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4.5: Cytoplasme
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Cytoplasm
 
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4.5: Cytoplasm

4.5: Cytoplasme

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.

Le cytoplasme se compose d’organites, une solution aqueuse appelée cytosol, et un cadre d’échafaudages protéiques appelés cytosquelette. Le cytosol est un riche bouillon d’ions, de petites molécules organiques comme le glucose et des macromolécules comme les protéines. Plusieurs processus cellulaires, y compris la synthèse des protéines se produisent dans le cytoplasme.

La composition du cytosol favorise le pliage des protéines de telle sorte que les chaînes latérales d’acides aminés hydrophobes sont orientées loin de la solution aqueuse et vers le noyau protéique. Cependant, les facteurs de stress cellulaires tels que le vieillissement et les changements dans le pH, la température ou l’osmolarité causent des erreurs de pliage des protéines. Les protéines mal repliées peuvent s’agréger pour former des dépôts insolubles dans le cytoplasme. Les agrégats de protéines insolubles sont impliqués dans des désordres neurodégénératifs tels que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, et la sclérose latérale amyotrophique.

Composition et fonction de cytosquelette

Le cytosquelet eucaryote se compose de trois types de protéines filamenteuses : microtubules, microfilaments et filaments intermédiaires.

Les microtubules– le plus grand type de filament – sont constitués de la tubuline protéique. Les microtubules sont des structures dynamiques qui peuvent croître ou rétrécir en ajoutant ou en enlevant les molécules de tubuline des extrémités de leurs brins. Ils fournissent une stabilité structurelle et fournissent des voies pour le transport des protéines et des vésicules à l’intérieur de la cellule. En outre, les microtubules jouent un rôle crucial dans la division cellulaire en fournissant un cadre qui guide les chromosomes aux extrémités opposées de la cellule.

Les microfilaments sont le plus petit type de filaments cytosquelettaux et sont faits d’une protéine appelée actine. Les filaments d’Actin peuvent s’assembler et démonter rapidement. Par conséquent, ils permettent le mouvement dans les organismes unicellulaires comme l’amibe ou la migration des globules blancs vers les sites d’infection. Dans les cellules musculaires squelettiques, les filaments d’actine glissent le long des filaments de myosine pour servir de médiateur de la contraction musculaire.

Les filaments intermédiaires ne sont pas aussi dynamiques que les microtubules ou filaments d’actine. Ils fournissent un soutien structurel et sont composés de différents types de protéines basées sur le type de cellule spécifique. Par exemple, les filaments intermédiaires dans les cheveux et les ongles contiennent de la kératine alors que les cellules musculaires contiennent des desmins.


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