Helmichs Biologie-Lexikon

Cytoplasma

Das Cytoplasma oder Zellplasma einer eukaryotischen Zelle besteht aus dem Cytosol, dem flüssigen Grundstoff des Cytoplasmas (Grundplasma), mit dem darin enthaltenen Cytoskelett sowie den Organellen und dem Zellkern.

Das Cytosol

Das Cytosol besteht zu 70% aus Wasser. Darin gelöst sind zahlreiche Moleküle und Ionen. Vor allem Proteine sind im Cytosol enthalten, sie machen 20 bis 30% des Cytosols aus. Ionenpumpen in der Zellmembran halten ein spezielles Ionenmilieu aufrecht. Während das extrazelluläre Medium reich an Na+- Ca2+- und Cl--Ionen ist, liegen im Cytosol vor allem Kalium-Ionen K+ und organische Anionen im Cytosol vor, vor allem Protein-Anionen. Die Konzentration an Na+- Ca2+- und Cl--Ionen ist im Cytosol dagegen sehr klein.

Oft kann man in dem Cytosol zwei verschiedene Zustände beobachten. In den äußeren Bereichen der Zelle ist das Cytosol relativ viskos (dickflüssig). Man spricht hier auch von einem gelartigen Zustand. Verursacht wird die hohe Viskosität durch Aktin-Filamente. Aktin ist ein Protein, das für die Stabilität der Zelle mitverantwortlich ist; es ist ein Bestandteil des Zytoskeletts und eines der fünf häufigsten Proteine in Eukaryoten.

In den zentralen Bereichen der Zelle ist das Cytosol dünnflüssiger, man spricht hier von einem solartigen Zustand. Hier sind die Aktin-Filmamente kürzer bzw. nicht so stark vernetzt wie in den Außenbereichen des Cytoplasmas [1].

Stoffwechselprozesse im Cytosol

Im Cytosol finden verschiedene Stoffwechselvorgänge statt: Die Glycolyse, der Pentosephosphat-Zyklus, die Bildung von Reduktionsäquivalenten wie NADPH, der Harnstoff-Zyklus und viele andere.

Proteinsynthese und -abbau

Die Proteinsynthesebesteht aus vier Schritten

  1. Transkription
  2. RNA-Splicing
  3. Translation
  4. posttranslationale Modifizierung

Die ersten beiden Schritte finden im Zellkern statt, der dritte, also die Translation, im Cytosol, und der viertes Schritt ist Aufgabe des endoplasmatischen Reticulums und des Golgi-Apparats.

Auch der Abbau von nicht mehr benötigten oder fehlerhaft produzierten Proteinen findet im Cytosol statt. Winzige Gebilde, die als Proteasomen bezeichnet werden, sind für diesen Abbau zuständig [1].

Cytosol

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Das Cytoskelett

Früher hat man sich das Cytoskelett der Zelle als etwas Statisches vorgestellt, so ähnlich wie das Skelett eines Menschen. Heute weiß man dank neuer bildgebender Methoden, dass das Cytoskelett ein äußerst dynamisches Gebilde ist, dessen Komponenten ständig auf- und gleichzeitig auch an anderer Stelle wieder abgebaut werden. Der Begriff "Cytoskelett" ist also irreführend, weil er etwas Statisches vorgaukelt.

Cytoskelett

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Die Organellen

In das Cytoplama sind viele verschiedene Zellorganellen eingebettet, von denen die bekanntesten und wichtigsten auf den Seiten zur Tierzelle aufgelistet sind. Chloroplasten kommen nur in Pflanzenzellen vor, ebenso die zentrale Vakuole.

Prokaryotenzelle

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Tierzelle

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Pflanzenzelle

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Quellen:

  1. Plattner, Hentschel. Zellbiologie, 5. Auflage. Stuttgart 2017.
  2. Savada, Hillis, Heller, Hacker: Purves Biologie, Springer Verlag Deutschland 2019, 10. Auflage. Herausgegeben von Jürgen Markl.
  3. Alberts, Bruce et al. Molekularbiologie der Zelle, 6. Auflage, Weinheim 2017.
  4. Urry, Cain, Wassermann, Minorsky, Reece. Campbell Biologie, Hallbergmoos 2019, 11.Auflage.