Citosol: composición, estructura y funciones
El citosol, hialoplasma, matriz citoplásmática o fluido intracelular, es la parte soluble del citoplasma, es decir, el líquido que se encuentra dentro de las células eucariotas o procariotas. La célula, como unidad autocontenida de la vida está definida y delimitada por la membrana plasmática; desde ésta hasta el espacio ocupado por el núcleo se encuentra el citoplasma, con todos sus componentes asociados.
En el caso de las células eucariotas estos componentes incluyen a todos los organelos con membranas (como núcleo, retículo endoplásmico, mitocondrias, cloroplastos, etc.), así como aquellos que no la tienen (como ribosomas, por ejemplo).
Todos estos componentes, junto al citoesqueleto, ocupan un espacio en el interior celular: podríamos decir, por lo tanto, que todo aquello del citoplasma que no es membrana, citoesqueleto ni otro organelo es citosol.
Esta fracción soluble de la célula es fundamental para su funcionamiento, de la misma manera que el espacio vacío es necesario para dar cabida a astros y estrellas en el universo, o que la fracción vacía de una pintura permita definir la forma del objeto que se dibuja.
El citosol o hialoplasma permite pues que los componentes de la célula cuenten con un espacio que ocupar, así como con la disponibilidad de agua y otros miles de moléculas distintas para poder llevar a cabo sus funciones.
Índice del artículo
El citosol o hialoplasma es fundamentalmente agua (cerca del 70-75%, aunque no es raro observar hasta un 85%); sin embargo, hay tantas sustancia disueltas en él que éste se comporta más como un gel que como una sustancia acuosa fluida.
Dentro de las moléculas presentes en el citosol, las más abundantes son las proteínas y otros péptidos; pero también encontramos grandes cantidades de ARN (particularmente ARNs mensajeros, de transferencia y los que participan en los mecanismos de silenciamiento genético post-transcripcional), azúcares, grasas, ATP, iones, sales y otros productos propios del metabolismo específicos de tipo celular del cual se trate.
La estructura u organización del hialoplasma varía no sólo por tipo celular y por condiciones propias del entorno celular, sino que también puede ser distinta de acuerdo al espacio que ocupe dentro de la misma célula.
En cualquier caso, puede adoptar, físicamente hablando, dos condiciones. Como plasma gel, el hialopasma es viscoso o gelatinoso; como plasma sol, por el contrario, es más líquido.
El paso de gel a sol, y viceversa, dentro de la célula crea corrientes que permiten el movimiento (ciclosis) de otros componentes internos no anclados de la célula.
Además, el citosol puede presentar algunos cuerpos globulares (como gotas de lípidos, por ejemplo) o fibrilares, constituidos básicamente por componentes del citoesqueleto, el cual también a su vez es una estructura muy dinámica que alterna entre condiciones macromoleculares más rígidas, y otras más relajadas.
Provee condiciones para el funcionamiento de organelos
Primariamente, el citosol o hialoplasma permite no sólo ubicar a los organelos en un contexto que permita su existencia física, sino también funcional. Es decir, que les brinda las condiciones de acceso a los sustratos para su funcionamiento, y además, el medio en el que se “disolverán” sus productos.
Los ribosomas, por ejemplo, obtienen del citosol circundante los ARNs mensajeros y de transferencia, así como el ATP y agua necesarios para llevar adelante la reacción de síntesis biológica que culminará con la liberación de nuevos péptidos.
Procesos bioquímicos
Además de la síntesis de proteínas, en el citosol se verifican otros procesos bioquímicos fundamentales como el universal de la glicólisis, así como otros de naturaleza más específica por tipo celular.
Regulador del pH y concentración iónica intracelular
El citosol, también, es el gran regulador del pH y concentración iónica intracelular, así como el medio de comunicación intracelular por excelencia.
También permite que se lleven a cabo una enorme cantidad de distintas reacciones, y puede funcionar como sitio de almacenaje de distintos compuestos.
Ambiente para el citoesqueleto
El citosol también proporciona un ambiente perfecto para el funcionamiento del citoesqueleto, el cual entre otras cosas, requiere de reacciones de polimerización y depolimerización sumamente fluidos para ser efectivo.
El hialoplasma proporciona tal ambiente, así como acceso a los componentes necesarios para que tales procesos se verifiquen de manera rápida, organizada y eficiente.
Movimiento interno
Por otro lado, tal como se indicara anteriormente, la naturaleza del citosol permite la generación de movimiento interno. Si este movimiento interno es además responsivo a señales y requerimientos de la propia célula y su entorno, se puede generar desplazamiento celular.
Es decir, que el citosol permite no sólo que los organelos internos se autoensamblen, crezcan y desaparezcan (de ser el caso), sino que la célula como un todo modifique su forma, se desplace o se una a alguna superficie.
Organizador de respuestas globales intracelulares
Finalmente, el hialoplasma es el gran organizador de respuestas globales intracelulares.
Permite que se experimenten no sólo las cascadas regulatorias específicas (transducción de señales), sino también, por ejemplo, las oleadas de calcio que involucran a toda la célula para una gran variedad de respuestas.
Otra respuesta que involucra participación orquestada de todos los componentes de la célula para su correcta ejecución es la división mitótica (y la división meiótica).
Cada componente debe responder de manera efectiva a las señales de división, y hacerlo de tal manera que no interfiera con la respuesta de los otros componentes celulares- particularmente el núcleo.
Durante los procesos de división celular en las células eucariotas, el núcleo renuncia a su matriz coloidal (nucleoplasma) para asumir como suyo el del citoplasma.
El citoplasma debe reconocer como componente propio a un ensamblado macromolecular que no estaba antes y que gracias a su accionar debe ser repartido ahora de manera precisa entre dos células derivadas nuevas.
- Alberts, B., Johnson, A. D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6th Edition). W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
- Aw, T.Y. (2000). Intracellular compartmentation of organelles and gradients of low molecular weight species. International Review of Cytology, 192: 223-253.
- Goodsell, D. S. (1991). Inside a living cell. Trends in Biochemical Sciences, 16: 203-206.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A., Martin, K. C. (2016). Molecular cell biology (8th edition). W. H. Freeman, Nueva York, NY, USA.
- Peters, R. (2006). Introduction to nucleocytoplasmic transport: molecules and mechanisms. Methods in Molecular Biology, 322:235-58.