Tsütosool

Tsütosool "Inimese raku sisu" ja seega tsütoplasma osa on raku sisu vedel osa. Tsütosool koosneb umbes 80% veest, ülejäänud osa jaguneb valkudeks, lipiidideks, nukleotiidideks, suhkruteks ja ioonideks. Need toimivad olulistes ainevahetusprotsessides, mis toimuvad vesikeskkonnas kuni viskoosse tsütosooliga.

Mis on tsütosool?

Kõigi eukarüootsete rakkude vedelat kuni geelilaadset komponenti nimetatakse tsütosooliks ja on seega osa tsütoplasmast, rakkude kogusisaldusest. Tsütosoolil on umbes 80 protsenti veesisaldust, kus on palju erinevaid lahustunud aineid nagu valgud, mineraalid, katioonid, anioonid, suhkrud, ensüümid, vitamiinid, hormoonid ja paljud muud molekulid ning ühendid, mis on vajalikud metaboolsete vaheprotsesside jaoks.

Muud ained, mis on vajalikud ka vaheainevahetuseks, kuid ei lahustu vees, asuvad organellides või spetsiaalsetes vesiikulites, membraaniga ümbritsetud pisikestes vesiikulites. Vaakoolid moodustavad vesiikulitega sarnaseid, kuid palju suuremaid sektsioone. Nad mängivad olulist rolli fagotsütoosis, võõrkehade või võõrorganismide kaasamisel ja sekretsioonide ajutisel kaasamisel. Tsütosooli läbib tihe ja pidevalt muutuv võrk - tsütoskelett. See koosneb aktiini filamentidest, vahefilamentidest ja mikrotuubulitest.

Tsütoskeletti kasutatakse raku mehaaniliseks sisemiseks ja väliseks stabiliseerimiseks, kuid see interakteerub ka tsütosooliga. Paljud tsütosoolis toimuvad ainevahetusprotsessid, näiteks aminohapete süntees ja lagunemine, polüpeptiidide moodustamine valkude tootmise eelkäijana, glükolüütilised protsessid ja palju muud, toimivad ainult tsütoskeleti teatud komponentide koostöös tsütosooliga ning vastutasuks ümbritsetud organellide ja vesiikulitega.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Tsütosoolis kulgeb paralleelselt suur arv ensümaatiliselt kontrollitud ainevahetusprotsesse, millest mõned on üksteisega kokkusobimatud. Mitmerakuliste organismide (eukarüootide) evolutsioon on seega loonud võimaluse tsütosoolis pisikeste piirkondade piiritlemiseks, kasutades membraane, nn raku sektsioone.

Eraldatud organellide, vesiikulite, vakuoolide ja muude rakuosade moodustumise tõttu võivad sama raku lagundavad ja regenereerivad ensüümid paralleelselt osaleda ka vastupidistes metaboolsetes protsessides. Tsütosooli üks peamisi funktsioone on ainete vahetamine koostöös tsütoskeleti osade ja sektsioonidega, s.o vajalike ainete vabastamine ja teiste ainete absorbeerimine, mis pole enam vajalikud või puuduvad nende ringlussevõtuks või hävitamiseks edastamiseks. Veel üks tsütosooli oluline ülesanne on koostöös tsütoskeletiga, eriti mikrotuubulitega, rakkudes toimuvate transportide ülevõtmine ja korraldamine.

Erinevate transpordiülesannetega toimetulemiseks võib tsütosool muuta oma viskoossust väga kiiresti vesipõhiselt geelitaoliseks ja vastupidi. Ensüümide, vitamiinide ja hormoonide poolt katalüütiliselt juhitud paljude biokeemiliste muundamiste hulka kuuluvad ka oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsessid, nn redoksreaktsioonid, mis ei toimu ainult mitokondrites. Mitokondrid on oma RNA-ga rakuorgaanid, millel on suur roll niinimetatud hingamisahela kaudu, milles muu hulgas toimuvad redoksreaktsioonid adenosiintrifosfaadi (ATP) ja adenosiinidifosfaadi (ADP) vahel. Rakud, mis on oma ülesannete tõttu väga näljased, võivad sisaldada mitu tuhat mitokondrit.

Tsütosool mitte ainult ei hoia molekule ja ühendeid, mis on vajalikud vastavate sünteesi- või lagunemisprotsesside võimaldamiseks, vaid osa geneetilisest translatsiooniprotsessist toimub ka tsütosoolis. Nn messenger RNA, RNA komplementaarsete nukleiinhappejärjestuste koopiad, muundatakse tsütosoolis valkude prekursorite (peptiidid ja polüpeptiidid) sünteesiks, st vastavaks aminohapete järjestuseks.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Tsütosool, tsütoplasma vedel osa, moodustub juba rakkude jagunemise ajal. Selle koostist kontrollitakse hormonaalselt ja ensümaatiliselt rakkudevahelise ja rakuvälise ainete vahetuse kaudu. Tsütosoolil on erinev koostis, sõltuvalt rakutüübist ja olukorrast ning nagu juba mainitud, võib selle viskoossus varieeruda kiiresti järjest vedelikust geelitaoliseks ja vastupidi.

Rakku jaoks vajalikud hüdrofoobsed ühendid, mida ei saa lahustuda tsütosooli vesilahuses, hoitakse liikuvates vesiikulites või vaakumites ja veetakse vajalikesse kohta. Samuti toimub ainete vahetus raku tuumaga, mis eraldatakse tsütosoolist kahekordse membraaniga, mis toimub tavaliselt rakumembraani tuumapooride kaudu. Tsütosooli optimaalseid väärtusi või parameetreid ei saa anda erineva koostise tõttu, sõltuvalt rakutüübist ja olukorrast.

Haigused ja häired

Nende ülesannete ja funktsioonide rohkus, mida tsütoplasma komponendid - sealhulgas tsütosool - täidavad, viitab sellele, et ainevahetusprotsessid võivad olla häiritud või täielikult välja lülitatud toksiinide või haiguste mõju kaudu, millel on kerged või tõsised tagajärjed kogu organismile.

Eriti võib häirida ainete vahetust mitokondrite ja tsütosooli vahel. Mitokondriaalse haiguse põhjuseid on teada palju, mõned neist võivad olla ka geneetilised. Tavaliselt on rakkude energiavarustus ebapiisav, mis põhjustab selliseid sümptomeid nagu lihasnõrkus ja üldine kurnatuse seisund. Vaegusümptomite või vaegussündroomide esinemise korral pole probleemi põhjustajaks tavaliselt häiritud tsütosooli metabolism, vaid ebapiisav varustus.

Tuntud, ehkki harva esinev geneetiline haigus on Brody müopaatia. Geneetiline defekt põhjustab Ca2 + -ATPaasi vähenenud aktiivsust skeletilihastes, nii et tsütosoolis koguneb Ca2 + ioone. See tähendab, et skeletilihased saavad lõõgastuda alles pärast kontraktsiooni viivitusega.