Back to chapter

4.5:

ציטופלזמה

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Cytoplasm

Languages

Share

בתאים איקריוטיים, הציטופלזמה היא האזור שבין קרום התא למטעפת הגרעין. מכיוון שתאים פרוקריוטיים הם חסרי גרעין, הציטופלזמה מתייחסת לכל מה שנמצא בתוך קרום התא. בשני סוגי התא, ממלאת את המרחב הציטופלזמטי מטריצה דמויית ג’ל הנקראת ציטוזול, תמיסה מימית המכילה יונים מסיסים רבים, מולקולות קטנות ומולקולות ענק.באופן הבלעדי לתאים איקריוטיים, הציטופלזמה מכילה מספר רב של אברונים מוקפים בקרום אשר צפים בציטוזול, כמו גם את שלד התא ציטוסקלטון, שהוא רשת סיבים אשר מעניקה לתאים את צורתם ומסייעת בתנועתיות התאים ובהובלתם. הציטופלזמה, עם זאת, היא גם המרחב שבו מתרחשים תהליכים תאיים רבים אשר אינם אברוניים, כגון סינתזת חלבונים מריבוזומים חופשיים. יתרה מכך, טבעה המימי של הציטופלזמה מסייע בקיפול חלבונים על ידי דחיקת קבוצות צד של חומצות אמינו הידרופוביות אל תוך ליבת החלבון.

4.5:

ציטופלזמה

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.

Suggested Reading

Thomas, Clément, and Christopher J. Staiger. "A dynamic interplay between membranes and the cytoskeleton critical for cell development and signaling." Frontiers in Plant Science 5 (2014): 335. [Source]

Sweeney, Patrick, Hyunsun Park, Marc Baumann, John Dunlop, Judith Frydman, Ron Kopito, Alexander McCampbell, et al. 2017. “Protein Misfolding in Neurodegenerative Diseases: Implications and Strategies.” Translational Neurodegeneration 6 (1): 6. [Source]