Citosol : définition, rôle et différence avec le cytoplasme

Le cytosol est une matrice amorphe occupent l’espace entre les organites cellulaires, située entre la membrane plasmique et le noyau. Ce milieu aqueux est principalement composé d’eau, qui représente environ 70 % de son volume. Il contient également des ions, des sels, des aminoacides, des sucres et des protéines, telles que des enzymes essentielles pour les processus métaboliques qui maintiennent la cellule en activité et en bonne santé.

Dans les cellules eucaryotes, le cytosol entoure les organites qui y sont suspendus, leur fournissant un environnement propice à la réalisation de diverses réactions biochimiques. Bien que beaucoup de ces réactions se déroulent à l’intérieur des organites, le cytosol reste un élément crucial pour la synthèse des protéines et le transport des métabolites. Dans les cellules procaryotes, les réactions métaboliques ont lieu directement dans le cytosol, ce qui souligne son importance dans ces organismes. Par ailleurs, le cytosol fonctionne comme un milieu dense facilitant la diffusion des molécules à courte distance, tout en permettant le transport actif via le cytosquelette.

• Il sert de principal site de transmission des signaux depuis la membrane cellulaire vers le noyau et d’autres organites.
• Près de la moitié des protéines présentes dans les cellules eucaryotes se localisent dans le cytosol.
• Le cytosol est l’endroit où se réalisent des réactions clés telles que la glycolyse et la biosynthèse des protéines.
• Il facilite le transport des métabolites, permettant aux molécules hydrosolubles de diffuser facilement à travers lui.
• Les molécules hydrophobes, comme les acides gras et les stéroïdes, requièrent des protéines spécifiques de liaison pour leur transport dans le cytosol.
• Les molécules pénétrant dans la cellule par endocytose sont transportées à travers le cytosol dans des vésicules.
• Le cytosol fournit un environnement permettant l’interaction et le déplacement de ces vésicules, facilitant leur distribution interne.
• Chez certains organismes, comme les trypanosomes, le cytosol est le site principal de production d’énergie, notamment via la génération d’ATP.
• Les activités métaboliques dans le cytosol sont essentielles pour le croissance et la reproduction cellulaire.
• La viscosité du cytosol permet la diffusion de molécules sur de courtes distances et assure le transport actif via le cytosquelette.
• Il agit également comme un compartiment de stockage pour les produits du métabolisme, tels que le glycogène et les lipides libres.

Le cytosol est un composant vital de la cellule, doté d’une structure complexe et très dynamique. Bien qu’il soit principalement composé d’eau, représentant environ 70 % de son volume, sa consistance semi-solide, semblable à de la gelée, résulte de la forte concentration en protéines et macromolécules en suspension.

Composition chimique

On trouve dans le cytosol diverses molécules organiques, telles que la glucose, les aminoacides, les acides nucléiques et les lipides. Ce milieu aqueux contient également des ions essentiels comme le sodium, le potassium et le calcium. La concentration en ions calcium, par exemple, est très faible, inférieure à 0,0002 mM, ce qui permet à ces ions d’agir comme des seconds messagers dans les voies de signalisation cellulaire.

Macromolécules et réseau du cytosquelette

Le cytosol renferme environ 200 mg/ml de protéines dissoutes, soit près de 20 % de sa composition totale. La concentration élevée en macromolécules chargées, combinée à la présence du réseau de filaments du cytosquelette, comprenant microtubules et filaments d’actine, contribue à la viscosité du cytosol.

Gradient de concentration et complexes protéiques

Le cytosol présente des gradients de concentration pour différentes molécules, notamment un gradient de calcium, généré par l’ouverture rapide de canaux calciques. Ces gradients jouent un rôle clé dans des processus tels que la contraction musculaire ou la libération de neurotransmetteurs. Par ailleurs, des complexes protéiques facilitent le transfert de substrats entre réactions métaboliques, tels que l’ proteasome qui dégrade les protéines citosoliques, ou des micro-compartiments comme le carboxysome, présents dans certaines bactéries, participant à la fixation du carbone.

Le cytosol et le cytoplasme sont des composants fondamentaux de la cellule, mais ils représentent des aspects différents de sa structure. Le cytoplasme désigne l’ensemble du contenu cellulaire situé en dehors du noyau, comprenant le liquide semisolide, tous les organites, ainsi que les inclusions cytoplasmiques. Le cytosol, quant à lui, correspond à la partie liquide du cytoplasme, formée principalement d’eau, contenant des ions solubles, des petites et grosses molécules solubles dans l’eau, ainsi que des protéines.

Du point de vue de la diversité, le cytoplasme possède une gamme plus variée de composants que le cytosol, qui affiche une diversité plus limitée. Alors que le cytosol constitue le site où se déroulent toutes les réactions métaboliques chez les procaryotes, chez les eucaryotes, des processus tels que la glycolyse se déroulent également dans ce milieu.

De plus, le cytoplasme est responsable de la stabilité et de la localisation des organites, facilitant des activités telles que la division cellulaire ou la cytokinèse. En revanche, le cytosol joue un rôle essentiel dans la concentration des molécules dissoutes, la transduction des signaux et leur transport à travers la cellule.

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