CITOSOL: COMPOSIZIONE, STRUTTURA E FUNZIONI - BIOLOGIA - 2025

Il citosol , ialoplasma, matrice citoplasmatica o fluido intracellulare, è la parte solubile del citoplasma, cioè il liquido che si trova all'interno delle cellule eucariotiche o procariote. La cellula, come unità di vita autonoma, è definita e delimitata dalla membrana plasmatica; da questo allo spazio occupato dal nucleo c'è il citoplasma, con tutte le sue componenti associate.

Nel caso delle cellule eucariotiche, questi componenti comprendono tutti gli organelli con membrane (come nuclei, reticolo endoplasmatico, mitocondri, cloroplasti, ecc.), Nonché quelli che non hanno membrane (come i ribosomi, per esempio).

Cellula eucariotica animale

Tutti questi componenti, insieme al citoscheletro, occupano uno spazio all'interno della cellula: potremmo dire, quindi, che tutto ciò che nel citoplasma non è una membrana, un citoscheletro o un altro organello è citosol.

Questa frazione solubile della cellula è essenziale per il suo funzionamento, così come lo spazio vuoto è necessario per accogliere stelle e stelle nell'universo, o che la frazione vuota di un dipinto permette di definire la forma dell'oggetto che viene disegnato. .

Il citosol o ialoplasma consente quindi ai componenti della cellula di avere uno spazio da occupare, così come la disponibilità di acqua e migliaia di altre molecole diverse per svolgere le loro funzioni.

Composizione

Il citosol o ialoplasma è fondamentalmente acqua (circa il 70-75%, anche se non è raro osservarne fino all'85%); tuttavia, ci sono così tante sostanze disciolte in esso che si comporta più come un gel che come una sostanza acquosa fluida.

Tra le molecole presenti nel citosol, le più abbondanti sono le proteine ​​e altri peptidi; ma troviamo anche grandi quantità di RNA (in particolare RNA messaggero, RNA di trasferimento e quelli che partecipano ai meccanismi di silenziamento genetico post-trascrizionale), zuccheri, grassi, ATP, ioni, sali e altri prodotti del metabolismo specifico del tipo cellulare di cui ha riguardato.

Struttura

La struttura o organizzazione dell'ialoplasma varia non solo dal tipo di cellula e dalle condizioni dell'ambiente cellulare, ma può anche essere diversa a seconda dello spazio che occupa all'interno della stessa cellula.

In ogni caso puoi adottare, fisicamente parlando, due condizioni. In quanto gel al plasma, l'ialopasmo è viscoso o gelatinoso; Come un sole al plasma, d'altra parte, è più liquido.

Il passaggio da gel a sol, e viceversa, all'interno della cellula crea correnti che consentono il movimento (ciclosi) di altri componenti interni non ancorati della cellula.

Inoltre il citosol può presentare dei corpi globulari (come le goccioline lipidiche, per esempio) o fibrillari, costituiti fondamentalmente da componenti del citoscheletro, che è anche una struttura molto dinamica che alterna condizioni macromolecolari più rigide, e altre più rilassato.

Caratteristiche

Fornisce le condizioni per il funzionamento degli organelli

In primis, il citosol o ialoplasma permette non solo di localizzare gli organelli in un contesto che ne consenta l'esistenza fisica, ma anche funzionale. In altre parole, fornisce loro le condizioni di accesso ai substrati per il loro funzionamento e anche il mezzo in cui i loro prodotti saranno "disciolti".

I ribosomi, ad esempio, ottengono dal citosol circostante gli RNA messaggeri e di trasferimento, nonché l'ATP e l'acqua necessari per effettuare la reazione di sintesi biologica che culminerà nel rilascio di nuovi peptidi.

Processi biochimici

Anche il citosol è il grande regolatore del pH intracellulare e della concentrazione ionica, nonché mezzo di comunicazione intracellulare per eccellenza.

Consente inoltre che avvenga un numero enorme di reazioni diverse e può funzionare come sito di stoccaggio per composti diversi.

Ambiente per il citoscheletro

Il citosol fornisce anche un ambiente perfetto per il funzionamento del citoscheletro, che tra le altre cose richiede reazioni di polimerizzazione e depolimerizzazione altamente fluide per essere efficaci.

L'ialoplasma fornisce un tale ambiente, nonché l'accesso ai componenti necessari affinché tali processi avvengano in modo rapido, organizzato ed efficiente.

Movimento interno

D'altra parte, come indicato sopra, la natura del citosol consente la generazione di movimento interno. Se questo movimento interno risponde anche ai segnali e ai requisiti della cellula stessa e del suo ambiente, può essere generato lo spostamento cellulare.

Cioè, il citosol consente non solo agli organelli interni di auto-assemblarsi, crescere e scomparire (se applicabile), ma alla cellula nel suo insieme di modificare la sua forma, spostarsi o unirsi a una superficie.

Organizzatore di risposte intracellulari globali

Infine, l'ialoplasma è il grande organizzatore delle risposte intracellulari globali.

Consente non solo di sperimentare specifiche cascate regolatorie (trasduzione del segnale), ma anche, ad esempio, picchi di calcio che coinvolgono l'intera cellula per un'ampia varietà di risposte.

Un'altra risposta che implica la partecipazione orchestrata di tutti i componenti della cellula per la sua corretta esecuzione è la divisione mitotica (e la divisione meiotica).

Ciascun componente deve rispondere efficacemente ai segnali per la divisione e farlo in modo tale da non interferire con la risposta degli altri componenti cellulari, in particolare il nucleo.

Durante i processi di divisione cellulare nelle cellule eucariotiche, il nucleo rinuncia alla sua matrice colloidale (nucleoplasma) per assumere come propria quella del citoplasma.

Il citoplasma deve riconoscere come proprio componente un insieme macromolecolare che prima non c'era e che grazie alla sua azione deve ora essere precisamente distribuito tra due nuove cellule derivate.

Riferimenti

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6a edizione). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Aw, TY (2000). Compartimentazione intracellulare di organelli e gradienti di specie a basso peso molecolare. International Review of Cytology, 192: 223-253.
3. Goodsell, DS (1991). All'interno di una cellula vivente. Trends in Biochemical Sciences, 16: 203-206.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, KC (2016). Biologia cellulare molecolare (8a edizione). WH Freeman, New York, NY, USA.
5. Peters, R. (2006). Introduzione al trasporto nucleocitoplasmatico: molecole e meccanismi. Metodi in biologia molecolare, 322: 235-58.