Le cytoplasme remplit l'intérieur d'une cellule humaine. Il se compose du cytosol, une substance liquide ou gélatineuse, les organites (mitochondries, Appareil de Golgi et autres) et le cytosquelette. Dans l'ensemble, le cytoplasme sert à la biosynthèse enzymatique et à la catalyse ainsi qu'au stockage de substances et au transport intracellulaire.
Qu'est-ce que le cytoplasme?
La définition du cytoplasme n'est pas uniforme dans la littérature. Certains auteurs considèrent que tout le contenu bioactif de la cellule humaine, y compris le noyau, est le cytoplasme dans son intégralité. D'autres auteurs n'incluent pas les organites contenus dans la cellule, tels que mitochondries et le réticulum endoplasmique, et le noyau dans le cytoplasme, mais utilisez le terme protoplasme, sous lequel ils englobent tout le contenu de la cellule humaine vivante. Le noyau et de nombreux organites (jusqu'à plusieurs milliers) sont enfermés dans le cytoplasme, et il est traversé par des microfilaments, des filaments intermédiaires et des microtubules. Ce sont le cytosquelette, protéines qui donnent la cellule force et structurer et permettre le transport intracellulaire de substances - y compris le transport à travers les biomembranes. La partie liquide ou en forme de gel du cytoplasme est appelée le cytosol. Les changements de cohérence dans des régions spécifiques du cytosol transportent également des organites dans la cellule. Pour permettre à de nombreuses réactions biochimiques de se produire en parallèle dans la cellule, des espaces appelés compartiments peuvent être formés dans le cytoplasme délimité par des biomembranes. Ils tiennent compte des différentes conditions environnementales requises dans chaque cas.
Anatomie et structure
Le cytoplasme contient environ 80.5% à 85% d'eau, 10% à 15% protéines, 2% à 4% lipides, et le reste est réparti entre polysaccharides, ADN, ARN et organique et inorganique molécules et les ions. Le pH du cytoplasme est approximativement neutre à 7.0 et est maintenu aussi stable que possible par tamponnage. Les pompes ioniques peuvent être utilisées pour stabiliser ou modifier légèrement le PH. Le cytosquelette, qui donne à la cellule son force et forme et assure intracellulaire masse transport, se compose de filaments d'actine (microfilaments), de filaments intermédiaires et de microtubules. Le cytosquelette est soumis à un processus dynamique d'assemblage et de remodelage qui permet des ajustements structurels. Les filaments d'actine sont composés de polymères de protéines à longue chaîne avec un diamètre extrêmement mince d'environ 6 à 9 nanomètres. Les filaments intermédiaires sont beaucoup plus complexes composés de différentes structures protéines (kératines), et 5 types différents sont différenciés. Les microtubules tubulaires, d'environ 24 nanomètres de diamètre, sont composés de minuscules unités globulaires de tubuline. Les microtubules peuvent atteindre des longueurs allant de fractions de micromètre à plusieurs centaines de micromètres. Les microtubules peuvent avoir une durée de vie très courte à stable, selon la tâche à accomplir.
Fonction et tâches
Les composants individuels du cytoplasme complexe ont une grande variété de fonctions et de tâches. Les tâches de niveau supérieur consistent dans le stockage de certaines substances et dans la bioactivité enzymatique-catalytique, c'est-à-dire dans la décomposition et la dégradation de substances qui sont ou ne sont plus nécessaires. Pour effectuer ces tâches de plus haut niveau, le cytoplasme ou la cellule dispose d'un certain nombre d'outils à sa disposition. Étant donné que de nombreux processus de conversion se produisent dans des organites spécifiques, le cytoplasme peut assurer le transport intracellulaire des organites vers «l'emplacement» optimal dans la cellule en changeant leur consistance de gel à aqueuse et vice versa. Des fonctions spéciales sont remplies par des microtubules, qui permettent le transport des vésicules à travers les membranes. Les substances pour lesquelles les membranes ne sont pas perméables sont piégées dans des vésicules (saillies des membranes) et transportées à travers les membranes à l'aide de microtubules. Les microtubules jouent également un rôle particulier dans les mouvements à l'intérieur d'une cellule et dans les mouvements intrinsèques de certains types de cellules qui se déplacent au moyen de flagelles (par ex. sperme). Une autre fonction spéciale est remplie par les microtubules dans l'assemblage des chromosomes pendant la mitose (division cellulaire normale) après la réplication de l'ADN.De même, les microtubules jouent un rôle important dans la stabilisation des axones (également appelés simplement nerfs), les processus nerveux qui servent à transmettre l'influx nerveux du cellule nerveuse au tissu cible (efférent) ou du capteur à la cellule nerveuse (afférente). La capacité du cytoplasme à former des espaces de réaction fermés dans la cellule en formant des membranes permet à la cellule de permettre à de nombreux processus biochimiques, qui sont contrôlés par voie enzymatique-catalytique et chacun nécessitent leur propre environnement de réaction, de se produire simultanément.
Maladies
L'abondance presque ingérable de fonctions détenues par le cytoplasme ou certains composants individuels du cytoplasme suggère que des dysfonctionnements et des affections également complexes et différenciés liés au cytoplasme peuvent se produire. La colchicine, également connu sous le nom de poison du fuseau, sert d'exemple d'un dysfonctionnement spécifique. C'est un alcaloïde de crocus d'automne qui se lie à la tubuline monomère, l'inactivant et empêchant la formation de fuseaux pour la division cellulaire (mitose). La division cellulaire normale est ainsi empêchée. Vinblastine, un agent chimiothérapeutique ayant un spectre d'action similaire, est utilisé spécifiquement en présence de certains types de cancer priver la tumeur de la base de la croissance. De même, les toxines qui interfèrent avec la capacité du cytoplasme à prendre l'ATP du mitochondries et y livrer ADP peut rapidement devenir mortel. Les soi-disant tauopathies sont dues à gène mutations qui conduire aux changements structurels de la protéine tau. La protéine tau est essentielle pour l'assemblage des microtubules, causant des problèmes en particulier dans le centre système nerveux (CNS). Maladies telles que la maladie de Pick, le HDDD démence et plusieurs autres sont liés de manière causale à un gène mutation qui conduit à des dépôts de protéine tau. La tauopathie la plus connue est Alzheimer la maladie.
