Cytosol

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Ne doit pas être confondu avec cytoplasme.
Diagramme d'une cellule animale typique :
1. Nucléole
2. Noyau
3. Ribosome
4. Vésicule
5. Réticulum endoplasmique rugueux (ou granuleux), aussi appelé ergastoplasme
6. Appareil de Golgi
7. Cytosquelette
8. Réticulum endoplasmique lisse
9. Mitochondrie
10. Vacuole
11. Cytosol
12. Lysosome
13. Centriole

Le cytosol ou cytosole est, en biologie cellulaire, la phase liquide dans laquelle baignent les organites cytoplasmiques, présents à l'intérieur des cellules. Le cytosol constitue, avec le cytosquelette, le hyaloplasme. Chez les procaryotes, l'ADN baigne dans le hyaloplasme délimité par la membrane plasmique, alors que chez les eucaryotes, il est séparé du hyaloplasme par la membrane nucléaire.

Étymologie[modifier | modifier le code]

Le cytosol a pour origine cyto-, préfixe indiquant la cellule, et sol, pour solution liquide.

Le hyaloplasme a pour étymologie le grec ancien ὕαλος, hyalos (« verre », « cristal ») et par extension (« transparent ») et -plasme. Le terme est créé par Pfeffer (1877) pour désigner la substance fondamentale semi-liquide du cytoplasme[1].

Différences[modifier | modifier le code]

Entre cytosol et cytoplasme[modifier | modifier le code]

Le cytosol est la fraction semi-liquide du cytoplasme qui baigne les organites cellulaires.

Le cytoplasme est donc l'ensemble constitué du cytosol et des organites. Il occupe l'espace situé entre le noyau et la membrane plasmique[2].

Entre cytosol et hyaloplasme[modifier | modifier le code]

De nombreux articles mentionnent une équivalence entre cytosol et hyaloplasme[2]. D'autres au contraire rappellent que le hyaloplasme est composé du cytosol et du cytosquelette[3] :

D'autres sources réservent l'appellation de cytosol pour les cellules animales et sinon de hyaloplasme [4].

Description[modifier | modifier le code]

Le cytosol représente la phase liquide où baignent les organites cytoplasmiques, c'est-à-dire le morphoplasme : le noyau, le réticulum endoplasmique granuleux (REG), le réticulum endoplasmique lisse (REL), l'appareil de Golgi, les différentes vacuoles, les peroxysomes, les mitochondries et les chloroplastes (chez les plantes). Il est limité par la membrane plasmique et l'enveloppe nucléaire et ne contient que des substances solubles (ce qui inclut également les protéines, enzymes et l'ARN).

Son apparence est granuleuse mais uniquement après fixation en microscopie électronique, tandis qu'en microscopie optique il paraît optiquement vide cependant on peut tout de même y différencier les vacuoles ou globules lipidiques et les particules de glycogène. Ces enclaves lipidiques et glycogéniques peuvent être utilisées par la cellule pour fournir de l'énergie, puis elles disparaissent.

Globule lipidique[modifier | modifier le code]

Ces enclaves lipidiques de quelques microns de diamètre peuvent exister dans toutes les cellules. Elles ne possèdent pas de membrane. Les adipocytes du tissu conjonctif représentent une forme avancée de différenciation cellulaire adaptée au stockage des lipides (triglycérides).

Particules de glycogène[modifier | modifier le code]

Leur topographie (souvent à proximité du REL) et le nombre de ces particules est fonction de la physiologie de la cellule. Ces particules se différencient en deux types:

  • Les particules sphériques isolées (de 15 à 30 nm de diamètre) présentes dans le cytoplasme des cellules musculaires et des granulocytes neutrophile.
  • Les particules muriformes (de 100 à 200 nm de diamètre) présentes dans le cytoplasme des cellules hépatiques.

Constitution biochimique[modifier | modifier le code]

L'eau dans le cytosol[modifier | modifier le code]

Elle constitue en moyenne 85 % du cytosol et se retrouve sous trois formes :

  • L'eau liée qui participe à la constitution de macromolécules.
  • L'eau d'hydratation liée par liaison électrostatique aux groupes polaires de macromolécules.
  • L'eau libre qui représente seulement 1/3 du total des molécules d'eau[5].

Les molécules dans le cytosol[modifier | modifier le code]

La majorité des molécules non protéiques qui le compose sont d'une masse moléculaire inférieure à 300 Da. Ces petites molécules constituent un mélange d'une très grande complexité, car le métabolisme cellulaire des cellules qui les transforme ou produit (appelés métabolites) est d'une extrême variété. On compte jusqu'à 200 000 petites molécules différentes pour les plantes et jusqu'à 1 000 pour les levures boulangères ou Escherichia coli[4].

  • Les petites molécules : ions inorganiques ( en grande quantité et très peu de et (présents en grande quantité dans le milieu extracellulaire) intervenant dans la pression osmotique), cations divalents et (souvent chélatés par de grosses molécules protéiques), les gaz dissous (, , ...)
  • Les molécules de taille moyenne: glucides, lipides, acides aminés, nucléotides et métabolites divers.
  • Les macromolécules hydrosolubles : protéines, polysaccharides, glycoprotéines, acides nucléiques solubles, ...

Conditions biochimiques du milieu[modifier | modifier le code]

Le pH de la phase soluble est stable: pH 7, à l'exception de petites variations en fonction de la compartimentation par les cytomembranes. Avec ses macromolécules en suspension dans un milieu aqueux salé, le cytosol présente une viscosité 4 fois supérieure à celle de l'eau et correspond à un gel colloïde.

Rôles et activités physiologiques du cytosol[modifier | modifier le code]

Ils se regroupent en quatre types de fonction.

Site de production d'énergie[modifier | modifier le code]

  • Glycolyse: la glycolyse est une série de dix réactions d'oxydoréduction catalysées chacune par une enzyme spécifique, qui se produisent dans le cytosol en milieu anaérobie, et qui transforment une molécule de glucose d'abord en deux trioses qui seront ensuite oxydés en deux molécules d'acide pyruvique avec synthèse de deux molécules d'ATP et réduction de deux NAD en 2NADH + 2H+.

Réserve de macromolécules[modifier | modifier le code]

  • Régulation des pH intra et extracellulaire grâce à la grande quantité d'eau et d'ions.
  • Réserve énergétiques grâce aux vacuoles lipidiques et glycogéniques.
  • Réserve de matériaux nécessaires à la construction des édifices macromoléculaires.
  • Activation de certaines molécules par phosphorylation.
  • Transit de molécules protéiques et macromolécules.

Carrefour de voies métaboliques[modifier | modifier le code]

Il intervient dans l'anabolisme et le catabolisme des glucides, des acides aminés, des acides gras et des nucléotides.

Transduction du signal[modifier | modifier le code]

Il transmet des signaux à partir de la membrane plasmique vers les organites et le noyau.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. « Le Hyaloplasme ou cytosol », sur URED Douala (consulté le 7 janvier 2018)
  2. a et b « Le cytoplasme et le cytosol », sur Ma Biologie (consulté le 7 janvier 2018)
  3. « Biologie cellulaire : cytoplasme », sur www.vetopsy.fr (consulté le 7 janvier 2018)
  4. a et b « Hyaloplasme : définitions et explications », sur Aquaportail, (consulté le 7 janvier 2018)
  5. « Cytosol », sur Futura Santé (consulté le 7 janvier 2018)

Article connexe[modifier | modifier le code]