Hyaloplasma, Zytoskelett und Zentrosom: Zellbiologie

Hyaloplasma (Zytosol)

Das intrazelluläre Umfeld der Plasmamembran besteht aus einer flüssigen Lösung namens Hyaloplasma oder Zytosol. Die Kombination aus dem Zytosol und allen Organellen bildet das Zytoplasma.

Struktur

Das Zytosol ist eine wässrige Flüssigkeit, die zwischen 70 und 80 % Wasser enthält. Die restlichen Bestandteile sind Proteine sowie andere organische Moleküle kleiner Größe wie Aminosäuren, Kohlenhydrate und ATP.

Das Zytosol kann in zwei Aggregatzustände vorliegen:

• Gelzustand: hat eine viskose Konsistenz.
• Solzustand: hat eine fluide Konsistenz.

Funktionen

Das Zytosol fungiert als Regulator des intrazellulären pH-Werts und als Pufferspeicher, wodurch das Zytoplasma einen konstanten pH-Wert behält. Zu seinen Funktionen gehören:

• Glykogenese: Synthese von Glykogen aus Glukose.
• Glykogenolyse: Hydrolyse von Glykogen zu Glukose, wenn die Zelle Energie benötigt.
• Biosynthese von Aminosäuren: Synthese von Aminosäuren.
• Modifikationen von Molekülen.
• Biosynthese von Fettsäuren.

Viele dieser Reaktionen benötigen ATP und tRNA.

Zytoskelett

Das Zytoskelett ist ein Netzwerk aus Filamentproteinen, das die Bewegung und Form der Zelle erleichtert. Es umfasst drei Bestandteile: Aktin-Mikrofilamente, Intermediärfilamente und Mikrotubuli.

Mikrofilamente (Aktin)

Ihre Funktionen umfassen die Muskelkontraktion, die Bildung eines mechanischen Skeletts, von Mikrovilli, die Mitose sowie die ameboide Bewegung.

Intermediärfilamente

Intermediärfilamente haben eine Größe zwischen Aktin-Mikrofilamenten und Mikrotubuli. Sie werden aus fibrösen Proteinen gebildet, sind sehr stabil und dienen vor allem strukturellen Funktionen sowie der Erhaltung der Zellform. Sie lassen sich in drei Klassen einteilen:

• Keratinfilamente: verleihen Epithelzellen Festigkeit.
• Neurofilamente: erhalten die Form der Neuronen.
• Vimentinfilamente: stabilisieren die Membran und helfen, zelluläre Verformungen zu vermeiden.

Mikrotubuli

Mikrotubuli sind hohle Röhren, die aus Tubulin gebildet werden. Ihre Funktionen sind:

• Bildung der mitotischen Spindel.
• Intrazellulärer Transport von Vesikeln durch das Zytoplasma.
• Zellbewegung.

Zentrosom

Das Zentrosom besitzt keine zentrale Membran und besteht aus zwei Zentriolen, die von dichtem, amorphem pericentriolarem Material umgeben sind. Die Bestandteile dieser beiden Einheiten bilden zusammen das Mikrotubuli-organisierende Zentrum (MTOC).

Jedes Zentriol ist ein Zylinder, dessen Wände aus neun Gruppen von jeweils drei Mikrotubuli (Tripletts) gebildet werden.