Cellen är den grundläggande byggstenen i alla levande organismer. Även om celler skiljer sig dramatiskt i storlek, form och specialisering, delar de några viktiga komponenter:ett yttre membran som omsluter cellen och cytoplasman som fyller det inre.
Prokaryota celler, som bakterier, saknar en kärna och membranbundna organeller, så deras cytoplasma utgör nästan hela det synliga inre. Eukaryota celler – som finns i växter, djur och svampar – innehåller en kärna och många organeller, men allt utanför kärnan och dessa organeller anses fortfarande vara cytoplasma.
Cytoplasma hänvisar till det vätskefyllda utrymmet i en cell som rymmer alla cellulära strukturer utom kärnan och dess omgivande membran. Det tillhandahåller ett medium för biokemiska reaktioner, transport av molekyler och organisering av organeller.
Termen cytosol beskriver det geléliknande ämne som utgör majoriteten av cytoplasman. Cytosol är i huvudsak cytoplasma minus organellerna; det är miljön där organeller flyter och i vilken lösta molekyler och enzymer verkar.
Vatten utgör huvuddelen av cytoplasman, men det innehåller också salter, proteiner och många enzymer som katalyserar cellulära reaktioner. Även om cytoplasman i sig inte har en enda överordnad funktion, fungerar den som en fysisk ställning som stödjer rörelsen och bearbetningen av molekyler som är nödvändiga för livet.
I prokaryota celler innehåller cytoplasman fritt genetiskt material och metaboliska komponenter. Hos eukaryoter omger cytoplasman kärnan – vars diameter vanligtvis är 10–30 % av cellens totala storlek – och ger en miljö för organeller att fungera.
Ofta kallade cellens kraftverk utför mitokondrier aerob andning. Deras dubbla membran och inre veck (cristae) ökar ytarean för reaktioner som trikarboxylsyracykeln (Krebs-cykeln). Medan alla eukaryoter har mitokondrier, är deras roll särskilt kritisk hos djur som enbart förlitar sig på metabolisk energi.
ER bildar ett nätverk som sträcker sig från kärnhöljet in i cytoplasman. Grov ER är översållad med ribosomer och syntetiserar proteiner, medan jämn ER fungerar i lipidsyntes och avgiftning.
Representerad som en stapel av tillplattade cisterner, modifierar, sorterar och paketerar Golgi proteiner och lipider för transport till sina destinationer inom eller utanför cellen.
Dessa lagringsorganeller ackumulerar enzymer, näringsämnen och avfallsprodukter. I växtceller upprätthåller en stor central vakuol turgortrycket och lagrar föreningar som stärkelse och pigment.
Lysosomer innehåller hydrolytiska enzymer som bryter ner makromolekyler och cellrester. Genom att binda dessa enzymer i membranbundna vesiklar skyddar cellen sig mot självnedbrytning.
Unikt för växt- och algceller innehåller kloroplaster klorofyll, vilket möjliggör fotosyntes – omvandlar ljusenergi till kemisk energi och producerar glukos för organismen.
Cytosolen är en gelliknande matris som stödjer organellerna och lösta ämnen. Den rymmer cytoskelettet – ett nätverk av mikrotubuli och mikrofilament – som upprätthåller cellformen, underlättar intracellulär transport och stödjer celldelning.
Mikrotubuli, sammansatt av tubulinsubenheter, är sammansatta vid centrioler i centrosomerna. Mikrofilament, gjorda av aktin, ger kontraktil kraft och är avgörande för rörlighet och muskelkontraktion.
I växtceller tillåter plasmodesmata – små kanaler som förbinder intilliggande celler – direkt cytoplasmatisk kommunikation, vilket möjliggör transport av signalmolekyler och metaboliter.
Utöver organeller innehåller cytosolen en mångfald av enzymer, joner (kalcium, kalium, natrium) och metaboliter som kolhydrater och nukleotider. Dessa molekyler deltar i metabola vägar, signaltransduktion och cellulär homeostas.
Eftersom diffusion är det primära rörelsesättet i cytosolen, följer fördelningen av molekyler koncentrationsgradienter. Snabba förändringar i metabolisk efterfrågan kräver ofta aktiva transportmekanismer för att övervinna begränsningarna med enkel diffusion.
