Le cytoplasme se compose d’organites, une solution aqueuse appelée cytosol et un cadre d’échafaudages protéiques appelé le cytosquelette. Le cytosol est un bouillon riche en ions, en petites molécules organiques comme le glucose et en macromolécules comme les protéines. Plusieurs processus cellulaires, y compris la synthèse des protéines, se produisent dans le cytoplasme.
La composition du cytosol favorise le repliement des protéines de telle sorte que les chaînes latérales d’acides aminés hydrophobes sont orientées loin de la solution aqueuse et vers le noyau protéique. Cependant, les facteurs de stress cellulaires tels que le vieillissement et les changements de pH, de température ou d’osmolarité causent des erreurs de repliement des protéines. Les protéines mal repliées peuvent s’agréger pour former des dépôts insolubles dans le cytoplasme. Les agrégats de protéines insolubles sont impliqués dans les désordres neurodégénératifs tels que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et la sclérose latérale amyotrophique.
Le cytosquelette eucaryote se compose de trois types de protéines filamenteuses : les microtubules, les microfilaments et les filaments intermédiaires.
Les microtubules, le plus grand type de filament, sont constitués de la protéine tubuline. Les microtubules sont des structures dynamiques qui peuvent croître ou rétrécir en ajoutant ou en enlevant les molécules de tubuline des extrémités de leurs brins. Ils fournissent une stabilité structurelle et fournissent des voies pour le transport des protéines et des vésicules à l’intérieur de la cellule. En outre, les microtubules jouent un rôle crucial dans la division cellulaire en fournissant un cadre qui guide les chromosomes aux extrémités opposées de la cellule.
Les microfilaments sont le plus petit type de filaments cytosquelettiques et sont constitués d’une protéine appelée actine. Les filaments d’actine peuvent s’assembler et se désassembler rapidement. Par conséquent, ils permettent le mouvement dans les organismes unicellulaires comme l’amibe ou la migration des globules blancs vers les sites d’infection. Dans les cellules musculaires squelettiques, les filaments d’actine glissent le long des filaments de myosine pour servir de médiateur à la contraction musculaire.
Les filaments intermédiaires ne sont pas aussi dynamiques que les microtubules ou les filaments d’actine. Ils fournissent un soutien structurel et sont composés de différents types de protéines basées sur le type de cellule spécifique. Par exemple, les filaments intermédiaires dans les cheveux et les ongles contiennent de la kératine alors que les cellules musculaires contiennent des desmines.
