הציטופלסמה מורכבת מאברונים וממסגרת של פיגומים חלבוניים הנקראים שלד ציטו-שלד המרחף בתמיסה מימית, הציטוזול. הציטוזול הוא מרק עשיר של מים, יונים, מלחים ומולקולות אורגניות שונות.

קיפול חלבון וקיפול שגוי

הציטופלסמה היא המיקום של מספר תהליכים תאיים, כולל סינתזת חלבונים וקיפולם. האופי המימי של הציטוזול מקדם קיפול חלבונים כך ששרשראות הצד של חומצות האמינו ההידרופוביות קבורות בליבת החלבון, בעוד שחומצות האמינו ההידרופיליות פונות לציטוזול. עם זאת, לחצים תאיים כגון הזדקנות ושינויים ב- pH, טמפרטורה או אוסמולריות יכולים לגרום לקיפול שגוי של חלבון. חלבונים שאינם מקופלים כהלכה עשויים להצטבר יחד בציטופלסמה וליצור צברי חלבונים בלתי מסיסים. אגרגטים כאלה מעורבים בהפרעות נוירודגנרטיביות, כגון אלצהיימר ופרקינסון.

הרכב שלד ציטו-שלד ותפקוד

שלד הציטו-קריוטי מורכב משלושה סוגים של חלבונים נימיים – מיקרוטובולים, מיקרופילמנטים וחוטי ביניים.

מיקרוטובולים, הסוג הגדול ביותר של חוטים, מורכבים מהחלבון טובולין. הם מבנים דינמיים שיכולים לגדול או להתכווץ על ידי הוספה או הסרה של מולקולות טובולין מקצות הגדילים שלהם. הם מספקים יציבות מבנית לתא ופועלים כמסילות להובלת חלבונים, שלפוחיות ואברונים מסוימים בתוך התא. בנוסף, מיקרוטובולים ממלאים תפקיד מכריע בחלוקת התא בכך שהם מספקים מסגרת המנחה כרומוזומים לקצוות מנוגדים של התא.

מיקרופילמנטים, או חוטי אקטין (actin filaments), הם חוטי שלד ציטו-שלדיים קטנים יותר המורכבים מחלבון הנקרא אקטין (actin). חלבוני אקטין יכולים להתאסף ולפרק במהירות כדי ליצור חוטים. לכן, הם מאפשרים תנועתיות באורגניזמים חד-תאיים כמו אמבה או נדידה של תאי דם לבנים לאתרי זיהום. בתאי שריר השלד, סיבי אקטין מחליקים לאורך חוטי מיוזין כדי לתווך את התכווצות השריר.

חוטי ביניים אינם דינמיים כמו מיקרוטובולים או חוטי אקטין (actin filaments). עם זאת, כמו שני סוגים אחרים של חוטים, הם גם מספקים תמיכה מבנית לתא. חוטי ביניים מורכבים מסוגים שונים של חלבונים המבוססים על סוג התא הספציפי. לדוגמה, חוטי ביניים בשיער ובציפורניים מכילים קרטין, בעוד שבתאי שריר, חוטים אלה עשויים desmins.