Τι είναι το Cytosol; Σε τι διαφέρει από το κυτταρόπλασμα;

Το κυτοσόλιο είναι το υγρό που βρίσκεται μέσα στα ζωντανά κύτταρα. Πιο συγκεκριμένα, είναι το υγρό με βάση το νερό στο οποίο ζουν οργανίδια, πρωτεΐνες και άλλες δομές του κυττάρου. Γνωστό και ως κυτταροπλασματική μήτρα, αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος του ενδοκυτταρικού υγρού (ICF). Ωστόσο, το κυτταρόπλασμα συχνά συγχέεται με το κυτταρόπλασμα, το οποίο είναι μια εντελώς διαφορετική οντότητα μέσα σε ένα κύτταρο.

Το κυτταρόπλασμα συχνά συγχέεται με το κυτταρόπλασμα. Και οι δύο ξεκινούν με «cyto» και φαίνεται να αναφέρονται στο ίδιο πράγμα στα περισσότερα εγχειρίδια κυτταρικής βιολογίας. Ωστόσο, αν και φαίνεται να είναι εναλλάξιμοι, είναι δύο ξεχωριστοί όροι και η χρήση τους μπορεί να παρέχει διαφορετικές πληροφορίες.

Ενώ το κυτταρόπλασμα αποτελείται από όλα το περιεχόμενο που βρίσκεται μέσα σε ένα κύτταρο (με εξαίρεση τον πυρήνα), το κυτοσόλιο είναι απλώς το υγρό ή υδατικό μέρος του κυτταροπλάσματος. Με άλλα λόγια, το κυτταρόπλασμα είναι η περιοχή του χώρου έξω από τον πυρήνα που αποτελείται από κυτταρόπλασμα και άλλα οργανίδια.

Ορισμοί κυτοσώματος και κυτταροπλάσματος

Το κυτοσόλιο είναι το υγρό που βρίσκεται μέσα στα ζωντανά κύτταρα. Πιο συγκεκριμένα, είναι το υγρό με βάση το νερό στο οποίο ζουν οργανίδια, πρωτεΐνες και άλλες δομές του κυττάρου. Γνωστό και ως κυτταροπλασματική μήτρα, αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος του ενδοκυτταρικού υγρού (ICF).

Το κυτταρόπλασμα, από την άλλη πλευρά, είναι τα πάντα μεταξύ των ορίων του κυττάρου, εξαιρουμένου του πυρήνα . Οι κυτταρικοί βιολόγοι αναφέρονται στο κυτταρόπλασμα ως οτιδήποτε μεταξύ της κυτταρικής μεμβράνης και του πυρήνα. Τα μιτοχόνδρια επιπλέουν στο κυτταρόπλασμα.

Το κυτοσόλιο είναι το υγρό που μοιάζει με ζελέ που σχηματίζει το κυτταροπλασματικό μέσο. Τα μιτοχόνδρια και το περιεχόμενό τους δεν αποτελούν μέρος του κυτταρολύματος, αν και το κυτοσόλιο είναι μέρος του κυτταροπλάσματος.

Το κυτταρόπλασμα αποτελείται από αδιάλυτα μόρια όπως πρωτεΐνες (ριβοσώματα), καθώς και κυτταρικά οργανίδια όπως τα μιτοχόνδρια ή το ενδοπλασματικό δίκτυο.

Το κύτταρο και τα οργανίδια του.(Πιστωτική φωτογραφία :OpenStax / Wikimedia Commons)

Όπως ίσως ήδη γνωρίζετε, το κύτταρο είναι η βασική μονάδα της ζωής. Κάθε ζωντανό ον στον κόσμο αποτελείται από δισεκατομμύρια δισεκατομμύρια κύτταρα, τα οποία είναι υπεύθυνα για μια σειρά από βασικές διαδικασίες της ζωής.

Το όριο του κυττάρου ονομάζεται κυτταρική μεμβράνη, που περικλείει όλα τα κυτταρικά συστατικά. Είναι σαν το δέρμα του κυττάρου. Το εσωτερικό του κυττάρου αποτελείται από διάφορα συστατικά—τα κυτταρικά οργανίδια όπως τα μιτοχόνδρια, ο πυρήνας, τα λυσοσώματα, τα μόρια και τα ιόντα. Όλα αυτά επιπλέουν σε ένα κυρίως υγρό με βάση το νερό.

Αυτό το υγρό με βάση το νερό, με διαλυμένα ιόντα όπως ασβέστιο και νάτριο, καθώς και μεγαλύτερα διαλυμένα μόρια, είναι το κυτοσόλιο. Ένα άλλο στοιχείο του κυτταρολύματος είναι οι αδιάλυτες πρωτεΐνες όπως τα ριβοσώματα (η γιγάντια μηχανή πρωτεϊνών που παράγει πρωτεΐνες) και ο κυτταροσκελετός (οι πρωτεΐνες που βοηθούν το κύτταρο να διατηρήσει το σχήμα του, ακριβώς όπως ο οστέινος σκελετός μας).

Σύνθεση κυτταρολύματος

Η πλειονότητα του κυτοσόλης είναι νερό, το οποίο αποτελεί σχεδόν το 70% του συνολικού όγκου ενός κυττάρου. Ενώ το pH του ενδοκυτταρικού υγρού είναι 7,4, το ανθρώπινο κυτοσολικό pH κυμαίνεται μεταξύ 7,0-7,4 και είναι τυπικά υψηλότερο όταν ένα κύτταρο αναπτύσσεται. Εκτός από το νερό, το κυτοσόλιο αποτελείται επίσης από μικρά μόρια, διαλυμένα ιόντα και μεγάλα υδατοδιαλυτά μόρια (π.χ. πρωτεΐνες).

Το κυτοσόλιο αποτελείται από διαλυμένα ιόντα και υδατοδιαλυτά μόρια.

Σημειώστε ότι οι συγκεντρώσεις των άλλων ιόντων που υπάρχουν στο κυτταρόπλασμα είναι διαφορετικές από εκείνες των ιόντων που υπάρχουν στο εξωκυτταρικό υγρό. Επιπλέον, υπάρχουν υψηλότερες ποσότητες φορτισμένων μακρομορίων (π.χ. πρωτεΐνες) και νουκλεϊκών οξέων μέσα στο κυτταρόπλασμα παρά έξω από τη δομή του κυττάρου.

Διαφορετικά κύτταρα θα έχουν διαφορετική κυτταροπλασματική σύνθεση, που σημαίνει διαφορετικές συγκεντρώσεις ορισμένων ιόντων, αμινοξέων (μόρια που σχηματίζουν πρωτεΐνες), σακχάρων και πρωτεϊνών. Αυτές οι διαφορές στη σύνθεση επιτρέπουν στα κύτταρα του μυοκαρδίου (κύτταρα του καρδιακού μυός) να διατηρούν την καρδιά να χτυπά και στους νευρώνες (κύτταρα του εγκεφάλου) να στέλνουν πληροφορίες σε όλο το σώμα.

Λειτουργίες κυτολύματος

Οι λειτουργίες του κυτοσώματος και του κυτταροπλάσματος επικαλύπτονται, καθώς το κυτταρόπλασμα είναι συστατικό του κυτταροπλάσματος. Για αυτήν την ενότητα, θα αναφερθούμε στις λειτουργίες του κυτοσόλης.

Το κυτταρόπλασμα δεν έχει μια ενιαία, καλά καθορισμένη λειτουργία όπως άλλα κυτταρικά συστατικά. Αντιθέτως, χρησιμεύει ως τοποθεσία για μια σειρά από ενδοκυτταρικές διεργασίες.

Ένα από αυτά είναι η μεταγωγή σήματος, ένας κυτταρικός μηχανισμός που μετατρέπει ένα ερέθισμα σε απόκριση εντός του κυττάρου, από την κυτταρική μεμβράνη σε θέσεις που υπάρχουν μέσα στο κύτταρο. Η μεταγωγή σήματος είναι σημαντική καθώς μεταβιβάζει πληροφορίες σχετικά με αλλαγές που συμβαίνουν έξω από το κύτταρο και στέλνει πληροφορίες από το εσωτερικό της κυψέλης σε άλλα μέρη της κυψέλης. Με αυτόν τον τρόπο, το κελί μπορεί να ανταποκριθεί κατάλληλα σε αυτές τις αλλαγές.

Μοντέλο μονοπατιών μεταγωγής σήματος (Πιστωτική φωτογραφία :Yaneeporn / Wikimedia Commons)

Ένας αριθμός ενζυματικών δραστηριοτήτων απαιτούν κυτοσόλιο, καθώς τα ένζυμα συχνά απαιτούν ορισμένα επίπεδα pH, συγκεντρώσεις άλατος και άλλες περιβαλλοντικές συνθήκες που ικανοποιούνται κατάλληλα από το κυτοσόλιο. Επιπλέον, το κυτοσόλιο παρέχει δομική υποστήριξη για τα οργανίδια. Στην πραγματικότητα, τα περισσότερα κύτταρα εξαρτώνται από τον όγκο του κυτοσόλης για να δημιουργήσουν χώρο για να κινηθούν οι χημικές ουσίες μέσα στο κύτταρο.

Το επίπεδο pH και η ιοντική συγκέντρωση του κυτοσόλης είναι ένα κρίσιμο κυτταρικό συστατικό που παρέχει δομική υποστήριξη για αυτά τα οργανίδια. Υπαγορεύει επίσης τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν τα ένζυμα που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα (κυτοσολικά ένζυμα), καθώς τα ένζυμα χρειάζονται πολύ συγκεκριμένες συνθήκες για να λειτουργήσουν σωστά.

Όλες αυτές οι μικρές λειτουργίες σε συνδυασμό καθιστούν δυνατό για το κύτταρο να συνεχίσει να εκτελεί μυριάδες άλλες βασικές λειτουργίες. Μπορούμε να πούμε ότι η κύρια λειτουργία του κυτταροπλάσματος, που περιλαμβάνει το κυτταρόπλασμα, είναι να υποστηρίζει όλα τα συστατικά μέσα σε αυτό, ώστε να μπορούν να εκτελούν τις αντίστοιχες λειτουργίες τους.

Κυτταρόλυμα έναντι κυτταροπλάσματος:Γιατί να διαφοροποιηθεί μεταξύ τους;

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το κυτοσόλιο είναι ένα κρίσιμο στοιχείο του κυτταροπλάσματος. Σε ένα προκαρυωτικό κύτταρο, το κυτοσόλιο είναι ο ξενιστής σχεδόν όλων των χημικών αντιδράσεων και μεταβολικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα μέσα στο κύτταρο. Επίσης, το κυτοσόλιο είναι η θέση για την κυτταρική επικοινωνία, ενώ το κυτταρόπλασμα φιλοξενεί ορισμένες διεργασίες μεγάλης κλίμακας, όπως η κυτταρική διαίρεση και η γλυκόλυση.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το κυτοσόλιο αποκλείει τα συστατικά μέσα στα οργανίδια. Αυτή η διάκριση βοηθά τους επιστήμονες να προσδιορίσουν με σαφήνεια την περιοχή όπου μπορεί να βρεθεί ένα μόριο. Λέγοντας ότι μια πρωτεΐνη είναι μια κυτταροπλασματική πρωτεΐνη υποδηλώνει ότι δεν αποτελεί μέρος κανενός οργανιδίου και ότι επιπλέει στο υδατικό υγρό ενδιάμεσα.

Κυτταρόπλασμα ενός κυττάρου.(Φωτογραφία:Pixabay)

Αυτές οι διακρίσεις έχουν σημασία. Αποτρέπουν την περιττή σύγχυση με βάση την ομιχλώδη ονοματολογία και τις λέξεις που σημαίνουν πάρα πολλά διαφορετικά πράγματα.

Αυτά μπορεί να ακούγονται μπερδεμένα σε κάποιον στην αρχή του ταξιδιού του για την εκμάθηση της κυτταρικής βιολογίας, αλλά όσο περισσότερο συναντά κανείς τις λέξεις και τη χρήση τους στη λογοτεχνία, τόσο πιο ξεκάθαρη θα γίνεται η σημασία των λέξεων.