Cytosol : Définition, rôle et différence avec cytoplasme

Le cytosol est une matrice amorphe qui occupe les espaces qui se trouvent entre les organites cellulaires. Il se trouve situé entre la membrane cellulaire et le noyau. Cet environnement aqueux est composé en majorité d'eau, autour de 70% de son volume, et d'ions, de sels, d'aminoacides, de sucres et de protéines, comme des enzymes. Ces substances sont essentielles pour les processus métaboliques qui maintiennent la cellule active et fonctionnelle.

Dans les cellules eucaryotes, le cytosol entoure les organites tout en constituant un environnement dans lequel se déroulent diverses réactions biochimiques. Même si beaucoup de ces réactions se produisent à l'intérieur des organites, le cytosol est capital pour la synthèse des protéines et pour le transport de métabolites. Dans les cellules procaryotes, les réactions métaboliques se produisent directement dans le cytosol. Dans ce type de cellule, le cytosol est également un environnement dense qui facilite la diffusion des molécules à courtes distances et qui permet le transport actif le long du cytosquelette.

• De la membrane cellulaire jusqu'au noyau et autres organites, le cytosol agit comme principal endroit de transduction des signaux.
• Environ la moitié des protéines des cellules eucaryotes se trouvent dans le cytosol.
• Des réactions clés telles que la glycolyse et la biosynthèse des protéines ont lieu dans le cytosol.
• Il facilite le transport des métabolites en permettant aux molécules solubles dans l'eau de se diffuser facilement à travers lui.
• Les molécules hydrophobes, comme les acides gras et les stérols, nécessitent des protéines de liaison spécifiques pour être transportées dans le cytosol.
• Les molécules qui entrent dans la cellule par endocytose sont transportées dans des vésicules à travers le cytosol.
• Le cytosol fournit un environnement qui permet l'interaction et le mouvement de ces vésicules, facilitant ainsi la distribution interne.
• Dans des organismes comme les trypanosomes, le cytosol est le principal site de production d'énergie, générant de l'ATP.
• L'activité métabolique dans le cytosol est essentielle pour la croissance et la reproduction des cellules.
• La viscosité du cytosol permet la diffusion des molécules sur de courtes distances et le transport actif le long du cytosquelette.
• Il sert de compartiment de stockage pour les produits du métabolisme, tels que le glycogène et les lipides libres.

Le cytosol est un composant essentiel de la cellule qui est caractérisé par une structure complexe hautement dynamique. Bien qu'il soit principalement composé d'eau, qui représente autour de 70% de son volume, sa consistance semi-solide, semblable à de la gélatine, est due à la grande quantité de protéines et de macromolécules en suspension qui s'y trouvent.

Composition chimique

Dans le cytosol, se trouvent plusieurs molécules organiques, dont le glucose, les acides aminés, les acides nucléiques et les acides gras. Ce milieu aqueux contient également des ions essentiels, tels que le sodium, le potassium et le calcium. La concentration des ions calcium, par exemple, est très faible, inférieure à 0,0002 mM, ce qui leur permet d'agir comme seconds messagers dans les voies de signalisation cellulaire.

Macromolécules et cytosquelette

Le cytosol contient autour de 200 mg/ml de protéines dissoutes, ce qui équivaut autour de 20% de sa composition totale. Cette forte concentration de macromolécules chargées, associée au réseau de filaments du cytosquelette, qui comprend des microtubules et des filaments d'actine, contribue à la viscosité du cytosol.

Gradients et complexes protéiques

Le cytosol présente des gradients de concentration pour diverses molécules, notamment les ions calcium, qui sont générés par l'ouverture rapide des canaux calciques. Ces gradients sont essentiels pour des processus tels que la contraction musculaire et la libération de neurotransmetteurs. Des complexes protéiques sont également formés pour canaliser les substrats entre les réactions métaboliques. Il s'agit par exemple du protéosome, qui dégrade les protéines cytosoliques, et de microcompartiments tels que le carboxysome chez les bactéries, qui participent à la fixation du carbone.

Le cytosol et le cytoplasme sont des composés essentiels des cellules qui représentent différents aspects de la structure cellulaire. Le cytoplasme est un fluide semi-solide qui comprend tout le contenu de la cellule qui ne se trouve pas dans le noyau, à savoir le cytosol et tous les organites ainsi que les inclusions cytoplasmiques. Le cytosol, quant à lui, est la partie liquide du cytoplasme, composée principalement d'eau, d'ions solubles, de petites et grandes molécules solubles dans l'eau et de protéines.

En terme de diversité, le cytoplasme a une plus grande variété de composants en comparaison avec le cytosol, qui est moins diversifié. Alors que le cytosol est l'endroit où se passent toutes les réactions métaboliques dans les cellules procaryotes, dans les eucaryotes, des processus comme la glycolyse se déroulent également dans ce milieu.

En plus, le cytoplasme est responsable du maintien des organites en place, ce qui facilite les activités cellulaires telles que la division cellulaire et la cytokinèse. En revanche, le cytosol joue un rôle crucial dans la concentration des molécules dissoutes pour un métabolisme efficace et dans des fonctions telles que la transduction des signaux et le transport des molécules.

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