Citoplasma e Citosol

O citoplasma é tudo o que está contido pela membrana plasmática, exceto o núcleo, compreendendo o citosol juntamente com as organelas, o citoesqueleto e as inclusões suspensas nele. O citosol é a fase aquosa em forma de gel do citoplasma, onde ocorre a maior parte do metabolismo intermediário; é densamente preenchido com proteínas e outras macromoléculas, um ambiente "lotado" que molda o comportamento das reações que ali ocorrem.

Definition

O citoplasma é o conteúdo da célula dentro da membrana plasmática, excluindo o núcleo, e o citosol é sua fase aquosa e solúvel, o meio no qual as organelas estão suspensas e no qual muitas reações metabólicas ocorrem.

Scope

Esta entrada distingue citoplasma de citosol e descreve sua composição, propriedades físicas, como o "crowding" macromolecular, e os processos que eles abrigam. É um tópico de referência e educacional em biologia celular. O tratamento detalhado de organelas individuais e do citoesqueleto aparece em entradas relacionadas, e nenhuma orientação clínica é fornecida.

Core questions

• Qual a diferença entre citoplasma e citosol?
• O que está dissolvido ou suspenso no citosol?
• Como a natureza densa e "lotada" do citosol afeta a bioquímica?
• Quais processos celulares ocorrem no citosol versus nas organelas?

Key concepts

• Citoplasma versus citosol
• Citosol como fase aquosa
• "Crowding" macromolecular
• Inclusões citoplasmáticas (por exemplo, glicogênio, gotículas lipídicas)
• Metabolismo intermediário no citosol
• Difusão e viscosidade do citoplasma
• Condensados biomoleculares

Key theories

"Crowding" macromolecular

Zhou, Rivas e Minton descrevem como a alta concentração total de macromoléculas no citosol ocupa uma grande fração do volume disponível, favorecendo termodinamicamente estados compactos, reações de associação e taxas de reação alteradas em relação à solução diluída.

Mechanisms

O citosol é uma solução aquosa concentrada de íons, metabólitos e uma alta densidade de proteínas e RNA; esse "crowding" significa que uma fração substancial do volume é excluída, o que favorece termodinamicamente a compactação e ligação macromolecular e influencia as taxas de reação e os equilíbrios em comparação com condições diluídas. Suspensos no citoplasma estão as organelas delimitadas por membrana, a rede citoesquelética e inclusões de armazenamento, como grânulos de glicogênio e gotículas lipídicas. Muitas vias metabólicas centrais, incluindo a glicólise, ocorrem no citosol, e condensados biomoleculares sem membrana podem se formar por separação de fase para organizar reações particulares sem uma membrana delimitadora.

Clinical relevance

O citoplasma é o local de grande parte do metabolismo da célula e dos materiais de armazenamento vistos em cortes de tecido, portanto, sua composição é relevante para a histologia e patologia. Esta entrada descreve a biologia citoplasmática normal para referência e educação e não oferece orientação diagnóstica ou de tratamento.

Evidence & guidelines

A descrição aqui se baseia em revisões biofísicas de "crowding" macromolecular e em livros didáticos padrão de biologia celular; é ciência básica descritiva, e não conteúdo de diretriz clínica.

History

Microscopistas do século XIX distinguiram o protoplasma da célula do núcleo, e o termo citoplasma foi introduzido para nomear o conteúdo não nuclear. À medida que a bioquímica localizou as vias metabólicas e a microscopia eletrônica resolveu as organelas, a fração solúvel passou a ser chamada de citosol. Trabalhos biofísicos posteriores, revisados por Zhou e colegas, reconheceram que essa fração está longe de ser uma solução diluída e que o "crowding" macromolecular condiciona fortemente a bioquímica celular, e estudos recentes adicionaram os condensados sem membrana como um modo de organização citoplasmática.

Key figures

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

Seminal works

• zhou-2008
• alberts-2015

Frequently asked questions

Citoplasma e citosol são a mesma coisa?

Não. O citoplasma é tudo dentro da membrana plasmática, exceto o núcleo, incluindo organelas e o citoesqueleto; o citosol é apenas a fase aquosa solúvel circundante, um componente do citoplasma.

Por que o "crowding" no citosol é importante?

Como as macromoléculas ocupam uma grande fração do volume, as concentrações efetivas e o comportamento das moléculas diferem da solução diluída, favorecendo conformações proteicas compactas e interações de ligação, o que afeta como as reações ocorrem na célula.