Cytoplasme et cytosol

Le cytoplasme est tout ce qui est délimité par la membrane plasmique, à l'exception du noyau, et comprend le cytosol ainsi que les organites, le cytosquelette et les inclusions qui y sont suspendus. Le cytosol est la phase aqueuse gélatineuse du cytoplasme où se déroule la majeure partie du métabolisme intermédiaire ; il est densément rempli de protéines et d'autres macromolécules, un environnement encombré qui façonne le comportement des réactions qui s'y produisent.

Definition

Le cytoplasme est le contenu de la cellule à l'intérieur de la membrane plasmique, à l'exclusion du noyau, et le cytosol est sa phase aqueuse et soluble, le milieu dans lequel les organites sont suspendus et où de nombreuses réactions métaboliques se produisent.

Scope

Cette entrée distingue le cytoplasme du cytosol et décrit leur composition, leurs propriétés physiques telles que l'encombrement macromoléculaire, et les processus qu'ils hébergent. Il s'agit d'un sujet de référence et éducatif en biologie cellulaire. Un traitement détaillé des organites individuels et du cytosquelette figure dans des entrées connexes, et aucune orientation clinique n'est fournie.

Core questions

• Quelle est la différence entre le cytoplasme et le cytosol ?
• Qu'est-ce qui est dissous ou suspendu dans le cytosol ?
• Comment la nature dense et encombrée du cytosol affecte-t-elle la biochimie ?
• Quels processus cellulaires se déroulent dans le cytosol par rapport aux organites ?

Key concepts

• Cytoplasme versus cytosol
• Le cytosol comme phase aqueuse
• Encombrement macromoléculaire
• Inclusions cytoplasmiques (par exemple, glycogène, gouttelettes lipidiques)
• Métabolisme intermédiaire dans le cytosol
• Diffusion et viscosité du cytoplasme
• Condensats biomoléculaires

Key theories

Encombrement macromoléculaire

Zhou, Rivas et Minton décrivent comment la concentration totale élevée de macromolécules dans le cytosol occupe une grande fraction du volume disponible, favorisant thermodynamiquement les états compacts, les réactions d'association et les vitesses de réaction altérées par rapport à une solution diluée.

Mechanisms

Le cytosol est une solution aqueuse concentrée d'ions, de métabolites et d'une forte densité de protéines et d'ARN ; cet encombrement signifie qu'une fraction substantielle du volume est exclue, ce qui favorise thermodynamiquement la compaction et la liaison macromoléculaires et influence les vitesses de réaction et les équilibres par rapport aux conditions diluées. Sont suspendus dans le cytoplasme les organites délimités par une membrane, le réseau cytosquelettique et des inclusions de stockage telles que les granules de glycogène et les gouttelettes lipidiques. De nombreuses voies métaboliques fondamentales, y compris la glycolyse, se produisent dans le cytosol, et des condensats biomoléculaires sans membrane peuvent se former par séparation de phase pour organiser des réactions particulières sans membrane délimitante.

Clinical relevance

Le cytoplasme est le site d'une grande partie du métabolisme cellulaire et des matériaux de stockage observés dans les coupes tissulaires, de sorte que sa composition est pertinente pour l'histologie et la pathologie. Cette entrée décrit la biologie cytoplasmique normale à des fins de référence et d'éducation et n'offre pas de conseils diagnostiques ou thérapeutiques.

Evidence & guidelines

Le présent exposé est fondé sur des revues biophysiques de l'encombrement macromoléculaire et sur des manuels de biologie cellulaire standard ; il s'agit d'une science fondamentale descriptive plutôt que d'un contenu de directives cliniques.

History

Les microscopistes du XIXe siècle ont distingué le protoplasme de la cellule du noyau, et le terme cytoplasme a été introduit pour désigner le contenu non nucléaire. À mesure que la biochimie localisait les voies métaboliques et que la microscopie électronique résolvait les organites, la fraction soluble a été appelée cytosol. Des travaux biophysiques ultérieurs, examinés par Zhou et ses collègues, ont reconnu que cette fraction est loin d'être une solution diluée et que l'encombrement macromoléculaire conditionne fortement la biochimie cellulaire, et des études récentes ont ajouté les condensats sans membrane comme mode d'organisation cytoplasmique.

Key figures

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

Seminal works

• zhou-2008
• alberts-2015

Frequently asked questions

Le cytoplasme et le cytosol sont-ils la même chose ?

Non. Le cytoplasme est tout ce qui se trouve à l'intérieur de la membrane plasmique, à l'exception du noyau, y compris les organites et le cytosquelette ; le cytosol n'est que la phase aqueuse soluble environnante, un composant du cytoplasme.

Pourquoi l'encombrement dans le cytosol est-il important ?

Parce que les macromolécules occupent une grande fraction du volume, les concentrations effectives et le comportement des molécules diffèrent de ceux d'une solution diluée, favorisant les conformations protéiques compactes et les interactions de liaison, ce qui affecte la manière dont les réactions se déroulent dans la cellule.