Citosol (Română)
citosol este un semi-lichid substanță de umplere interiorul celulei și încorporarea alte organite și compartimente subcelulare (Clegg JS&perioadă; (1984)). Citosolul în sine este închis de membrana celulară și de membranele diferitelor organele, formând astfel un compartiment celular separat. Împreună, citozolul și toate organele, cu excepția nucleului, alcătuiesc citoplasma. Exemple de imagini ale proteinelor localizate în citosol pot fi văzute în Figura 1.,în Atlasul celular, s-a demonstrat că 4740 de gene (24% din toate genele umane care codifică proteinele) codifică proteine care se localizează în citosol și substructurile sale (figura 2). Analiza proteomului citosolic arată îmbogățirea Termenilor pentru procesele biologice legate de modificarea proteinei, degradarea ARNm, procesele metabolice, transducția semnalului și moartea celulelor. Aproximativ 79% (n=3738) din proteinele citosolice se localizează în alte compartimente celulare în plus față de citosol. Cele mai frecvente locații suplimentare sunt nucleul și membrana plasmatică.,
G3BP1 – U-251 MG
QARS-U-2 OS
Mthfs – U-2 OS
Figura 1. Exemple de proteine localizate în citosol. G3BP1 este o enzimă localizată în citosol și joacă un rol în calea transducției semnalului (detectată în celulele U-251 MG). QARS catalizează aminoacilarea Tarn prin aminoacidul asociat (detectat în celulele U-2 OS). MTHFS este o enzimă implicată în procesele metabolice (detectată în celulele U-2 OS).
- 24% (4740 proteine) din toate proteinele umane au fost detectate experimental în citosol de către Atlasul proteic uman.,
- 1665 proteine din citosol sunt susținute de dovezi experimentale și din aceste 354 proteine sunt îmbunătățite de atlasul proteic uman.
- 3738 proteinele din citosol au mai multe locații.
- 676 proteinele din citosol prezintă o variație de la celulă la celulă. Dintre acestea 582 prezintă o variație în intensitate și 105 o variație spațială.
- proteinele citosolice sunt implicate în principal în modificarea proteinelor, degradarea ARNm, procesele metabolice, transducția semnalului și moartea celulelor.figura 2., 24% din toate genele umane care codifică proteinele codifică proteinele localizate în citosol. Fiecare bară poate face clic și oferă un rezultat al căutării proteinelor care aparțin categoriei selectate.
Compoziția citosol
Substructuri
- Aggresome: 21
- Citosol: 4658
- Citoplasmatice organisme: 77
- Tije & Inele: 20
citosol reprezintă aproximativ 70% din volumul total de celule umane, și este extrem de aglomerat și complexe (Luby-Phelps K&perioadă; (2013))., Citosolul este compus în principal din apă (aproximativ 70% din volum) și proteine (20-30% din volum) (Luby-Phelps K&perioadă; (2000); Ellis RJ&perioadă; (2001)). Mai degrabă decât un lichid, este adesea descris ca o matrice gelatinoasă hidrofilă care permite mișcarea liberă a ionilor, moleculelor hidrofile și proteinelor, dar și a structurilor mai mari, cum ar fi complexele proteice și veziculele, în întreaga celulă. Ioni precum potasiu, sodiu, bicarbonat, clorură, calciu, magneziu și aminoacizi sunt, de asemenea, constituenți importanți ai citosolului., Diferențele de concentrație a acestor ioni între citosol și fluidul extracelular sau organele citosolice sunt esențiale pentru multe funcții celulare, de exemplu pentru a permite comunicarea celulă-celulă la sinapsele celulelor nervoase. PH – ul citosolic uman variază între 7,0-7,4 și este de obicei mai mare dacă celula crește (Bright GR et al. (1987)).
Exemple de imagini ale proteinei codificate de MTHFD1 colorate în 3 linii celulare diferite pot fi văzute în Figura 3.
MTHFD1
MTHFD1
MTHFD1Figura 3., Exemple de morfologie a citozolului în diferite linii celulare, reprezentate de colorarea imunofluorescentă a proteinei MTHFD1 în celulele a-431, U-251 MG și U-2 OS.citozolul conține, de asemenea, diferite structuri care nu sunt legate de membrană, inclusiv incluziuni citoplasmatice, cum ar fi incluziuni glicogen -, pigment-și cristaline, și corpuri citoplasmatice, cum ar fi corpurile P și granulele de stres. Aggresomes sunt mari corpi de incluziune format la activ retrograd transport de misfolded proteine deși de-a lungul microtubulilor (Kopito RR&perioadă; (2000))., Această sechestrare are funcție citoprotectoare, pentru proteinele agregate care nu reușesc să fie eliminate prin degradarea proteozomală. Corpurile P sunt focare non-membranare legate de ARNm și proteine care funcționează în turnover-ul ARN, represiunea translațională, tăcerea mediată de ARN și stocarea ARN (Aizer a et al. (2008)). O structură rară și destul de recent descoperită care poate apărea în citosol sunt tijele și inelele (RRs)., Acestea sunt cu filament-structuri care conțin proteine implicate în biosinteza de nucleotide, inițial descoperit de uz uman autoanticorpi, dar putin se stie despre funcția biologică (Carcamo WC et al. (2014)). o selecție de proteine adecvate pentru a fi utilizate ca markeri ai citozolului este prezentată în tabelul 1.Tabelul 1. Selectarea proteinelor adecvate ca markeri pentru citosol.,olyl-tRNA synthetase
Cytosol HARS Histidyl-tRNA synthetase Cytosol ATXN2L Ataxin 2 like Cytosol AMPD2 Adenosine monophosphate deaminase 2 Cytosol RABGAP1 RAB GTPase activating protein 1 Cytosol Function of the cytosol
The cytosol has an important role in providing structural support for other organelles and in allowing transport of molecules across the cell., De exemplu, metaboliții trebuie adesea transportați prin citosol din zona de producție către locul unde sunt necesari și diverse semnale trebuie să fie transduse de la membrana celulară la compartimentele țintă. Mai mult, multe procese și reacții celulare importante, în special cu caracter metabolic, apar în citosol. Aceste procese includ sinteza proteinelor prin traducere, prima etapă a respirației celulare prin glicoliză și diviziunea celulară prin mitoză și meioză., Citosolul joacă, de asemenea, un rol esențial în menținerea gradienților de pe membrane, ceea ce este important pentru semnalizarea celulară, osmoza și excitabilitatea celulară (Lang F. (2007)).
o listă de proteine citosolice foarte exprimate este rezumată în tabelul 2. Analiza bazată pe ontologia genetică (GO) a proteomului citosolic arată îmbogățirea Termenilor care sunt bine în concordanță cu funcțiile cunoscute ale citosolului., Termenii cei mai îmbogățiți pentru procesul biologic al domeniului GO sunt legați de traducere, modificări post-translaționale, căi de semnalizare și moarte celulară (figura 4a). Analiza de îmbogățire a funcției moleculare a domeniului GO arată, de asemenea, o îmbogățire semnificativă pentru termenii legați de traducere și metabolismul proteic (figura 4b).figura 4a. analiza de îmbogățire bazată pe ontologie genetică a proteomului citozol, care prezintă termenii semnificativ îmbogățiți pentru procesul biologic al domeniului GO., Fiecare bară poate face clic și oferă un rezultat al căutării proteinelor care aparțin categoriei selectate.figura 4b. analiza de îmbogățire bazată pe ontologie genetică pentru proteomul citozol, care prezintă termenii semnificativ îmbogățiți pentru funcția moleculară a domeniului GO. Fiecare bară poate face clic și oferă un rezultat al căutării proteinelor care aparțin categoriei selectate.Tabelul 2. Proteine citosolice unice de localizare foarte exprimate în diferite linii celulare.,e”>
91
Cytosol proteins with multiple locations
Approximately 79% (n=3738) of the cytosolic proteins detected in the Human Protein Atlas also localize to other cellular compartments (Figure 5)., Graficul de rețea arată că cele mai comune compartimente care împart proteinele cu citosolul sunt nucleul, membrana plasmatică și nucleolii. Mai ales proteinele care se localizează atât la citosol, cât și la nucleu, precum și la citosol și la membrana plasmatică, sunt suprareprezentate. Într-adevăr, există multe proteine cunoscute pentru a fi transportate sau pentru a trece continuu între citosol și aceste compartimente, inclusiv factori de transcripție, proteine ribozomale și molecule de semnalizare. Exemple de proteine multilocalizante din proteomul citosolic pot fi văzute în Figura 6.,figura 5. Complot rețea interactivă a proteinelor citosol cu multiple localizări. Numerele din nodurile de legătură arată proteinele care sunt localizate la citosol și la una sau mai multe locații suplimentare. Sunt prezentate numai nodurile de legătură care conțin mai mult de o proteină și cel puțin 0,5% proteine din proteomul citosolic. Dimensiunile cercului sunt legate de numărul de proteine., Cyan culoare noduri arată combinațiile care sunt suprareprezentați în mod semnificativ, în timp ce magenta culoare noduri arată combinațiile care sunt slab reprezentate în mod semnificativ în comparație cu probabilitatea de a observa că o combinație în funcție de frecvența de fiecare adnotare și o hipergeometrică test (p<=0.05). Rețineți că acest calcul se face numai pentru proteine cu localizări duale. Fiecare nod este clicabil și are ca rezultat o listă a tuturor proteinelor care se găsesc în organele conectate.
RPL10A
STAT5A
DDX55
Figura 6., Exemple de proteine multilocalizante în proteomul citosolic. RPL10A este o proteină ribozomală cunoscută, care este necesară pentru formarea subunităților ribozomale 60S. S-a demonstrat că se localizează atât la nucleoli, cât și la citosol (detectat în celulele U-2 OS). STAT5A aparține familiei factorilor de transcripție STAT. Se translocează din citozol în nucleu ca răspuns la fosforilare (detectată în celulele A-431). DDX55 este un membru al familiei de proteine DEAD box implicate în mai multe procese celulare care implică modificarea structurii secundare ARN., Sa demonstrat că se localizează la nucleu, nucleoli și citosol (detectate în celulele A-431).
nivelele de Expresie ale citosol proteine în țesutul
Transcriptomului analiza și clasificarea genelor în distribuția tisulară categorii (Figura 8) arată că genele codifică proteine localizarea în citosol și substructuri ale acestuia au o distribuție similară pentru toate genele în Celule Atlas, dar cu o scădere semnificativă a fracției de gened pentru care theexpression este limitată la anumite țesuturi.
Figura 7., Bar plot care arată procentul de gene din diferite categorii de distribuție tisulară pentru genele de codificare a proteinelor asociate cu citosol, comparativ cu toate genele din Atlasul celular. Asteriscul marchează o abatere semnificativă statistic (p≤0,05) a numărului de gene dintr-o categorie pe baza unui test statistic binomial. Fiecare bară poate face clic și oferă un rezultat al căutării proteinelor care aparțin categoriei selectate.