Il citoplasma è costituito da organelli e da una struttura di scaffold proteici chiamati citoscheletro sospeso in una soluzione acquosa, il citosol. Il citosol è un ricco brodo di acqua, ioni, sali e varie molecole organiche.

Ripiegamento e ripiegamento errato delle proteine

Il citoplasma è la sede di diversi processi cellulari, tra cui la sintesi proteica e il ripiegamento. La natura acquosa del citosol promuove il ripiegamento delle proteine in modo tale che le catene laterali degli amminoacidi idrofobici siano sepolte nel nucleo proteico mentre gli amminoacidi idrofili sono rivolti verso il citosol. Tuttavia, gli stress cellulari come l'invecchiamento e i cambiamenti di pH, temperatura o osmolarità possono causare il ripiegamento errato delle proteine. Le proteine mal ripiegate possono accumularsi nel citoplasma per formare aggregati proteici insolubili. Tali aggregati sono implicati in malattie neurodegenerative, come il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson.

Composizione e funzione del citoscheletro

Il citoscheletro eucariotico è costituito da tre tipi di proteine filamentose: microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi.

I microtubuli, il tipo più grande di filamenti, sono costituiti dalla proteina tubulina. Sono strutture dinamiche che possono crescere o restringersi aggiungendo o rimuovendo molecole di tubulina dalle estremità dei loro filamenti. Forniscono stabilità strutturale alla cellula e fungono da tracce per il trasporto di proteine, vescicole e alcuni organelli all'interno della cellula. Inoltre, i microtubuli svolgono un ruolo cruciale nella divisione cellulare fornendo una struttura che guida i cromosomi verso le estremità opposte della cellula.

I microfilamenti, o filamenti di actina, sono filamenti citoscheletrici più piccoli costituiti da una proteina chiamata actina. Le proteine dell'actina possono assemblarsi e disassemblarsi rapidamente per formare filamenti. Pertanto, consentono la motilità negli organismi unicellulari come l'ameba o la migrazione dei globuli bianchi verso i siti di infezione. Nelle cellule muscolari scheletriche, i filamenti di actina scivolano lungo i filamenti di miosina per mediare la contrazione muscolare.

I filamenti intermedi non sono dinamici come i microtubuli o i filamenti di actina. Tuttavia, come gli altri due tipi di filamenti, forniscono anche un supporto strutturale alla cellula. I filamenti intermedi sono composti da diversi tipi di proteine in base allo specifico tipo di cellula. Ad esempio, i filamenti intermedi nei capelli e nelle unghie contengono cheratina, mentre, nelle cellule muscolari, questi filamenti sono costituiti da desmine.