Citoplasma y Citosol

El citoplasma es todo lo que está encerrado por la membrana plasmática, aparte del núcleo, y comprende el citosol junto con los orgánulos, el citoesqueleto y las inclusiones suspendidas en él. El citosol es la fase acuosa similar a un gel del citoplasma en la que ocurre la mayor parte del metabolismo intermediario; está densamente empaquetado con proteínas y otras macromoléculas, un entorno abarrotado que moldea el comportamiento de las reacciones que tienen lugar allí.

Definition

El citoplasma es el contenido de la célula dentro de la membrana plasmática, excluyendo el núcleo, y el citosol es su fase acuosa y soluble, el medio en el que se suspenden los orgánulos y en el que ocurren muchas reacciones metabólicas.

Scope

Esta entrada distingue el citoplasma del citosol y describe su composición, propiedades físicas como el hacinamiento macromolecular, y los procesos que albergan. Es un tema de referencia y educativo en biología celular. El tratamiento detallado de los orgánulos individuales y del citoesqueleto aparece en entradas relacionadas, y no se proporciona orientación clínica.

Core questions

• ¿Cuál es la diferencia entre citoplasma y citosol?
• ¿Qué se disuelve o suspende en el citosol?
• ¿Cómo afecta la naturaleza densa y abarrotada del citosol a la bioquímica?
• ¿Qué procesos celulares tienen lugar en el citosol frente a los orgánulos?

Key concepts

• Citoplasma versus citosol
• Citosol como fase acuosa
• Hacinamiento macromolecular
• Inclusiones citoplasmáticas (p. ej., gránulos de glucógeno, gotas de lípidos)
• Metabolismo intermediario en el citosol
• Difusión y viscosidad del citoplasma
• Condensados biomoleculares

Key theories

Hacinamiento macromolecular

Zhou, Rivas y Minton describen cómo la alta concentración total de macromoléculas en el citosol ocupa una gran fracción del volumen disponible, favoreciendo termodinámicamente los estados compactos, las reacciones de asociación y las velocidades de reacción alteradas en relación con una solución diluida.

Mechanisms

El citosol es una solución acuosa concentrada de iones, metabolitos y una alta densidad de proteínas y ARN; este hacinamiento significa que una fracción sustancial del volumen está excluida, lo que favorece termodinámicamente la compactación y unión macromolecular e influye en las velocidades de reacción y los equilibrios en comparación con las condiciones diluidas. Suspendidos dentro del citoplasma se encuentran los orgánulos delimitados por membrana, la red citoesquelética y las inclusiones de almacenamiento como los gránulos de glucógeno y las gotas de lípidos. Muchas vías metabólicas centrales, incluida la glucólisis, ocurren en el citosol, y los condensados biomoleculares sin membrana pueden formarse por separación de fases para organizar reacciones particulares sin una membrana delimitante.

Clinical relevance

El citoplasma es el sitio de gran parte del metabolismo celular y de los materiales de almacenamiento que se observan en las secciones de tejido, por lo que su composición es relevante para la histología y la patología. Esta entrada describe la biología citoplasmática normal con fines de referencia y educación y no ofrece orientación diagnóstica o de tratamiento.

Evidence & guidelines

La descripción aquí se basa en revisiones biofísicas sobre el hacinamiento macromolecular y en libros de texto estándar de biología celular; es ciencia básica descriptiva en lugar de contenido de guía clínica.

History

Los microscopistas del siglo XIX distinguieron el protoplasma de la célula del núcleo, y el término citoplasma se introdujo para nombrar el contenido no nuclear. A medida que la bioquímica localizó las vías metabólicas y la microscopía electrónica resolvió los orgánulos, la fracción soluble llegó a llamarse citosol. Trabajos biofísicos posteriores, revisados por Zhou y sus colegas, reconocieron que esta fracción está lejos de ser una solución diluida y que el hacinamiento macromolecular condiciona fuertemente la bioquímica celular, y estudios recientes han añadido los condensados sin membrana como un modo de organización citoplasmática.

Key figures

• Allen P. Minton
• Huan-Xiang Zhou
• Germán Rivas

Seminal works

• zhou-2008
• alberts-2015

Frequently asked questions

¿Son el citoplasma y el citosol lo mismo?

No. El citoplasma es todo lo que se encuentra dentro de la membrana plasmática, excepto el núcleo, incluyendo los orgánulos y el citoesqueleto; el citosol es solo la fase acuosa soluble circundante, un componente del citoplasma.

¿Por qué es importante el hacinamiento en el citosol?

Debido a que las macromoléculas ocupan una gran fracción del volumen, las concentraciones efectivas y el comportamiento de las moléculas difieren de una solución diluida, favoreciendo las conformaciones proteicas compactas y las interacciones de unión, lo que afecta cómo proceden las reacciones en la célula.