14. Цитозоль и рибосомы.

Цитозоль

Жидкая часть цитоплазмы – цитозоль – составляет около половины объема клетки. Помимо воды, в цитозоле присутствуют ионы, множество химических соединений разной природы, макромолекулы.

Содержимое клетки, окруженное ЦПМ, называется цитоплазмой. Фракция цитоплазмы, имеющая гомогенную консистенцию и содержащая набор растворимых РНК, ферментных белков, продуктов и субстратов метаболических реакций, получила название цитозоля. Другая часть цитоплазмы представлена разнообразными структурными элементами: внутрицитоплазматическими мембранами (если они есть), генетическим аппаратом, рибосомами и включениями разной химической природы и функционального назначения.

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.

Рибосомы — место синтеза белка — рибонуклеопротеиновые частицы размером 15 – 20 нм. Их количество в клетке зависит от интенсивности процессов белкового синтеза и колеблется от 5000 до 90 000. Общая масса рибосом может составлять примерно 1/4 клеточной массы, а количество рибосомальной РНК (рРНК) — 80 – 85 % всей бактериальной РНК. Они построены из двух неодинаковых субчастиц.

Синтез белка осуществляется агрегатами, состоящими из рибосом, молекул информационной и транспортных РНК и называемыми полирибосомами, или полисомами. Последние могут находиться в цитоплазме или же быть связанными с мембранными структурами.

Обозначения 30S, 50S, 70S — константы седиментации, характеризующие скорость, с которой эти частицы осаждаются в центрифуге при определенных стандартных условиях.