ما هي المنطقة المتخصصة في الشبكة الإندوبلازمية؟

ال الشبكة الأندوبلازمية (ER) هي عضية خلوية مرتبطة بغشاء يتم طي غشاءها في حجرات مسطحة. ال الشبكة الإندوبلازمية الخشنة (RER) هي منطقة متخصصة فيها الريبوسومات متصلة بطيات السطح ، مما يعطي ER مظهرًا خشنًا.

يوفر وجود الريبوسومات لـ RER قدرة خاصة وإضافية لمعالجة بروتينات معينة تحتاجها الخلية. تحتوي الخلايا التي تنتج الكثير من البروتينات على أعداد كبيرة من الريبوسومات على RER.

غشاء ER هو استمرار للغشاء الخارجي للنواة. غشاء ER يربط أنابيب أو مقصورات مختلفة والنواة نفسها. ER الخام هو مصنع بروتين.

حيث يتخصص RER وريبوسوماته في تخليق ومعالجة البروتينات ، يُطلق على بقية ER الشبكة الإندوبلازمية الملساء (SER ، الذي لا يحتوي على ريبوسومات مرتبطة) ، ينتج الدهون والمواد الكيميائية الأخرى التي يحتاجها الجسم ، عن طريق الأنسجة التي توجد بها الخلايا وعن طريق الكائن الحي ككل.

تتمثل إحدى طرق تصور ER في سلسلة من المقصورات المسطحة والمغلقة المتصلة بواسطة فتحات صغيرة. فتحة في أحد الأطراف متصلة بالغشاء النووي الخارجي. تمنح الطيات المسطحة ER مساحة سطح كبيرة لتنفيذ أنشطة التخليق الكيميائي الخاصة بها ، و يسمح التوصيل البيني للمقصورات للمواد الكيميائية المنتجة بالتدفق بحرية إلى حيث سيتم استخدامها أو معالجتها أو تصدير.

تسمى الأجزاء المسطحة للشبكة الإندوبلازمية إنتفاخات، وجميعها محاطة تمامًا بغشاء خارجي واحد مطوي بشدة. داخل كل مقصورة هو الفضاء الحضري، ويتم توصيل الريبوسومات على السطح الخارجي لغشاء RER.

نظرًا لأن المقصورات عبارة عن أجزاء داخل الغشاء الفردي ، فهي مترابطة. يمكن للمواد الكيميائية التي يتم تصنيعها في جزء واحد أن تتدفق في جميع أنحاء ER والعودة إلى النواة. عندما الريبوسومات تنتج البروتينات ، يمكن للبروتينات أن تمر عبر غشاء ER إلى أحد الأجزاء وتهاجر إلى حيث تكون مطلوبة.

مثل المصنع ، تقوم ER بتصنيع ومعالجة المواد الكيميائية التي تحتاجها الخلية. توفر مساحة سطحها الكبيرة مساحة للتفاعلات الكيميائية ، كما أن الطيات التي تمتد إلى مناطق نائية من الخلية تجعلها مسارًا مثاليًا لتوزيع البروتينات والدهون.

يحصل على تعليماته من خلال رسول حمض الريبونوكليك (مرنا) من النواة التي تعمل على الريبوسومات. إذا أنتجت مواد كيميائية إضافية ، فيمكنها تخزينها في الصهاريج حتى الحاجة إليها.

مصنع ER له أقسام مختلفة. يعمل ER السلس على تصنيع المواد الكيميائية الخاصة به على غشاء ER نفسه بينما تكون وظيفة ER الخشنة هي معالجة البروتينات المطلوبة.

يحتوي RER على الريبوسومات التي يعمل كل منها كخطوط تجميع مصغرة لمنتجاتها. تعمل المواد الكيميائية الغشائية كأحواض تحميل للسماح لبروتينات الريبوسوم بالدخول إلى ER. تقبل الآليات الأخرى المواد الكيميائية التي تنتجها ER وتتعامل مع التوزيع إلى أجزاء أخرى من الخلية.

تستخدم غرفة الطوارئ نفسها بعض منتجات المصنع للنمو والإصلاح أو لتصنيع المزيد من الريبوسومات في النواة. يتم إرسال مواد كيميائية أخرى إلى الخلية لاستخدامها في نمو الخلايا ، انقسام الخلية وإصلاح أغشية الخلايا. لا تزال أجزاء أخرى من الجسم بحاجة إلى مواد كيميائية أخرى ، وترسلها الخلية الإلكترونية لتفرزها الخلية في الأنسجة المحيطة أو في نظام الدورة الدموية.

مثل أي مصنع ، تصنع ER بعض المنتجات بنفسها وتقوم بتسليم البعض الآخر. تظل بعض الريبوسومات مرتبطة بـ RER بينما البعض الآخر يتحرك بحرية في الخلية ولا يرتبط إلا بـ ER عندما ينتج بروتينات RER. يجب توفير اللبنات الأساسية للمنتج الكيميائي والطاقة المطلوبة ، ويجب شحن المنتج النهائي.

تتضمن الخطوات النموذجية لوظيفة ER الخشنة المناسبة ما يلي:

• تعيين الجينات: تقرر الخلية ما هو البروتين المطلوب وتعين الجينات المقابلة للحمض النووي للخلية للنسخ.
  
• النسخ الجيني: يتم نسخ الجينات المعينة على جزيئات الرنا المرسال.
• تسليم التعليمات: تخرج جزيئات الرنا المرسال من نواة والعثور على الريبوسومات التي يمكنها إنتاج البروتين المطلوب.
• الإنتاج الكيميائي: تلتصق الريبوسومات بـ RER وتستخدم المواد الخام من العصارة الخلوية الخلوية لإنتاج بروتين وفقًا للتعليمات المشفرة.
• التسليم الكيميائي: نظرًا لأن الريبوسوم يصنع البروتين ، يتم نقله إلى خزانات ER وإرساله إلى المكان المطلوب.

عندما تتلقى الريبوسومات تعليماتها من mRNA ، فإنها تأخذ موقعها على السطح الخارجي لـ RER وترسل البروتين المنتج إلى RER ليتم تخزينه أو تسليمه أو استخدامه.

ال حمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) الذي يحمل الشفرة الجينية الأصلية لا يمكنه مغادرة النواة وموجود داخل الغشاء النووي الداخلي. ينسخ mRNA الجينات اللازمة لإنتاج مواد كيميائية معينة. يمكن أن يخرج من النواة من خلال مسام خاصة في الغشاء النووي الداخلي ويمكنه بعد ذلك دخول العصارة الخلوية لتوصيل التعليمات المطلوبة.

إذا كانت التعليمات لبروتين RER ، فإن mRNA يرتبط بالريبوسوم. يتبع الريبوسوم التعليمات ويرفق بـ RER.

الحمض النووي للخلية هو حلزون مزدوج تقطعت به السبل احماض نووية. يتم تجميع جزيء mRNA وفقًا لتسلسل الأحماض الأمينية في أحد الخيوط. عندما يصل الرنا المرسال إلى الريبوسوم ، تسمح تعليمات الرنا المرسال بإعادة تكوين تسلسل الحمض الأميني للحمض النووي.

يمكن للريبوسوم أن يأخذ كتل بناء الأحماض الأمينية من العصارة الخلوية الخلوية ويجمعها بالتسلسل الصحيح لتشكيل بروتينات معقدة.

تتكون الريبوسومات نفسها من RNA الريبوسوم وبروتينات ريبوسوم خاصة. يقرأ جزء واحد من الريبوسوم تعليمات الرنا المرسال ، والجزء الثاني يبني سلاسل البروتين وفقًا لذلك.

تشارك الريبوسومات المرتبطة بالغشاء في تصنيع البروتينات المخصصة لـ ER وتقوم بتوجيه منتجاتها مباشرة عبر غشاء RER إلى صهاريج RER. يمكن أن تظل الريبوسومات التي تصنع بروتينات غير RER طافية وتطلق بروتيناتها في العصارة الخلوية الخلوية.

عندما يبدأ الريبوسوم العائم في إنتاج بروتين مخصص لـ RER ، فإنه يربط نفسه بموقع RER خاص يسمى a مترجم. تحتوي بروتينات RER على إشارة استهداف للسماح للريبوسوم بمعرفة إلى أين يذهب.

يخبر تسلسل بروتين خاص الريبوسوم أن البروتين الذي يصنعه مخصص للشبكة الإندوبلازمية. إنها تعلق نفسها بالتربلوكون ، وتنتج الكمية المطلوبة من البروتين ثم تنفصل وتبدأ في صنع بروتينات أخرى أو تبقى متصلة ولكنها غير نشطة.

عندما تنضم الريبوسومات إلى مصنع البروتين RER وتعمل كخطوط تجميع مصغرة ، فإن المنتجات الخارجة من الخطوط ليست جاهزة للاستخدام بعد. تعلق الريبوسومات بنفسها بالترانكونكون وتوليف البروتينات لـ RER بسبب الخاص تسلسل الإشارات التي تحتويها البروتينات. يزيل RER تسلسل الإشارات من البروتينات ويثنيها حتى يمكن تخزينها أو شحنها حسب الحاجة.

يحتاج ER إلى بعض البروتينات المنتجة لاستخدامه الخاص. يجب إصلاح غشاء ER وصيانته ، وقد تنمو الخلية وتحتاج إلى المزيد من مواد ER.

للاحتفاظ بالبروتين الذي تحتاجه ، تقوم ER بإرفاق تسلسل إشارات جديد يحدد البروتين كبروتين سيبقى داخل الصهاريج. وتسمى هذه الشبكة الإندوبلازمية البروتينات المقيمة، وهي تدعم وظيفة الشبكة الإندوبلازمية.

يتم الاحتفاظ بالبروتينات التي لا تحتاجها غرفة الطوارئ نفسها في الخزانات حتى يتم إرسالها إلى أحد الأماكن الثلاثة:

• النواة: يستمر الغشاء الخارجي ER باعتباره الغشاء الخارجي للنواة. هذا يعني أن هناك ارتباطًا وثيقًا ومستمرًا يسمح لبروتينات ER بسهولة الوصول إلى النواة.
• خارج الخلية: غالبًا ما تفرز الخلايا التي تحتوي على تخليق بروتين ER الفعال مواد لاستخدامها خارج الخلية.
  
• داخل الخلية: تحتاج الخلية نفسها إلى بعض البروتينات للنمو والإصلاح.

تحتاج النواة إلى الكثير من أنواع البروتينات المختلفة لنسخ الحمض النووي ، وصيانة الغشاء ، وانقسام الخلايا ، وخلق الريبوسوم. لديه وصول سهل وسريع إلى هذه البروتينات من خلال الارتباط بـ ER.

توجد بروتينات ER داخل الغشاء الخارجي المشترك ER / النواة ولكن خارج الغشاء النووي الداخلي. يمكن لبروتينات منتقاة أن تدخل النواة من خلال مسام خاصة في الغشاء الداخلي حيث تحتاجها النواة.

بينما تتمتع النواة بوصول مباشر إلى بروتينات ER بسبب ارتباط الغشاء الخارجي ، فإن بقية الخلية والأنسجة خارج الخلية تحتاج إلى آلية نقل لتوصيل المواد الكيميائية ER. إذا أطلقت ER المواد الكيميائية الخاصة بها في العصارة الخلوية ، فسوف تتفاعل مع مواد أخرى مثل الأكسجين وتفقد فعاليتها.

بدلاً من ذلك ، ترسل ER المواد الكيميائية الخاصة بها إلى بقية الخلية والأنسجة الأخرى في حاويات خاصة.

طورت ER طريقة لضمان وصول المواد الكيميائية التي تتم معالجتها وتخزينها في ER دون تغيير إلى وجهتها. الهدف المشترك لهذه المواد الكيميائية هو جهاز جولجي، يقع بالقرب من ER في سيتوبلازم الخلية. يأخذ جهاز Golgi المواد الكيميائية ER ويعالجها ، مضيفًا تسلسلات إشارات تحدد الأهداف والمواقع التي تحتاج إليها المواد الكيميائية.

هذا التوزيع للمواد الكيميائية يحدث في الداخل حويصلات شكلتها ER وجهاز جولجي.

على سبيل المثال ، بعد تصنيع البروتين بواسطة ريبوسوم مرتبط بـ RER ، تتم معالجته بشكل أكبر في ER ثم ينتقل إلى الشبكة الإندوبلازمية الملساء. يشكل ER الأملس جيبًا بغشاءه ، ويضع البروتين بالداخل ويفصل الحزمة عن ER كحويصلة مستقلة ومغلقة تمامًا.

تنتقل الحويصلة عادةً إلى جهاز جولجي حيث يتلقى البروتين علامة مع هدفه. إذا كانت هناك حاجة إلى البروتين داخل الخلية ، فإن الحويصلة تنقله إلى عضية أخرى مثل الميتوكوندريا أو أ الايسوسوم. يمكن أن تنضم الحويصلة إلى الغشاء الخارجي للعضية وتطلق البروتين داخل العضية.

إذا كانت هناك حاجة للبروتين خارج الخلية ، تنتقل الحويصلة إلى غشاء الخلية الخارجي ، وتنضم إلى الغشاء وتطلق البروتين في الخارج. التأثير هو أن الخلية تفرز البروتين في الأنسجة المحيطة.

في حين أن بعض الخلايا المتخصصة مثل خلايا الدم لا تحتوي على نواة أو ER ، فإن معظم الخلايا في الكائنات الحية المعقدة بحاجة إلى ER للتعامل مع معالجة بروتين RER والتوليف السلس للدهون ER الضروري للخلية نجاة.

بدائية النواة لا تحتوي الخلايا ، مثل البكتيريا ، على ER ، ولكنها تعمل على مستوى أبسط بكثير ، حيث يتم تصنيع المواد الكيميائية وإطلاقها في السيتوبلازم الخلوي العام. حقيقيات النوى تتطلب الخلايا ، مثل تلك الموجودة في الحيوانات ، وظائف ER المعقدة لتنفيذ عملياتها المتخصصة.