Función, estructura y diagrama del citosol ¿Qué es el citosol?

Historia

El término “citosol” fue acuñado por HA Lardy en 1965. La parte líquida de la célula se refiere al citosol, y se produce cuando las células se centrifugan, separando los componentes sólidos. La parte fluida es la fracción citoplasmática. Otros términos para referirse al citoplasma son hialoplasma y protoplasma. Los científicos consideran la parte líquida del citoplasma celular como citosol.

Cytosol vs. Citoplasma

El citosol es el componente del citoplasma. En eucariotas, el citoplasma impregna toda la célula dentro de la membrana celular, incluidos los orgánulos celulares y excluyendo el núcleo. El líquido dentro del cloroplasto, las mitocondrias y las vacuolas es parte del citoplasma, no del citosol. El citosol y el citoplasma son iguales en los procariotas. También se puede decir que el citosol es el líquido intracelular presente dentro de las células mientras que el citoplasma es parte de la célula, que está presente dentro de toda la membrana celular.

El citosol incluye agua, moléculas grandes solubles en agua, iones disueltos, moléculas pequeñas y proteínas. El citoplasma comprende casi un 80% de agua, enzimas, compuestos moleculares ligeros, ácidos nucleicos, lípidos, aminoácidos, iones no orgánicos y carbohidratos.

Las reacciones químicas metabólicas en los procariotas ocurren en el citosol. Muchas actividades celulares como la glucólisis, la división celular y otras reacciones metabólicas ocurren en el citoplasma.

Diagrama de citosol

El diagrama de arriba es el de una célula animal típica. Las etiquetas en él son las siguientes:

1. Nucleolo, 2. Núcleo, 3. Ribosomas, 4. Vesícula, 5. Retículo endoplásmico rugoso, 6. Aparato de Golgi, 7. Citoesqueleto, 8. Retículo endoplásmico liso, 9. Mitocondria, 10. Vacuola, 11. Citosol, 12. Lisosoma, 13. Centriolo, 14. Membrana celular.

¿Dónde se encuentra el citosol?

El citosol se extiende por debajo de la membrana celular hacia el centro y se extiende por todo el espacio interno de la célula, sin penetrar las membranas de los orgánulos celulares y la membrana nuclear.

Composición del citosol

El líquido que está presente dentro de las células se llama líquido intracelular. La composición total de agua en el cuerpo humano constituye el 67% del líquido intracelular y el 26% del líquido extracelular. El líquido intracelular consta de varias moléculas e iones disueltos en agua.

El citosol, además de constituir agua, iones y macromoléculas, también consta de diferentes estructuras no unidas a la membrana. También incluye inclusiones citoplasmáticas como glucógeno, pigmentos y sustancias cristalinas y cuerpos citoplasmáticos como gránulos de estrés y cuerpos P.

Los agresomas son grandes cuerpos de inclusión creados a partir del transporte activo de proteínas mal plegadas. Las regiones de los cuerpos P del ARNm, que no están unidas a la membrana, tienen proteínas que son adecuadas para la represión de la traducción, el almacenamiento de ARN, el recambio de ARN y el silenciamiento del ARN.

Agua

Aproximadamente el 70 por ciento del citosol está compuesto de agua. El componente principal del citosol es el agua, que consta de iones disueltos, proteínas y otras moléculas pequeñas. En un estudio que involucró la evaluación de los tiempos de relajación del agua en volúmenes del tamaño de un micrómetro cúbico dentro de las células COS-1, se reveló que del 10 al 15 por ciento del agua intracelular tenía diferentes propiedades de movimiento. En la primera interfaz de superficie de las moléculas de agua intracelular, las moléculas de agua tenían tiempos de relajación de 10 a 15 veces más bajos que el agua a granel. No se encontró que esta propiedad se hubiera extendido a una distancia significativa ya que la viscosidad total del agua intracelular era un 70 por ciento más alta que la del agua a granel.

El agua se puede clasificar por la salida de la superficie de la proteína a hidratación y volumen. El agua de hidratación está más cerca de la proteína y ayuda a la estabilidad, el plegamiento de las proteínas y la dinámica, así como a relacionarse con el agua a granel. Entonces, las moléculas de agua que hidratan las proteínas y las moléculas de agua que interactúan con otras superficies parecen intercambiarse con la masa.

Iones

También consta de varios iones, macromoléculas y pequeñas moléculas en el agua. El pH del citosol varía de 7,0 a 7,4. El pH tiende a ser más alto en el citosol de una célula en crecimiento. Los iones que generalmente se encuentran en el citosol incluyen Ca2 +, K +, Na +, Cl-, Mg2 + y bicarbonato. Se encuentra que la concentración de potasio fue mayor en el citoplasma que en el líquido extracelular.

Macromoléculas

Las macromoléculas presentes en el citoplasma son moléculas de proteína que existen por separado de la membrana celular o el citoesqueleto, aminoácidos, calmodulina y proteína cinasa C, que regulan la osmolaridad. El citosol es una solución homogénea con una viscosidad única completa que admite la libre movilidad de moléculas pequeñas, la difusión de solutos a través de largas distancias y la consistencia del volumen. La movilidad de los solutos en la mezcla compleja y apiñada del interior de la célula se basa en el tamaño de la molécula de soluto y el espacio de tiempo o espacio donde se estudió.

El movimiento de moléculas pequeñas como solutos orgánicos e iones no se verá influenciado por el apiñamiento, lo que indica que la viscosidad del agua intracelular es la misma que la del agua a granel. Para que el movimiento de macromoléculas cubra una mayor distancia y tiempo, se debe considerar el posible impacto del apiñamiento en la movilidad de solutos o macromoléculas.

Human Protein Atlas ha identificado que el 24% de todas las proteínas en humanos están presentes en el citosol. La evidencia experimental mostró que 1665 proteínas están en el citosol, y el Atlas de proteínas humanas aumentó el número en 354 proteínas. Las proteínas que tienen múltiples ubicaciones en el citosol son 3738 en número. La variación de una célula a otra se observa en 676 proteínas. Entre estos, 582 mostraron diferencias en intensidad y 105 mostraron variaciones en la distribución espacial. Las proteínas del citosol a menudo se asocian con la degradación del ARNm, la modificación de proteínas, la transducción de señales, los procesos metabólicos y la muerte celular.

Estructura y organización del citosol

Las estructuras identificadas recientemente en el citosol son bastones y anillos. Se trata de estructuras en forma de filamento compuestas por proteínas asociadas con la biosíntesis de nucleótidos. Inicialmente se observan y se encuentran usando autoanticuerpos humanos. Sus funciones en los sistemas vivos aún se desconocen.

La concentración de solutos en el citosol está influenciada por los canales de la membrana celular, la gravedad, los canales alrededor de los orgánulos que impactan en los canales de oxígeno, calcio, concentración de ATP y moléculas de proteína. Algunas proteínas también constan de cavidades centrales que están llenas de citosol que tiene una composición diferente a la que se encuentra en el líquido externo. Los filamentos citoesqueléticos controlan la difusión por toda la célula y detienen el movimiento de partículas más grandes de una parte a otra.

Función del citoplasma celular: el citoplasma actúa como un medio para que todos los orgánulos operen dentro de la célula. El citoplasma está involucrado en el crecimiento, expansión y replicación celular.

Estructura del citosol

Función del citosol

El citosol alberga muchos de los procesos metabólicos, la transducción de señales y el transporte de metabolitos. Muchos de los metabolitos implicados en las reacciones metabólicas residen en el citosol. La mayoría de las actividades metabólicas en eucariotas ocurren dentro de los orgánulos, mientras que algunas de las reacciones ocurren en el citosol.

Por ejemplo, la glucólisis ocurre en el citosol, mientras que las siguientes reacciones redox ocurren en las mitocondrias.

En el caso de los eucariotas, en el citosol se producen procesos metabólicos como la glucólisis, la vía de las pentosas fosfato y la biosíntesis de proteínas. Debido a la falta de orgánulos, los procesos metabólicos en procariotas ocurren en el citosol. Estos procesos incluyen la síntesis de proteínas, la primera etapa de la respiración celular y la división celular a través de la mitosis y la meiosis. El citosol también juega un papel importante en el mantenimiento del gradiente a través de las membranas, que es vital para la señalización celular, la excitabilidad celular y la ósmosis.

Actividades como la señalización celular ocurren en el citosol. Una de las muchas actividades como la activación de los canales de calcio de las células por parte de las hormonas para que se abran y permitan la entrada de iones de calcio da como resultado una serie de reacciones. Estas reacciones contienen la activación de moléculas de señalización como la proteína quinasa C y la calmodulina.

La osmorregulación es el proceso de mantener un equilibrio de agua y electrolitos dentro de la celda que asegura la regulación del número adecuado de iones. La osmorregulación mantiene una presión osmótica óptima constante en la célula, lo que devuelve la concentración óptima de solutos y agua en los fluidos corporales. También se encuentra que el citosol tiene osmoprotectores como la trehalosa para ayudar a la célula a sobrevivir durante condiciones adversas. El citosol con osmoprotectores se convertirá en una sustancia sólida similar al vidrio para mantener la estabilidad de la membrana celular y proteger las proteínas de la desecación.

Resumen de la lección

El citosol es el líquido presente en la célula y es un componente del citoplasma. El citoplasma consta de citosol, todos los orgánulos y el contenido de líquido dentro de los orgánulos, excluyendo el núcleo. El componente principal del citosol es el agua que ocupa casi el 70% del mismo. También consta de pequeñas moléculas, iones y proteínas. El citosol no es uniforme en su concentración en toda la célula. La estructura del citosol está formada por complejos de proteínas y el citoesqueleto.

Muchas reacciones metabólicas ocurren en el citosol. El citosol transporta metabolitos y está asociado con la transducción de señales dentro de la célula. La diferencia entre el citosol y el citoplasma es que primero está el líquido intracelular dentro de la célula y fuera de los orgánulos. Por otro lado, el citoplasma es el líquido presente dentro de toda la membrana celular, incluidos los orgánulos y excluyendo el núcleo. La osmorregulación opera en la célula para mantener un equilibrio en el agua y el contenido de electrolitos del citosol.