Le cytosol
Le cytosol d'une cellule est une partie liquide du cytoplasme, une substance cytoplasmique dans laquelle baignent des organites. Le cytosol associé au cytosquelette forme le hyaloplasme. Cette matrice cytoplasmique constitue la majeure partie du fluide intracellulaire.
Le cytosol dans une cellule animale :
Le cytosol (n ° 11 dans le schéma) est séparé par des membranes dans des compartiments différents dans le noyau de la cellule animale.
Généralités
Le cytosol lui-même ne contient pas d'organites mais il contient d'autres particules comme des complexes protéiques. Avec les mitochondries, le cytosol remplit l'intérieur de la matrice mitochondriale.
Le cytosol est défini comme l'ensemble du matériel du cytoplasme, à l'exclusion du contenu des divers organites membraneux.
Le cytosol est un liquide qui remplit la cellule, et il est également connu sous le nom de cytoplasme, même si les deux termes ne sont pas utilisés de manière interchangeable.Les cellules sont souvent comprises contenant une liquide aqueux. Cependant, ce liquide contient de nombreux autres composants tels que des molécules de protéines, des lipides (graisses), des métabolites et des ions.
Composition
Il existe quelques différences parmi les cytosols selon la nature de l'animal :
- Chez les procaryotes, la plupart des réactions chimiques du métabolisme ont lieu dans le cytosol, tandis que quelques-unes ont lieu dans les membranes ou dans l'espace périplasmique.
- Chez les eucaryotes, bien que de nombreuses voies métaboliques interviennent encore dans le cytosol, d'autres sont contenues dans les organelles. Dans la cellule eucaryote, le cytosol se trouve dans la membrane cellulaire et fait partie du cytoplasme, qui comprend également les mitochondries, les plastides et autres organites (mais pas leurs fluides et structures internes); le noyau cellulaire est séparé. Le cytosol est donc une matrice liquide autour des organites.
Le cytosol est un mélange complexe de substances dissoutes dans de l'eau. Bien qu'une grande partie de l'eau (environ 70 %) compose le cytosol, leur structure et les propriétés de la cellule n'ont pas encore été complètement assimilées.
Les concentrations des ions tels que le sodium et le potassium du cytosol diffèrent du fluide extracellulaire; ces différences dans la concentration d'ions sont importantes dans des processus tels que l'osmorégulation et la communication cellulaire.
Le cytosol contient également de grandes quantités de macromolécules, qui peuvent modifier le comportement moléculaire, de sa forte concentration.
Le cytosol :
Le cytosol peut avoir différentes compositions. Ce fluide est également appelé fluide intracellulaire, plasma fondamental ou matrice cytoplasmique.
Si historiquement, le cytosol était compris comme une solution simple de molécules, il y a plusieurs niveaux d'organisation dans le cytosol. Ceux-ci comprennent les gradients de concentration de petites molécules ou des ions tels que le calcium, un grand complexe enzymatique qui, ensembles, donnent naissance à des réactions des voies métaboliques et les complexes protéiques tels que le protéasome et le carboxycome qui délimitent et séparent des parties distinctes du cytosol.
Le pH du fluide intracellulaire est 7,4, tandis que le pH cytosolique de l'homme varie de 7,0 à 7,4, et a tendance à être plus élevé si une cellule est en développement. Les concentrations d'autres ions dans le cytosol sont très différents du liquide extracellulaire; le cytosol a des concentrations plus élevées de macromolécules chargées telles que des protéines et des acides nucléiques à l'extérieur de la structure cellulaire.
Les molécules de protéines qui ne se lient pas à la membrane cellulaire ou au cytosquelette sont dissoutes dans le cytosol.
Fonctions
Le cytosol n'a pas une fonction unique, il a plusieurs rôles : il est le site de multiples processus cellulaires. Les exemples de ces processus comprennent la transduction du signal à partir de la membrane cellulaire à l'intérieur des sites de cellule, en tant que noyau de la cellule ou organites. Ce compartiment est également le site d'un grand nombre des processus de cytokinèse, après la rupture de l'enveloppe du noyau (enveloppe nucléaire) au cours de la mitose.
Une autre fonction importante est de transporter les métabolites de cytosol du lieu de production à l'endroit où ils sont utilisés. Ceci est relativement simple avec des molécules solubles tels que les acides aminés, qui peuvent se propager rapidement à travers le cytosol.
Cependant, les molécules hydrophobes tels que les acides gras et les stérols peuvent être transportées à travers le cytosol par des protéines de liaison spécifique, en étant des molécules libérées de ces membranes cellulaires. Les molécules présentes dans la cellule par endocytose (ou la façon d'être sécrétée) peuvent également être transportées à travers le cytosol dans des vésicules, qui sont de petites sphères de lipides mobiles ainsi que les protéines de cytosquelette.
Le cytosol est le site de la plupart des processus du métabolisme chez les procaryotes, et une grande partie du métabolisme des eucaryotes. Par exemple, chez les mammifères, environ la moitié des protéines dans la cellule sont situées dans le cytosol. L'information la plus complète est disponible dans la levure, où des reconstructions métaboliques indiquent que la plupart des processus métaboliques et des métabolites se déroulent dans le cytosol.
Les principales voies métaboliques des animaux produites dans le cytosol sont la biosynthèse de protéines, la fabrication des pentoses phosphates, la glycolyse et la néoglucogenèse. La position peut être différente chez d'autres organismes : par exemple, la synthèse des acides gras chez les plantes, se fait dans les chloroplastes et les apicoplastes.
Voie cytosolique
Le cytosol des tissus où se déroule la lipogenèse active (tissu adipeux, cerveau en développement, glande mammaire en lactation et foie) contient une enzyme, l'acétoacétyl-CoA synthétase, qui convertit l'acétoacétate en acétoacétyl-CoA : acétoacétate + ATP + CoA → acétoacétyl-CoA + AMP + pyrophosphate.
Son activité est au moins d'un ordre de grandeur inférieure à celle de la 3-oxoacide-CoA transférase mitochondriale, alors que son affinité pour l'acétoacétate est sensiblement plus élevée. La présence d'acétoacétyl-CoA thiolase dans le cytosol permet la conversion de l'acétoacétate en acétyl-CoA puis en lipides sans implication des mitochondries.
Le cytosol cérébral contient également de la 3-hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA synthase, permettant à l'acétoacétate d'agir comme précurseur direct pour la synthèse des stérols. Des preuves issues d'expériences in vivo avec de l'acétoacétate marqué au 14C ont confirmé l'existence de cette voie dans le développement du cerveau et du foie.
La voie cytosolique pour l'utilisation de l'acétoacétate peut être considérée comme un mécanisme pour diriger ce substrat vers la synthèse des lipides ou des stérols plutôt que vers l'oxydation.
Dégradation des glycoprotéines dans le cytosol
Dans le cytosol, les glycoprotéines mal repliées sont dégradées par un mécanisme spécial. Ils sont exportés du RE dans le cytosol par un canal contenant Sec61, et agissent par un peptide cytosolique : N-glycanase qui est susceptible de faire partie du complexe impliqué dans la voie de dégradation de l'ubiquitine/protéasome.
Cette voie est liée au mécanisme de contrôle de la qualité des glycoprotéines et appelée dégradation associée au RE (réticulum endoplasmique). L'oligosaccharide libéré du précurseur lié au dolichol qui ne parvient pas à se retourner vers la lumière du RE est également dégradé par ce mécanisme de dégradation. Cette dégradation commence par l'action de la pyrophosphatase pour produire le précurseur cytosolique non glucosylé, Man5GlcNAc2.
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