Citozolis

Citozolis yra skysta žmogaus ląstelės turinio dalis, taigi ir citoplazmos dalis. Citozolį sudaro apie 80% vandens, likusi dalis yra padalinta į baltymus, lipidus, nukleotidus, cukrų ir jonus. Jie tarnauja svarbiems metaboliniams procesams, vykstantiems vandeniniame iki klampiame citozolyje.

Kas yra citozolis?

Skystas ir gelinis visų eukariotų ląstelių komponentas yra vadinamas citozoliu, taigi yra citoplazmos dalis - bendras ląstelių kiekis. Citozolyje yra apie 80 procentų vandens, kuriame yra daug įvairių ištirpusių medžiagų, tokių kaip baltymai, mineralai, katijonai, anijonai, cukrūs, fermentai, vitaminai, hormonai ir daugelis kitų molekulių bei junginių, reikalingų tarpiniams metaboliniams procesams.

Kitos medžiagos, kurios taip pat reikalingos tarpiniam metabolizmui, bet netirpsta vandenyje, yra organelėse arba specialiose pūslelėse, mažose pūslelėse, kurias supa membrana. Vakuolės sudaro skyrius, panašius į pūsleles, bet daug didesnius. Jie vaidina svarbų vaidmenį fagocitozėje, pašalinių medžiagų ar svetimų organizmų įtraukime ir laikiname sekretų įtraukime. Citozolą kerta tankus ir nuolat kintantis tinklas - citoskeletas. Jį sudaro aktino siūlai, tarpiniai siūlai ir mikrotubuliai.

Citoskeletas naudojamas mechaniniam vidiniam ir išoriniam ląstelės stabilizavimui, bet taip pat sąveikauja su citozoliu. Daugybė medžiagų apykaitos procesų citozolyje, tokie kaip aminorūgščių sintezė ir skaidymas, polipeptidų formavimasis kaip baltymų gamybos pirmtakas, glikolitiniai procesai ir daug daugiau, veikia tik bendradarbiaujant su citozoliu tam tikrais citoskeleto komponentais ir mainais su uždaromis organelėmis bei pūslelėmis.

Funkcija, poveikis ir užduotys

Daugybė fermentais kontroliuojamų metabolinių procesų vyksta lygiagrečiai citozolyje, kai kurie iš jų yra nesuderinami vienas su kitu. Dėl to, kad daugialąsteliniai organizmai (eukariotai) evoliucija, atsirado galimybė riboti nedidelius citozolio plotus, naudojant membranas, vadinamuosius ląstelių skyrius.

Susidarius atskirtoms organelėms, pūslelėms, vakuolėms ir kitiems ląstelių skyriams, skiliantys ir regeneruojantys fermentai toje pačioje ląstelėje gali būti lygiagrečiai įtraukti į priešingus metabolinius procesus. Viena pagrindinių citozolio funkcijų yra keistis medžiagomis bendradarbiaujant su citoskeleto dalimis ir skyriais, t.y., išlaisvinti reikalingas medžiagas ir absorbuoti kitas medžiagas, kurių nereikia arba kurių nebereikia, kad būtų galima jas perdirbti ar perduoti šalinti. Kitas svarbus citozolio uždavinys yra, bendradarbiaujant su citoskeletu, ypač su mikrotubuliais, perimti ir organizuoti transportavimą ląstelėje.

Kad susidorotų su įvairiomis transportavimo užduotimis, citozolis gali labai greitai pakeisti savo klampumą iš vandeninio į gelinį ir atvirkščiai. Daugybė biocheminių virsmų, kataliziškai kontroliuojami fermentų, vitaminų ir hormonų, taip pat apima oksidacijos ir redukcijos procesus, vadinamąsias redokso reakcijas, vykstančias ne tik mitochondrijose. Mitochondrijos yra ląstelių organelės, turinčios savo RNR, kurios vaidina pagrindinį vaidmenį per vadinamąją kvėpavimo grandinę, kurioje, be kita ko, vyksta redoksinės reakcijos tarp adenozino trifosfato (ATP) ir adenozino difosfato (ADP). Ląstelėse, kurios dėl savo užduočių yra labai alkanos energijos, gali būti keli tūkstančiai mitochondrijų.

Citozolis ne tik sulaiko molekules ir junginius, reikalingus atitinkamiems sintezės ar skilimo procesams, bet ir dalis genetinio transliacijos procesų vyksta citozolyje. Vadinamosios pasiuntinės RNR, RNR komplementarinių nukleorūgščių sekų kopijos, citozolyje virsta baltymų pirmtakų (peptidų ir polipeptidų) sinteze, t.y., į atitinkamą aminorūgščių seką.

Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės

Citozolis, skystoji citoplazmos dalis, jau susidaro ląstelių dalijimosi metu. Jo sudėtis kontroliuojama hormonų ir fermentų būdu, keičiantis tarpląstelinėmis ir tarpląstelinėmis medžiagomis. Citozolio sudėtis skiriasi, atsižvelgiant į ląstelės tipą ir situaciją, ir, kaip jau minėta, klampumas gali skirtis greitai keičiantis iš skysčio į gelinį ir atvirkščiai.

Ląstelei reikalingi hidrofobiniai junginiai, kurių negalima ištirpinti vandeniniame citozolyje, yra laikomi mobiliose pūslelėse arba vakuolėse ir vežami į vietą, kur jų reikia. Taip pat vyksta medžiagų mainai su ląstelės branduoliu, kuris nuo citozolio yra atskirtas dviguba membrana, kuri paprastai vyksta per branduolio poras ląstelės membranoje. Optimalios citozolio vertės ar parametrų negalima nurodyti dėl skirtingos sudėties, atsižvelgiant į ląstelės tipą ir situaciją.

Ligos ir sutrikimai

Užduočių ir funkcijų, kurias atlieka citoplazmos komponentai, įskaitant citozolį, gausa rodo, kad metabolizmo procesai gali būti sutrikdyti arba visiškai išjungti dėl toksinų ar ligų padarinių, turint lengvų ar rimtų padarinių visam organizmui.

Visų pirma, gali būti sutrikdytas medžiagų mainai tarp mitochondrijų ir citozolio. Yra žinoma daug įvairių mitochondrijų ligų priežasčių, iš kurių kelios taip pat gali būti genetinės. Paprastai ląstelių energijos atsargos yra nepakankamos, o tai lemia tokius simptomus kaip raumenų silpnumas ir bendros išsekimo būsenos. Jei yra trūkumo simptomų ar trūkumo sindromų, problemą dažniausiai sukelia ne sutrikdyta citozolio apykaita, o nepakankamas tiekimas.

Plačiai žinoma, nors ir reta, genetinė liga yra Brody miopatija. Dėl genetinio defekto sumažėja Ca2 + -ATPazės aktyvumas skeleto raumenyse, todėl citozolyje kaupiasi Ca2 + jonai. Tai reiškia, kad griaučių raumenys gali atsipalaiduoti tik susitraukę su vėlavimu.