Citosols

Citosols ir cilvēka šūnas satura šķidrā daļa un tādējādi citoplazmas daļa. Citosols sastāv no apmēram 80% ūdens, atlikušo daļu sadala olbaltumvielās, lipīdos, nukleotīdos, cukuros un jonos. Tie kalpo svarīgiem vielmaiņas procesiem, kas notiek no ūdens līdz viskozam citolam.

Kas ir citosols?

Visu eikariotu šūnu šķidru līdz želejveidīgu sastāvdaļu sauc par citosolu, un tādējādi tā ir daļa no citoplazmas, kopējā šūnu satura. Citosolā ir aptuveni 80 procentu ūdens saturs ar lielu skaitu dažādu izšķīdušu vielu, piemēram, olbaltumvielām, minerālvielām, katjoniem, anjoniem, cukuriem, fermentiem, vitamīniem, hormoniem un daudzām citām molekulām un savienojumiem, kas nepieciešami metabolisma starpposma procesiem.

Citas vielas, kas vajadzīgas arī starpposma metabolismam, bet nešķīst ūdenī, atrodas organellās vai īpašos pūslīšos, sīkos pūslīšos, kurus apņem membrāna. Vakuļi veido nodalījumus, kas līdzīgi pūslīšiem, bet daudz lielāki. Viņiem ir nozīmīga loma fagocitozē, svešu vielu vai svešu organismu iekļaušanā un sekrēciju īslaicīgā iekļaušanā. Citosolu pārvieto blīvs un pastāvīgi mainīgs tīkls - citoskelets. Tas sastāv no aktīna pavedieniem, starpposma pavedieniem un mikrotubulām.

Citoskelets tiek izmantots šūnas mehāniskai iekšējai un ārējai stabilizēšanai, bet arī mijiedarbojas ar citosolu. Daudzi metabolisma procesi citosolā, piemēram, aminoskābju sintēze un sadalīšana, polipeptīdu veidošanās kā olbaltumvielu ražošanas priekštecis, glikolītiskie procesi un daudz kas cits, darbojas tikai dažu citoskeleta sastāvdaļu sadarbībā ar citozītu un apmaiņā ar slēgtajiem organelliem un pūslīšiem.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Citosolā paralēli norisinās liels skaits fermentatīvi kontrolētu metabolisma procesu, daži no tiem nav savstarpēji savietojami. Tāpēc daudzšūnu organismu (eikariotu) evolūcija ir radījusi iespēju norobežot sīkos citozola apgabalus, izmantojot membrānas, tā sauktos šūnu nodalījumus.

Veidojot atdalītus organellus, pūslīšus, vakuolus un citus šūnu nodalījumus, noārdošie un reģenerējošie enzīmi vienā šūnā var paralēli iesaistīties pretējos metabolisma procesos. Viena no citosola galvenajām funkcijām ir vielu apmaiņa sadarbībā ar citoskeleta un nodalījumu daļām, t.i., atbrīvot nepieciešamās vielas un absorbēt citas vielas, kuras vairs nav vajadzīgas vai vairs nav vajadzīgas, lai tās pārstrādātu vai pārsūtītu iznīcināšanai. Vēl viens svarīgs citosola uzdevums ir sadarbībā ar citoskeletu, īpaši ar mikrotubulēm, pārņemt un organizēt transportēšanu šūnā.

Lai tiktu galā ar dažādiem transporta uzdevumiem, citosols var ļoti ātri mainīt viskozitāti no ūdens līdz želejveida un otrādi. Daudzos bioķīmiskajos pārveidojumos, ko katalītiski kontrolē fermenti, vitamīni un hormoni, ietilpst arī oksidācijas un reducēšanās procesi, tā saucamās redoksreakcijas, kas notiek ne tikai mitohondrijos. Mitohondriji ir šūnu organelilas ar savām RNS, kurām ir liela loma caur tā saukto elpošanas ķēdi, kurās cita starpā notiek redoksreakcijas starp adenozīna trifosfātu (ATP) un adenozīndifosfātu (ADP). Šūnas, kas savu uzdevumu dēļ ir ļoti izsalkušas pēc enerģijas, var saturēt vairākus tūkstošus mitohondriju.

Citosols ne tikai satur molekulas un savienojumus, kas nepieciešami atbilstošo sintēzes vai sadalīšanās procesu nodrošināšanai, bet arī daļa ģenētiskās translācijas procesu notiek citosolā. Tā saucamās kurjera RNS, RNS komplementāro nukleīnskābju sekvenču kopijas, citosolā tiek pārveidotas par olbaltumvielu prekursoru (peptīdu un polipeptīdu) sintēzē, t.i., atbilstošā aminoskābju secībā.

Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

Citosols, citoplazmas šķidrā daļa, jau veidojas šūnu dalīšanās laikā. Tās sastāvs tiek kontrolēts hormonāli un fermentatīvi, izmantojot starpšūnu un ārpusšūnu vielu apmaiņu. Citosola sastāvs ir atšķirīgs atkarībā no šūnas veida un situācijas, un, kā jau minēts, tā viskozitāte var mainīties, ātri pārejot no šķidruma uz želejveidīgu un otrādi.

Hidrofobiskos savienojumus, kas nepieciešami šūnai un kurus nevar izšķīdināt citosola ūdens šķīdumā, glabā mobilajās pūslīšos vai vakuolē un transportē uz vietu, kur tie nepieciešami. Notiek arī vielu apmaiņa ar šūnas kodolu, kuru no citozola atdala ar dubultu membrānu, kas parasti notiek caur šūnas membrānas kodola porām. Citosola optimālās vērtības vai parametrus nevar norādīt atšķirīgā sastāva dēļ atkarībā no šūnas veida un situācijas.

Slimības un traucējumi

Uzdevumu un funkciju pārpilnība, ko pilda citoplazmas komponenti, ieskaitot citosolu, liek domāt, ka vielmaiņas procesus var izjaukt vai pilnībā izslēgt toksīnu vai slimību ietekmē, ar nelielām līdz nopietnām sekām visam organismam.

Jo īpaši var tikt traucēta vielu apmaiņa starp mitohondrijiem un citosolu. Ir zināmi daudzi dažādi mitohondriju slimības cēloņi, daži no tiem var būt arī ģenētiski. Parasti šūnu energoapgāde ir nepietiekama, kas izraisa tādus simptomus kā muskuļu vājums un vispārējs izsīkuma stāvoklis. Ja ir deficīta simptomi vai deficīta sindromi, problēmas cēlonis parasti nav traucēts metabolisms citosolā, bet gan nepietiekama piegāde.

Plaši pazīstama, kaut arī reti sastopama, ģenētiska slimība ir Brodija miopātija. Ģenētiskais defekts noved pie samazinātas Ca2 + -ATPāzes aktivitātes skeleta muskuļos, tā ka citozolā uzkrājas Ca2 + joni. Tas nozīmē, ka skeleta muskuļi var atpūsties tikai pēc kontrakcijas ar nokavēšanos.