سیتوزول چیست؟ — به زبان ساده

سیتوزول (Cytosol) ماتریکس مایع است که در داخل سلول‌ها یافت می‌شود. در هر دو سلول‌های یوکاریوتی (گیاهی و حیوانی) و سلول‌های پروکاریوتی (باکتری) سیتوزول وجود دارد. در سلول‌های یوکاریوتی، سیتوزول مایع محصور شده در غشای سلولی را شامل می‌شود، اما هسته سلول، اندامک‌ها (به عنوان مثال، کلروپلاست‌ها ، میتوکندری‌ها، واکوئل‌ها) یا مایعات موجود در اندامک‌ها فاقد مایع سیتوزول هستند. در مقابل، تمام مایع درون یک سلول پروکاریوتی سیتوزول است، زیرا سلول‌های پروکاریوتی فاقد اندامک یا هسته هستند. سیتوزول همچنین به عنوان پلاسمای زمینه‌ای، مایع درون سلول (ICF) یا ماتریکس سیتوپلاسمی نیز شناخته می‌شود.

تعریف سیتوزول

سیتوزول را می‌توان در عبارات زیر تعریف کرد:

فیلم آموزش زیست شناسی سلولی Cell Biology

کلیک کنید

• سیتوزول محیط مایع موجود در یک سلول است.
• سیتوزول به عنوان بخشی از سیتوپلاسم است. سیتوپلاسم شامل سیتوزول، تمام اندامک ها و محتوای مایع درون اندامک‌ها است. سیتوپلاسم هسته را شامل نمی‌شود.
• ترکیب اصلی تشکیل دهنده سیتوزول آب است. این ماده همچنین حاوی یون‌های محلول، مولکول‌های کوچک و پروتئین‌ها است.
• سیتوزول در سراسر سلول یکنواخت نیست. کمپلکس‌های پروتئینی و اسکلت سلولی ساختار آن را ایجاد می‌کنند.
• سیتوزول چندین عملکرد دارد. این بخش، جایگاه اکثر فرآیندهای متابولیک است، متابولیت‌های مختلف را به بخش‌های مختلف سلول منتقل می‌کند و در انتقال سیگنال درون سلول نقش دارد.

تفاوت بین سیتوزول و سیتوپلاسم

سیتوزول و سیتوپلاسم با یکدیگر مرتبط هستند، اما این دو اصطلاح معمولاً نباید به جای یکدیگر به کار روند. سیتوزول یک جزء سیتوپلاسم است. سیتوپلاسم شامل کلیه مواد موجود در غشای سلولی، از جمله اندامک‌ها، به استثنای هسته است. بنابراین، مایع موجود در میتوکندری، کلروپلاست و واکوئل بخشی از سیتوپلاسم به شمار می‌آید، اما جزیی از سیتوزول نیست. در سلول‌های پروکاریوتی، سیتوپلاسم و سیتوزول یکسان هستند.

ترکیبات تشکیل دهنده سیتوزول

سیتوزول از انواع مختلفی از یون‌ها، مولکول‌های کوچک و درشت مولکول‌های موجود در آب تشکیل شده است، با این حال، این مایع یک محلول همگن نیست. حدود 70٪ از سیتوزول آب است. در انسان، pH سیتوزول بین 7٫0 و 7٫4 اندازه‌گیری شده است. pH در هنگام رشد سلول بیشتر است. یون‌های حل شده در سیتوزول شامل کلسیم، پتاسیم، سدیم، کلر، منیزیم و بی‌کربنات هستند. این ماده همچنین حاوی اسیدهای آمینه، پروتئین‌ها و مولکول‌هایی است که اسمولاریته را تنظیم می‌کنند، مانند پروتئین کیناز C و کالمودولین که در تنظیم فشار اسمزی سلول نقش دارند.

سازمان و ساختار سیتوزول

غلظت مواد در سیتوزول تحت تأثیر گرانش، کانال‌های موجود در غشای سلولی و اندامک‌های اطراف آن است که غلظت‌های کلسیم، اکسیژن و غلظت ATP، همچنین عملکرد کانال‌هایی که توسط کمپلکس‌های پروتئینی ایجاد می‌شوند را تحت تأثیر قرار می‌دهند. برخی پروتئین‌ها حاوی حفره‌های مرکزی پر از سیتوزول هستند که ترکیب متفاوتی از مایع خارج آن دارند. در حالی که اسکلت سلولی جزء سیتوزول در نظر گرفته نمی‌شود، رشته‌های آن کنترل انتشار در کل سلول را بر عهده دارند و حرکت ذرات بزرگ از یک قسمت از سیتوزول به قسمت دیگر را محدود می‌کنند.

عملکرد سیتوزول

سیتوزول چندین کارکرد درون سلول را انجام می‌دهد. این بخش در انتقال سیگنال بین غشای سلولی، هسته و اندامک‌ها نقش دارد. این ماده متابولیت‌ها را از محل تولید خود به قسمت‌های دیگر سلول منتقل می‌کند. در فرایند سیتوکینز، هنگامی که سلول در میتوز، تقسیم می‌شود، سیتوزول نقش مهمی را بر عهده دارد. سیتوزول در متابولیسم یوکاریوت نیز وظایفی را انجام می‌دهد. در حیوانات، سیتوزول محلی برای انجام انواع فرایندها شامل گلیکولیز، گلوکونوژنز، بیوسنتز پروتئین و مسیر فسفات پنتوز به شمار می‌آید. با این حال، در گیاهان سنتز اسیدهای چرب در کلروپلاست‌ها رخ می‌دهد که جزئی از سیتوزول نیستند. تقریباً تمام متابولیسم پروکاریوت در سیتوزول انجام می‌گیرد.

تاریخچه سیتوزول

هنگامی که اصطلاح سیتوزول توسط «H. A. Lardy» در سال 1965 ابداع شد، این اصطلاح در واقع به مایع تولید شده در هنگام جدا شدن سلول‌ها در حین سانتریفیوژ اشاره داشت و اجزای جامد از این مایع حذف می‌شدند. با پیشرفت مطالعات سلولی، این مایع به طور دقیق‌تری به نام اجزای سیتوپلاسمی نامیده شد. اصطلاحات دیگری که گاهی اوقات برای اشاره به سیتوپلاسم استفاده می‌شود شامل «هیالوپلاسم» (Hyaloplasm) و «پروتروپلاسم» (Protoplasm) است. پروتوپلاسم در واقع بخش زنده سلول، مترادف با غشا به همراه سیتوپلاسم است.

در زیست شناسی سلولی مدرن، سیتوزول به قسمت مایع سیتوپلاسم موجود در سلول سالم و یا به عصاره گرفته شده از این مایع سلول‌ها اطلاق می‌شود. از آنجا که خصوصیات این مایع به زنده بودن یا نبودن سلول بستگی دارد، برخی از دانشمندان به محتوای مایع سلول‌های زنده «سیتوپلاسم آبی» (Aqueous Cytoplasm) می‌گویند.