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4.5: Citoplasma
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Cytoplasm
 
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4.5: Cytoplasm

4.5: Citoplasma

The cytoplasm consists of organelles, an aqueous solution called the cytosol, and a framework of protein scaffolds called the cytoskeleton. The cytosol is a rich broth of ions, small organic molecules such as glucose, and macromolecules such as proteins. Several cellular processes including protein synthesis occur in the cytoplasm.

The composition of the cytosol promotes protein folding such that hydrophobic amino acid side chains are oriented away from the aqueous solution and towards the protein core. However, cellular stressors such as aging and changes in pH, temperature, or osmolarity cause protein misfolding. Misfolded proteins may aggregate to form insoluble deposits in the cytoplasm. Insoluble protein aggregates are implicated in neurodegenerative disorders such as Alzheimer’s disease, Parkinson’s disease, and amyotrophic lateral sclerosis.

Cytoskeleton Composition and Function

The eukaryotic cytoskeleton consists of three types of filamentous proteins: microtubules, microfilaments, and intermediate filaments.

Microtubules–the largest type of filament–are made up of the protein tubulin. Microtubules are dynamic structures that can grow or shrink by adding or removing tubulin molecules from the ends of their strands. They provide structural stability and provide tracks for the transport of proteins and vesicles within the cell. In addition, microtubules play a crucial role in cell division by providing a framework that guides chromosomes to opposite ends of the cell.

Microfilaments are the smallest type of cytoskeletal filaments and are made of a protein called actin. Actin filaments can assemble and disassemble rapidly. Therefore, they enable movement in unicellular organisms like amoeba or migration of white blood cells to sites of infection. In skeletal muscle cells, actin filaments slide along myosin filaments to mediate muscle contraction.

Intermediate filaments are not as dynamic as microtubules or actin filaments. They provide structural support and are comprised of different types of proteins based on the specific cell type. For instance, intermediate filaments in hair and nails contain keratin whereas muscle cells contain desmins.

O citoplasma consiste em organelos, uma solução aquosa chamada citosol, e uma estrutura de matriz proteica chamada citoesqueleto. O citosol é um caldo rico de iões, pequenas moléculas orgânicas, como glicose, e macromoléculas, como proteínas. Vários processos celulares, incluindo a síntese proteica ocorrem no citoplasma.

A composição do citosol promove o enovelamento de proteínas de forma a que as cadeias laterais de aminoácidos hidrofóbicos sejam orientadas para longe da solução aquosa e para o núcleo proteico. No entanto, fatores de stress celulares como o envelhecimento e alterações no pH, temperatura, ou osmolaridade causam erros de enovelamento das proteínas. Proteínas mal dobradas podem agregar-se formando depósitos insolúveis no citoplasma. Os agregados proteicos insolúveis estão implicados em doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, doença de Parkinson e esclerose lateral amiotrófica.

Composição e Função do Citoesqueleto

O citoesqueleto eucariótico consiste em três tipos de proteínas filamentosas: microtúbulos, microfilamentos e filamentos intermédios.

Os microtúbulos–o maior tipo de filamentos–são compostos pela proteína tubulina. Os microtúbulos são estruturas dinâmicas que podem crescer ou encolher adicionando ou removendo moléculas de tubulina das extremidades das suas cadeias. Eles fornecem estabilidade estrutural e fornecem caminhos para o transporte de proteínas e vesículas dentro da célula. Além disso, os microtúbulos desempenham um papel crucial na divisão celular, fornecendo uma estrutura que guia cromossomas para extremidades opostas da célula.

Os microfilamentos são o menor tipo de filamentos citoesqueléticos e são feitos de uma proteína chamada actina. Filamentos de actina podem montar e desmontar rapidamente. Portanto, permitem o movimento em organismos unicelulares como ameba ou migração de glóbulos brancos para locais de infeção. Nas células musculares esqueléticas, filamentos de actina deslizam ao longo de filamentos de miosina para mediar a contração muscular.

Filamentos intermédios não são tão dinâmicos como microtúbulos ou filamentos de actina. Eles fornecem suporte estrutural e são compostos por diferentes tipos de proteínas baseadas no tipo celular específico. Por exemplo, filamentos intermédios nos cabelos e unhas contêm queratina, enquanto que as células musculares contêm desminas.


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