn die Zelle wächst. Im Cytosol gelöste Ionen umfassen K + , Na + , C l- , Mg 2+ , Ca 2+ und Bicarbonat. 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 um Organellen, die die Calcium-, Sauerstoff- und ATP- Konzentration beeinflussen, sowie durch Proteinkomplexe gebildete Kanäle beeinflusst. Einige Proteine ​​enthalten auch zentrale Hohlräume, die mit Cytosol gefüllt sind und eine andere Zusammensetzung als die äußere Flüssigkeit aufweisen. Während das Zytoskelett nicht als Teil des Zytosols angesehen wird, steuern seine Filamente die Diffusion durch die Zelle und beschränken die Bewegung großer Partikel von einem Teil des Zytosols zum anderen.

 

Cytosol-Funktionen

Das Cytosol erfüllt innerhalb einer Zelle mehrere Funktionen. 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 Mitose teilt. Das Cytosol spielt eine Rolle im Eukaryotenstoffwechsel. Bei Tieren umfasst dies Glykolyse, Glukoneogenese, Proteinbiosynthese und den 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 HA Lardy geprägt wurde, bezog er sich auf die Flüssigkeit, die erzeugt wurde, als die Zellen während der Zentrifugation auseinander brachen und die festen Komponenten entfernt wurden. Die Flüssigkeit wird jedoch genauer als cytoplasmatische Fraktion bezeichnet. Andere Begriffe, die manchmal verwendet werden, um sich auf Zytoplasma zu beziehen, umfassen Hyaloplasma und Protoplasma .

In der modernen Verwendung bezieht sich Cytosol auf den flüssigen Teil des Cytoplasmas in einer intakten Zelle oder auf Extrakte 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, DS (Juni 1991). „In einer lebenden Zelle.“ Trends Biochem. Sci . 16 (6): 203–6. doi: 10.1016 / 0968-0004 (91) 90083-8
  • Lodish, Harvey F. (1999). Molekulare Zellbiologie . New York: Wissenschaftliche amerikanische Bücher. ISBN 0-7167-3136-3.
  • Stryer, Lubert; Berg, Jeremy Mark; Tymoczko, John L. (2002). Biochemie . S
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  • Wheatley, Denys N.; Pollack, Gerald H.; Cameron, Ivan L. (2006). Wasser und die Zelle . Berlin: Springer. ISBN 1-4020-4926-9. 

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