Цитозоль — это полужидкая цитоплазматическая фракция, заполняющая пространство между внутренними структурными компонентами клетки. В цитологии в качестве синонимичного понятия используется термин гиалоплазма. Цитозоль морфологически бесструктурен и выполняет роль цитоплазматического матрикса, в котором располагаются оформленные клеточные элементы (органеллы эукариот, прокариотические компартменты, включения).
Определение понятия
В обобщенном понимании цитозоль — это цитоплазма без ее структурных составляющих, которые у прокариот и эукариот разные. Поэтому для бактерий такое определение будет означать "без рибосом, включений и мембранных формирований". Цитозоль в эукариотической клетке — это цитоплазма, из которой исключили органеллы и включения.
Вам будет интересно:Информационная энтропия: определение понятия, свойства, система
Термин впервые был введен в 1965 году для обозначения жидкости, остающейся после ультрацентрифугирования поврежденной цитологической массы. Слово образовано путем соединения греческого "клетка" и английского "раствор". И действительно, в биохимическом смысле цитозоль — это водный раствор различных веществ органической (белки, полисахариды, РНК и др.) и неорганической природы.
Жидкости, содержащиеся внутри органелл, в состав гиалоплазмы не входят.
Общая характеристика и состав
На электронных микрофотографиях цитозоль представляет собой заполняющееся межструктурное пространство клетки, гомогенную или тонкозернистую материю с низким значением электронной плотности. Примечательно, что гиалоплазма способна изменять свое агрегатное состояние из более жидкого в гелеобразное и наоборот.
В химическом отношении цитозоль — это сложная коллоидная система, содержащая множество веществ, включая:
- транспортные РНК;
- ферменты;
- структурные белки;
- органические кислоты;
- нуклеотиды;
- углеводы;
- АТФ и другие макроэргические соединения;
- ионы (кальций, калий, натрий, магний и др).
Иными словами, гиалоплазма представляет собой вместилище для целого набора биологических молекул, а также настоящую биохимическую станцию, которая объединяет все клеточные структуры и обуславливает их взаимодействие друг с другом. В цитозоле протекает множество метаболических реакций.
Около 70 % химического состава гиалоплазмы приходится на воду, 20 % — на белки и только 10 % — на другие химические компоненты. Это бесструктурное вещество занимает до 55 % внутреннего объема клетки. Многочисленные функции цитозоля связаны с тем, что, подобно крови в организме, он является связующей субстанцией для всех компонентов цитоплазмы.
Содержащиеся в гиалоплазме белковые молекулы могут образовывать различные фибриллярные или нитчатые комплексы.
Функции цитозоля в клетке
Будучи внутриклеточной средой, цитозоль выполняет множество функций, к которым относят:
- транспортную — гиалоплазма является пространством, по которому перемещаются различные клеточные компоненты (молекулы, ионы, рибосомы и т. д.);
- биохимическую — в цитозоле проходит множество химических реакций;
- осмотическую — концентрация ионов в гиалоплазме обеспечивает осмотические свойства клетки;
- тургорную — давление гиалоплазмы на стенки оболочки клетки обеспечивает ее упругость;
- поддерживающую — гиалоплазма выполняет роль структурной матрицы, в которой определенным образом размещены клеточные компоненты;
- коммуникационную — цитозоль может служить средой для передачи внутриклеточных сигналов;
- распределительную (характерно для клеток с неравномерным распределением некоторых компонентов по всему объему цитоплазмы).
Так как основную массу цитозоля составляет вода, он также выполняет функцию растворителя для органических молекул и ионов.