Садржај
- Структура ендосплазматског ретикулума
- Две врсте ЕР
- Груби ендосплазмични ретикулум (Роугх ЕР)
- Синтеза протеина у грубој ЕР
- Савијање протеина у грубој ЕР
- Тхе Смоотх Ендопласмиц Ретицулум (Смоотх ЕР)
- Саркоплазматски ретикулум у мишићним ћелијама
- Одговор неоткривеног протеина
- ЕР Схапе
- ЕР и људска болест
Један од најједноставнијих начина за разумевање структура и функција органела смештених у ћелији - и ћелијске биологије као целине - јесте поређење ис стварима из стварног света.
На пример, има смисла описивати Голгијев апарат као фабрику за пакирање или пошту, јер је његова улога да прима, модификује, сортира и отпрема ћелијски терет.
Органска сусједа Голгијевог тела, ендоплазматични ретикулум, најбоље се разуме као постројење за производњу ћелија. Ова фабрика органела гради биомолекуле потребне за све животне процесе. Укључују протеине и липиде.
Вероватно већ знате колико су важне мембране за еукариотске ћелије; ендоплазматски ретикулум, који укључује обоје груби ендоплазматски ретикулум и глатки ендоплазматски ретикулум, заузима више од половине некретнине у животињским ћелијама.
Било би тешко преувеличати колико је овој ћелији која ствара мембран, која ствара биомолекуле.
Структура ендосплазматског ретикулума
Први научници који су приметили ендоплазматски ретикулум - док су узимали прву електронску микрографију ћелије - погодили су изглед ендоплазматског ретикулума.
За Алберта Клода, Ернеста Фуллмана и Кеитха Портера, органела је изгледала "чипкасто" због набора и празних простора. Модерни посматрачи имају већу вероватноћу да изглед ендоплазматског ретикулума описују као пресавијену траку или чак бомбон врпце.
Ова јединствена структура осигурава да ендоплазматски ретикулум може да обавља своју важну улогу у ћелији. Ендплазматски ретикулум најбоље се разуме као дугачак фосфолипидна мембрана пресавијени на себи да створи карактеристичну структуру налик лавиринту.
Други начин размишљања о структури ендоплазматског ретикулума јесте мрежа равних врећица и цеви повезаних једним мембраном.
Ова пресавијена фосфолипидна мембрана формира завоје назване цистерне. Ови равни дискови фосфолипидне мембране изгледају сложено заједно када се гледа мостарски пресек ендоплазматског ретикулума под снажним микроскопом.
Наизглед празни простори између ових врећица једнако су важни као и сама мембрана.
Ова подручја се називају лумен. Унутрашњи простори који чине лумен су пуни течности и, захваљујући начину наношења повећава укупну површинску површину органеле, заправо чине око 10 процената укупне запремине ћелије.
Две врсте ЕР
Ендоплазматски ретикулум садржи два главна одељка, названа по свом изгледу: груби ендоплазматски ретикулум и тхе глатки ендоплазматски ретикулум.
Структура ових подручја органеле одражава њихове посебне улоге у ћелији. Под сочивом микроскопа фосфолипидна мембрана грубе ендоплазматске мембране изгледа прекривена тачкицама или налетима.
Су рибозоми, који дају храпавом ендоплазматском ретикулуу избочену или грубу уреу (отуда и његово име).
Ови рибосоми су заправо одвојене органеле од ендоплазматског ретикулума. Велики број њих (до милиона!) Се локализује на површини грубог ендоплазматског ретикулума, јер су витални за његов посао, а то је синтеза протеина. РЕР постоји као сложени листови који се вијугају заједно, са ивицама у облику спирала.
Друга страна ендоплазматског ретикулума - глатки ендоплазматски ретикулум - изгледа сасвим другачије.
Иако овај део органеле још увек садржи пресавијене, лабиринт цистерне и лумен испуњен течношћу, површина ове стране фосфолипидне мембране изгледа глатка или глатка, јер глатки ендоплазматски ретикулум не садржи рибосоме.
Овај део ендоплазматског ретикулума синтетише липиде, а не протеине, тако да не захтева рибосоме.
Груби ендосплазмични ретикулум (Роугх ЕР)
Груби ендоплазматски ретикулум, или РЕР, добио је име по карактеристичном храпавом или зубљеном изгледу захваљујући рибосомима који покривају његову површину.
Имајте на уму да цео ендоплазматски ретикулум делује као постројење за производњу биомолекула неопходних за живот, као што су протеини и липиди. РЕР је део фабрике који се посвећује производњи само протеина.
Неки протеини произведени у РЕР-у остаће заувек у ендоплазматском ретикулуу.
Због тога научници ове протеине називају резиденцијални протеини. Остали протеини ће бити подвргнути модификацији, сортирању и отпремању у друга подручја ћелије. Међутим, велики број протеина уграђених у РЕР-у обележен је за секрецију из ћелије.
То значи да ће након модификације и сортирања ови секреторни протеини путовати транспортерима везикула кроз ћелијску мембрану ради послова изван ћелије.
Локација РЕР-а унутар ћелије је такође важна за његову функцију.
РЕР је одмах поред врата језгро ћелије. У ствари, фосфолипидна мембрана ендоплазматског ретикулума заправо се спаја са мембранском баријером која окружује језгро, а назива се нуклеарна коверта или нуклеарне мембране.
Овај уски распоред осигурава да РЕР прима генетске информације које су му потребне за изградњу протеина директно из језгра.
Такође омогућава РЕР-у да сигнализира језгру када стварање бјеланчевина или савијање протеина пође по злу. Захваљујући својој непосредној близини, груби ендоплазматски ретикулум може једноставно пуцати у језгро да би успорио производњу док РЕР надокнађује заостатак.
Синтеза протеина у грубој ЕР
Синтеза протеина генерално делује овако: Језгро сваке ћелије садржи комплетан сет ДНК.
Ова ДНК је попут плаве боје коју ћелија може да изгради у облику молекула попут протеина. Ћелија преноси генетске информације неопходне за изградњу једног протеина из језгра до рибосома на површини РЕР-а. Научници овај процес називају транскрипција зато што ћелија преписује или копира ове информације из оригиналне ДНК помоћу мессенгера.
Рибосоми везани за РЕР примају гласнике који носе преписани код и користе те информације да направе ланац специфичних аминокиселина.
Овај корак се зове превод јер рибосоми читају код података на мессенгеру и користе га за одређивање редоследа аминокиселина у ланцу који граде.
Ови низови аминокиселина су основне јединице протеина. На крају ће се ти ланци савити у функционалне протеине и можда ће чак добити налепнице или модификације како би им помогли да раде свој посао.
Савијање протеина у грубој ЕР
Савијање протеина се углавном дешава у унутрашњости РЕР-а.
Овај корак даје протеинима јединствен тродимензионални облик, назван њихов конформација. Савијање протеина је пресудно јер многи протеини ступају у интеракцију са другим молекулама користећи свој јединствени облик да би се повезали попут кључа који се поставља у браву.
Погрешно савијани протеини можда неће правилно функционисати, а овај квар може чак изазвати људску болест.
На пример, истраживачи сада верују да проблеми са накупљањем протеина могу изазвати здравствене поремећаје попут дијабетеса типа 2, цистичне фиброзе, српастих ћелија и неуродегенеративних проблема попут Алцхајмерове и Паркинсонове болести.
Ензими су класа протеина који омогућавају хемијске реакције у ћелији, укључујући оне процесе који учествују у метаболизму, а то је начин на који ћелија приступа енергији.
Лизосомални ензими помажу ћелији да разбије нежељени ћелијски садржај, попут старих органела и погрешно савијених протеина, како би поправио ћелију и искористио отпадни материјал због њене енергије.
Мембрански протеини и сигнални протеини помажу ћелијама да комуницирају и раде заједно. Неким ткивима је потребан мали број протеина док другима треба много. Ова ткива обично посвећују више простора РЕР-у него остала ткива са мањим потребама за синтезом протеина.
••• ЗнањеТхе Смоотх Ендопласмиц Ретицулум (Смоотх ЕР)
Глатком ендоплазматском ретикулуу, или СЕР, недостају рибосоми, тако да његове мембране изгледају под глатким или глатким тубулама под микроскопом.
То има смисла јер овај део ендоплазматског ретикулума гради липиде, односно масти, а не протеине, па им рибосоми не требају. Ови липиди могу да укључују молекуле масних киселина, фосфолипида и холестерола.
Фосфолипиди и холестерол потребни су за изградњу мембрана у плазми у ћелији.
СЕР производи хормоне липида који су неопходни за правилно функционисање систем жлезда са унутрашњим лучењем.
Ту спадају стероидни хормони направљени од холестерола, као што су естроген и тестостерон. Због главне улоге коју СЕР има у производњи хормона, ћелије којима је потребно пуно стероидних хормона, попут оних у тестисима и јајницима, имају тенденцију да посвете више ћелијске некретнине.
СЕР је такође укључен у метаболизам и детоксикацију. Оба ова процеса се дешавају у ћелијама јетре, па ткива јетре обично имају веће обиље СЕР.
Када хормонски сигнали указују на то да су залихе енергије ниске, ћелије бубрега и јетре започињу пут за производњу енергије који се зове глуконеогенеза.
Овај процес ствара важан извор енергије глукозу из не-угљених хидрата у ћелији. СЕР у ћелијама јетре такође помаже тим ћелијама јетре да уклањају токсине. Да би то постигли, СЕР пробавља делове опасног једињења да би био растворљив у води тако да тело може излучити токсин мокраћом.
Саркоплазматски ретикулум у мишићним ћелијама
Високо специјализовани облик ендоплазматског ретикулума појављује се у неким мишићним ћелијама, тзв миоцити. Овај облик, назван саркоплазматични ретикулум, обично се налази у ћелијама срца (срца) и скелетних мишића.
У тим ћелијама органела управља равнотежом јона калцијума које ћелије користе за опуштање и контракцију мишићних влакана. Складиштени јони калцијума апсорбују се у мишићне ћелије док су ћелије опуштене и ослобађају се из мишићних ћелија током контракције мишића. Проблеми са саркоплазматским ретикулумом могу довести до озбиљних медицинских проблема, укључујући затајење срца.
Одговор неоткривеног протеина
Већ знате да је ендоплазматски ретикулум део синтезе и савијања протеина.
Правилно савијање протеина је кључно за прављење протеина који могу свој посао обављати коректно, а као што је раније споменуто, погрешно савијање може довести до тога да протеини неправилно функционишу или да уопште не раде, што може довести до озбиљних здравствених стања као што је дијабетес типа 2.
Из тог разлога, ендоплазматски ретикулум мора осигурати да се само правилно пресавијени протеини превозе из ендоплазматског ретикулума у Голгијев апарат за паковање и отпрему.
Ендоплазматски ретикулум обезбеђује контролу квалитета протеина кроз механизам зван неоткривени одговор протеинаили УПР.
Ово је у основи веома брза ћелијска сигнализација која омогућава РЕР-у да комуницира са ћелијским језгром. Када се растворени или погрешно савити протеини почну гомилати у лумену ендоплазматског ретикулума, РЕР покреће неотворени протеин протеина. Ово раде три ствари:
ЕР Схапе
Облик ЕР се односи на његове функције и може се мењати по потреби.
На пример, повећање слојева РЕР листова помаже неким ћелијама да луче већи број протеина. Супротно томе, ћелије попут неурона и ћелија мишића које не излучују толико протеина могу имати више СЕР тубула.
Тхе периферна ЕР, који је део који није повезан са нуклеарном овојницом, чак може да се премести по потреби.
Ови разлози и механизми за то су предмет истраживања. Може укључивати клизне СЕР тубуле дуж микротубула цитоскелета, повлачећи ЕР иза других органела, па чак и прстенове ЕР тубула који се крећу око ћелије попут малих мотора.
Облик ЕР се такође мења током неких ћелијских процеса, као што су митоза.
Научници још увек проучавају како се одвијају ове промене. Комплемент протеина одржава укупни облик ЕР органеле, укључујући стабилизацију његових листова и тубула и помагање у одређивању релативних количина РЕР и СЕР у одређеној ћелији.
Ово је важно подручје истраживања за истраживаче заинтересоване за однос између ЕР и болести.
ЕР и људска болест
Погрешно савијање протеина и ЕР стрес, укључујући стрес од честе активације УПР-а, могу допринети развоју људских болести. Они могу да укључују цистичну фиброзу, дијабетес типа 2, Алзхеимерову болест и спастичну параплегију.
Вируси такође могу отети ЕР и користити машине за изградњу протеина да би се избацили вирусни протеини.
Ово може променити облик ЕР и спречити га да обавља своје нормалне функције за ћелију. Неки вируси, попут денге и САРС, чине заштитне везикуле са двоструком мембраном унутар ЕР мембране.