Co je to specializovaná oblast endoplazmatického retikula?

The endoplazmatické retikulum (ER) je buněčná organela vázaná na membránu, jejíž membrána je složena do plochých oddílů. The hrubé endoplazmatické retikulum (RER) je specializovaná oblast, ve které ribozomy jsou připojeny k povrchovým záhybům, což dává ER drsný vzhled.

Přítomnost ribozomů poskytuje RER speciální a další schopnost zpracovávat specifické proteiny potřebné pro buňku. Buňky, které produkují mnoho bílkovin, mají na RER velké množství ribozomů.

ER membrána je pokračováním vnější membrány jádra. Membrána ER spojuje různé tubuly nebo oddíly a samotné jádro. Drsný ER je továrna na bílkoviny.

Tam, kde se RER a jeho ribozomy specializují na syntézu a zpracování proteinů, zbytek ER se nazývá hladké endoplazmatické retikulum (SER, který nemá připojené ribozomy), produkuje lipidy a další chemikálie potřebné pro tělo, pro tkáně, ve kterých jsou buňky umístěny, a pro celkový organismus.

Jedním ze způsobů vizualizace ER je řada zploštělých uzavřených oddílů spojených malými otvory. Otvor na jednom konci je připevněn k vnější jaderné membráně. Zploštělé záhyby dávají ER velkou plochu, na které může provádět své činnosti chemické syntézy, a propojení oddílů umožňuje vyráběným chemikáliím volně proudit tam, kde budou použity, zpracovány nebo exportováno.

Jsou nazývány zploštělé oddíly endoplazmatického retikula cisterny, a všechny jsou zcela uzavřeny jedinou silně složenou vnější membránou. Uvnitř každého oddílu je cisternový prostora ribozomy jsou připojeny na vnější straně membrány RER.

Protože oddíly jsou všechny segmenty uvnitř jediné membrány, jsou vzájemně propojeny. Chemikálie, které jsou syntetizovány v jednom kompartmentu, mohou proudit skrz ER a zpět do jádra. Když ribozomy produkují proteiny, mohou proteiny procházet membránou ER do jednoho z oddílů a migrovat tam, kde jsou potřeba.

Stejně jako továrna, ER vyrábí a zpracovává chemikálie, které buňka potřebuje. Jeho velký povrch poskytuje prostor pro chemické reakce a záhyby, které sahají do vzdálených oblastí buňky, z něj činí ideální cestu pro distribuci proteinů a lipidů.

Pokyny dostane prostřednictvím messenger ribonukleová kyselina (mRNA) z jádra působícího na ribozomy. Pokud produkuje další chemikálie, může je skladovat v cisternách, dokud je nepotřebujete.

Továrna ER má různé sekce. Hladký ER pracuje na syntéze svých chemických látek na samotné membráně ER, zatímco hlavní funkcí ER je zpracovávat požadované proteiny.

RER má ribozomy, z nichž každý funguje jako miniaturní montážní linky pro své výrobky. Membránové chemikálie fungují jako nakládací doky a umožňují ribozomové proteiny do ER. Jiné mechanismy přijímají chemikálie produkované ER a zajišťují distribuci do dalších částí buňky.

Některé z produktů továrny používá samotná ER k růstu a opravě nebo k výrobě více ribozomů v jádře. Do buňky jsou odesílány další chemikálie, které se používají pro růst buněk, buněčné dělení a oprava buněčných membrán. Další části těla potřebují ještě další chemikálie a buněčný ER je posílá ven, aby je vylučoval buňkou do okolní tkáně nebo do oběhový systém.

Jako každá továrna vyrábí ER některé produkty sám a jiné dodává. Některé ribozomy zůstávají připojené k RER, zatímco jiné volně plovoucí v buňce a k ER se připojují pouze tehdy, když produkují proteiny RER. Musí být k dispozici stavební kameny pro chemický produkt a požadovaná energie a konečný produkt musí být vyexpedován.

Typické kroky pro správnou hrubou funkci ER zahrnují následující:

• Genové označení: Buňka rozhodne, jaký protein je potřebný, a určí odpovídající geny buněčné DNA pro kopírování.
  
• Genová transkripce: Určené geny jsou transkribovány na molekuly mRNA.
• Dodání instrukce: Molekuly mRNA opouštějí jádro a najít ribozomy, které mohou produkovat potřebný protein.
• Chemická výroba: Ribosomy se připojují k RER a používají suroviny z buněčného cytosolu k produkci proteinu podle kódovaných pokynů.
• Dodávka chemikálií: Když ribosom syntetizuje protein, je přenesen do cisterna ER a je odeslán tam, kde je potřeba.

Když ribozomy dostanou pokyny od mRNA, zaujmou svou pozici na vnějším povrchu RER a pošlou produkovaný protein do RER, aby byly uloženy, dodány nebo použity.

The deoxyribonukleová kyselina (DNA), která obsahuje původní genetický kód, nemůže opustit jádro a je obsažena uvnitř vnitřní jaderné membrány. MRNA kopíruje geny potřebné pro produkci specifických chemikálií. Může opustit jádro speciálními póry ve vnitřní jaderné membráně a poté může vstoupit do buněčného cytosolu a předat požadované pokyny.

Pokud jsou pokyny pro protein RER, mRNA se váže na ribozom. Ribosom se řídí pokyny a připojuje se k RER.

DNA buňky je dvouvláknová spirála nukleové kyseliny. Molekula mRNA je sestavena podle aminokyselinové sekvence v jednom ze dvou řetězců. Když mRNA dosáhne ribozomu, instrukce mRNA umožňují opětovné vytvoření aminokyselinové sekvence DNA.

Ribosom může přijímat stavební bloky aminokyselin z buněčného cytosolu a sestavovat je ve správné sekvenci za vzniku komplexních proteinů.

Samotné ribozomy jsou tvořeny ribozomální RNA a speciálními ribozomálními proteiny. Jeden segment ribozomu čte instrukce mRNA a druhý segment podle toho vytváří proteinové řetězce.

Membránově vázané ribozomy se účastní syntézy proteinů určených pro ER a tryskají svůj produkt přímo přes membránu RER do cisterna RER. Ribozomy, které vyrábějí jiné než RER proteiny, mohou zůstat volně plovoucí a uvolňovat své proteiny do buněčného cytosolu.

Když volně plovoucí ribozom začne produkovat protein určený pro RER, naváže se na speciální místo RER zvané translocon. Proteiny RER obsahují směrovací signál, aby ribozom věděl, kam má jít.

Speciální proteinová sekvence říká ribozomu, že protein, který syntetizuje, je určen pro endoplazmatické retikulum. Naváže se na translocon, produkuje požadované množství bílkovin a pak se buď oddělí a začne vytvářet další bílkoviny, nebo zůstane navázaný, ale neaktivní.

Když se ribozomy připojí k továrně na bílkoviny RER a fungují jako miniaturní montážní linky, produkty přicházející z linek ještě nejsou připraveny k použití. Ribosomy se připojily k translokonu a syntetizovaly proteiny pro RER kvůli speciálnímu signální sekvence že bílkoviny obsahovaly. RER odstraní signální sekvenci z proteinů a složí je, aby je bylo možné podle potřeby uložit nebo odeslat.

ER potřebuje některé z produkovaných proteinů pro své vlastní použití. ER membrána musí být opravena a udržována a buňka může růst a bude potřebovat více ER materiálu.

Aby si uchoval protein, který potřebuje, ER připojí novou signální sekvenci označující protein jako protein, který zůstane uvnitř cisteren. Říká se jim endoplazmatické retikulum rezidentní proteinya podporují funkci endoplazmatického retikula.

Proteiny, které samotná ER nepotřebuje, jsou uchovávány v cisternach, dokud nejsou odeslány na jedno ze tří míst:

• Jádro: Vnější membrána ER pokračuje jako vnější membrána jádra. To znamená, že existuje pevná a souvislá vazba umožňující ER proteinům snadný přístup k jádru.
• Mimo celu: Buňky s aktivní syntézou proteinů ER často vylučují látky pro použití mimo buňku.
  
• V buňce: Samotná buňka potřebuje některé bílkoviny pro růst a opravu.

Jádro potřebuje mnoho různých druhů proteinů pro kopírování DNA, údržbu membrán, dělení buněk a tvorbu ribozomů. Má snadný a rychlý přístup k těmto proteinům prostřednictvím odkazu na ER.

ER proteiny jsou přítomny v společná vnější membrána ER / jádra ale mimo vnitřní jaderná membrána. Vybrané proteiny mohou vstoupit do jádra speciálními póry ve vnitřní membráně, protože to jádro potřebuje.

Zatímco jádro má přímý přístup k ER proteinům díky vnější membránové vazbě, zbytek buňky a tkáně mimo buňku potřebují transportní mechanismus pro dodávání ER chemikálií. Pokud by ER uvolnilo své chemikálie do cytosolu, reagovaly by s jinými látkami, jako je kyslík, a ztratily by svoji účinnost.

Místo toho ER odesílá své chemikálie do zbytku buňky a dalších tkání ve speciálních nádobách.

ER vyvinul metodu zajišťující, aby chemikálie zpracované a skladované v ER dorazily beze změny na místo určení. Společným cílem těchto chemikálií je Golgiho aparát, který se nachází v blízkosti ER v buněčné cytoplazmě. Přístroj Golgi přijímá chemikálie ER a dále je zpracovává a přidává signální sekvence, které identifikují cíle a místa, kde jsou chemikálie potřeba.

K této distribuci chemikálií dochází uvnitř vezikuly vytvořený ER a Golgiho aparátem.

Například poté, co je protein syntetizován ribozomem připojeným k RER, je dále zpracován v ER a poté migruje do hladkého endoplazmatického retikula. Hladký ER vytváří kapsu se svou membránou, umístí protein dovnitř a odpojí obal od ER jako nezávislý, plně uzavřený vezikul.

Vezikul typicky cestuje do Golgiho aparátu, kde protein obdrží značku se svým cílem. Pokud je protein v buňce potřebný, vezikul jej dopraví do jiné organely, jako je mitochondrie nebo a lysozom. Vezikul se může připojit k vnější membráně organely a uvolnit protein uvnitř organely.

Pokud je protein potřebný mimo buňku, vezikul cestuje do vnější buněčné membrány, připojí se k membráně a uvolní protein ven. Výsledkem je, že buňka vylučuje protein do okolní tkáně.

Zatímco některé specializované buňky, jako jsou krvinky, nemají ani jádro, ani ER, většina buněk ve složitých organismech potřebují ER, aby zvládly zpracování proteinů RER a hladkou syntézu lipidů ER, které jsou pro buňku nezbytné přežití.

Prokaryotický buňky, jako jsou bakterie, nemají ER, ale fungují na mnohem jednodušší úrovni, přičemž chemikálie jsou syntetizovány a uvolňovány v obecné buněčné cytoplazmě. Eukaryotický buňky, jako jsou buňky nalezené ve zvířatech, vyžadují pro provádění svých specializovaných operací komplexní funkčnost ER.