Il citoplasma è costituito da organelli, una soluzione acquosa chiamata citosol e una struttura di scaffold (impalcatura/assemblaggio) proteici chiamati citoscheletro. Il citosol è un ricco brodo di ioni, piccole molecole organiche come il glucosio e macromolecole come le proteine. Diversi processi cellulari, compresa la sintesi proteica si verificano nel citoplasma.
La composizione del citosol favorisce il ripiegamento delle proteine in modo tale che le catene laterali degli amminoacidi idrofobici siano orientate lontano dalla soluzione acquosa e verso il nucleo proteico. Tuttavia, fattori di stress cellulari come l’invecchiamento e cambiamenti di pH, temperatura, o osmolarità causano proteina misfolding. Le proteine piegate male possono aggregarsi per formare depositi insolubili nel citoplasma. Gli aggregati di proteine insolubili sono implicati in disturbi neurodegenerativi come il morbo di Alzheimer, il morbo di Parkinson e la sclerosi laterale amiotrofica.
Il citoscheletro eucariotico è costituito da tre tipi di proteine filamentose: microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi.
I microtubuli, il più grande tipo di filamento, sono costituiti dalla tubulina proteica. I microtubuli sono strutture dinamiche che possono crescere o ridursi aggiungendo o rimuovendo molecole di tubulina dalle estremità dei loro fili. Forniscono stabilità strutturale e forniscono tracce per il trasporto di proteine e vesciche all’interno della cellula. Inoltre, i microtubuli svolgono un ruolo cruciale nella divisione cellulare fornendo un quadro che guida i cromosomi alle estremità opposte della cellula.
I microfilamenti sono il più piccolo tipo di filamenti citoscheletrici e sono costituiti da una proteina chiamata actina. I filamenti di Actin possono assemblarsi e smontare rapidamente. Pertanto, consentono il movimento in organismi unicellulari come l’ameba o la migrazione dei globuli bianchi ai siti di infezione. Nelle cellule muscolari scheletriche, filamenti di actina scorrono lungo filamenti di miosina per mediare la contrazione muscolare.
I filamenti intermedi non sono dinamici come microtubuli o filamenti di actina. Forniscono supporto strutturale e sono costituiti da diversi tipi di proteine in base al tipo di cellula specifico. Per esempio, filamenti intermedi nei capelli e nelle unghie contengono cheratina mentre le cellule muscolari contengono desmine.
