Определение эндоплазматического ретикулума
Эндоплазматическая сеть (ЭР) представляет собой большой органеллы сделанный из мембранных листов и канальцев, которые начинаются около ядра и простираются через клетка, Эндоплазматический ретикулум создает, упаковывает и секретирует многие продукты, созданные клеткой. Рибосомы, которые создают белки, выстилают часть эндоплазматического ретикулума.
Обзор эндоплазматического ретикулума
Вся структура может составлять большую часть эндомембранной системы клетки. Например, в клетках, таких как печень гепатоциты, которые специализируются на белке секреция и детоксикации, ER может составлять более 50% от общего липидный бислой клетки. Аналогично, мембранная система ER особенно заметна в бета-клетках поджелудочной железы, которые секретируют инсулин, или в активированных В-лимфоцитах, которые продуцируют антитела.
Функция эндоплазматического ретикулума
ER играет ряд ролей в клетке, от синтез белка и липидный обмен для детоксикации клеток. Систерны, каждая из небольших складок эндоплазматического ретикулума, обычно связаны с метаболизмом липидов. Это создает плазматическая мембрана клетки, а также дополнительный эндоплазматический ретикулум и органеллы. Они также играют важную роль в поддержании баланса Ca2 + внутри клетки и во взаимодействии ER с митохондрии, Это взаимодействие также влияет на аэробный статус клетки.
Листы ER, по-видимому, играют решающую роль в реакции органеллы на стресс, особенно потому, что клетки изменяют свое отношение канальцев к листам, когда увеличивается количество развернутых белков. Время от времени, апоптоз индуцируется ER в ответ на избыток развернутого белка в клетке. Когда рибосомы отделяются от листов ЭР, эти структуры могут рассеиваться и образовывать трубчатые цистерны.
Хотя листы ER и трубочки, кажется, выполняют разные функции, не существует идеального разграничения ролей. Например, у млекопитающих канальцы и листы могут взаимопревращаться, что делает клетки адаптируемыми к различным условиям. Связь между структурой и функцией в ER не была полностью выяснена.
Синтез и сворачивание белка
Синтез белка происходит в шероховатой эндоплазматической сети, Хотя перевод для всех белков начинается в цитоплазма некоторые перемещаются в ER для того, чтобы их можно было сложить и отсортировать по разным адресатам. Белки, которые перемещаются в ER во время трансляции, часто предназначены для секреции. Первоначально эти белки складываются в ER, а затем перемещаются в аппарат Гольджи где они могут быть направлены к другим органеллам.
Например, гидролитические ферменты в лизосома генерируются таким образом. С другой стороны, эти белки могут секретироваться из клетки. Это происхождение ферментов пищеварительного тракта. Третья потенциальная роль белков, транслируемых в ER, заключается в том, чтобы оставаться в самой эндомембранной системе. Это особенно верно для белков-шаперонов, которые помогают в сворачивании других белков. Гены, кодирующие эти белки, активируются, когда клетка испытывает стресс от развернутых белков.
Липидный синтез
гладкая эндоплазматическая сеть играет важную роль в холестерине и биосинтез фосфолипидов, Поэтому этот раздел ER важен не только для генерации и поддержания плазматической мембраны, но и для обширной эндомембранной системы самого ER.
SER обогащен ферментами, участвующими в путях биосинтеза стеролов и стероидов, а также необходим для синтеза стероидных гормонов. Поэтому SER чрезвычайно виден в клетках надпочечник которые выделяют пять различных групп стероидных гормонов, которые влияют на метаболизм всего организма. Синтез этих гормонов также включает ферменты в митохондриях, что еще больше подчеркивает связь между этими двумя органеллами.
Кальций Магазин
SER является важным местом для хранения и высвобождения кальция в клетке. Модифицированная форма SER, называемая саркоплазматическим ретикулумом, образует обширную сеть в сократительных клетках, таких как мускул волокна. Ионы кальция также участвуют в регуляции обмена веществ в клетке и могут изменять динамику цитоскелета.
Обширная природа сети ER позволяет ей взаимодействовать с плазматической мембраной и использовать Ca2 + для передача сигнала и модуляция ядерной активности. В связи с митохондриями ER может также использовать свои запасы кальция, чтобы вызвать апоптоз в ответ на стресс.
Структура эндоплазматического ретикулума
Мембранную систему эндоплазматического ретикулума можно морфологически разделить на две структуры – цистерны и листы. Цистерны имеют трубчатую структуру и образуют трехмерную многоугольную сеть. Они имеют диаметр около 50 нм у млекопитающих и диаметр 30 нм у дрожжей. Листы ER, с другой стороны, представляют собой заключенные в мембрану двумерные сплющенные мешочки, которые проходят через цитоплазму. Они часто связаны с рибосомами и специальными белками, называемыми транслоконами, которые необходимы для трансляции белка в RER.
Как ретикулоны, так и белки DP1 / Yop1 образуют олигомеры и взаимодействуют с цитоскелет, Олигомеризация, по-видимому, является одним из механизмов, используемых этими белками для формирования липидного бислоя в канальце. Кроме того, они также используют клиновидный структурный мотив, который заставляет мембрану изгибаться. Эти два класса белков избыточны, поскольку избыточная экспрессия одного белка может компенсировать недостаток другого белка.
Строительство ER тесно связано с наличием цитоскелетные элементы особенно микротрубочки. ЭР мембраны, особенно цистерны, движутся и разветвляются вдоль микротрубочек. когда микротрубочек структура временно разрушается, сеть ER разрушается и реформируется только после восстановления цитоскелета микротрубочек. Кроме того, изменения в характере полимеризации микротрубочек отражаются в изменениях морфологии ER.
Расположение эндоплазматического ретикулума
Эндоплазматический ретикулум обрабатывает большинство инструкций из ядра. Таким образом, эндоплазматическая сеть окружает ядро и излучает наружу. В клетках, которые выделяют много продуктов для остальной части тела, эндоплазматическая сеть может составлять более 50% клеток.
В общем, ядро выражает мРНК (мессенджер РНК), который говорит клетке, как строить белки. шероховатой эндоплазматической сети имеет много рибосом, которые являются основным местом производства белка. Эта часть органеллы создает белки и начинает складывать их в правильное образование. гладкая эндоплазматическая сеть является основным местом для синтеза липидов. Как таковой, он не содержит никаких рибосом. Скорее, он проводит серию реакций, которые создают фосфолипид молекулы, необходимые для создания различных мембран и органелл.
Грубая версия эндоплазматического ретикулума часто ближе к ядру, тогда как гладкий эндоплазматический ретикулум находится дальше от ядра. Тем не менее, обе версии связаны друг с другом и ядром через ряд маленьких канальцев.
Типы эндоплазматического ретикулума
Существует два основных типа ER в каждой клетке – гладкий эндоплазматический ретикулум (SER) и грубый эндоплазматический ретикулум (RER). Каждый из них имеет различные функции и часто различную морфологию. SER участвует в метаболизме липидов и действует как запас кальция для клетки. Это особенно важно в мышечных клетках, которым для сокращения нужны ионы Ca2 +. SER также участвует в синтезе фосфолипидов и холестерина. Он часто расположен вблизи периферии клетки.
С другой стороны, RER обычно виден близко к ядру. Он содержит мембраносвязанные рибосомы, которые придают ему характерный «грубый» вид. Эти рибосомы создают белки, которые предназначены для просвета ER и перемещаются в органеллу по мере их трансляции. Эти белки содержат короткий сигнал, созданный несколькими аминокислоты в их N-конце и первоначально транслируются в цитоплазме.
Однако, как только сигнал транслируется, специальные белки связываются с растущей полипептидной цепью и перемещают всю рибосома и связанный с ним механизм перевода в ER. Эти полипептиды могут быть резидентными белками RER или перемещаться в направлении сети Гольджи для сортировки и секретирования.