Οι πρωτεΐνες είναι σε μεγάλο βαθμό υπεύθυνες για τη δομή και τη λειτουργία ενός οργανισμού. Όπως γνωρίζουμε, το DNA κωδικοποιεί οδηγίες για τον τρόπο παρασκευής ορισμένων πρωτεϊνών. Ένας κλώνος RNA χρησιμεύει ως πρότυπο οδηγιών για τη δημιουργία της πρωτεΐνης σε ένα ριβόσωμα. Η πρωτεϊνική σύνθεση στο ριβόσωμα μπορεί να λάβει χώρα στο κυτταρόπλασμα ή σε ένα οργανικό που ονομάζεται ενδοπλασματικό δίκτυο.
Σε οργανισμούς με οργανωμένο πυρήνα, γνωστό ως ευκαρυωτικό, το ενδοπλασματικό δίκτυο και τα ριβοσώματα παίζουν σημαντικό ρόλο στη σύνθεση πρωτεϊνών. Συγκεκριμένα, είναι το τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο, όχι το ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο, που συμμετέχει στο χρονοδιάγραμμα σύνθεσης πρωτεϊνών.
Το σημείο προσκόλλησης μεταξύ ενός ριβοσώματος και του ER είναι ένας εξελιγμένος πόρος γνωστός ως translocon. Είναι καθήκον του translocon να αρπάξει ριβοσώματα και να επιτρέψει στις νεοσυσταθείσες πρωτεΐνες να μπουν στο ER
Ορισμός του ενδοπλασματικού ρήματος
Το ER είναι ένα σύνολο σωλήνων και σάκων, που ονομάζονται στέρνες, που περικλείονται σε ένα δίκτυο μεμβρανών. Το ER εκτείνεται από την εξωτερική επιφάνεια της πυρηνικής μεμβράνης στο σώμα του κυττάρου. Το Rough ER είναι ένας ξενιστής για ριβοσώματα που συνδέονται συνεχώς και αποκολλούνται από την επιφάνεια του ER. Ουσιαστικά, το ενδοπλασματικό δίκτυο και τα ριβοσώματα συνεργάζονται για τη σύνθεση πρωτεϊνών και τη μεταφορά τους στον τελικό προορισμό τους.
Η κύρια λειτουργία του τραχού ER είναι να βοηθά στη δημιουργία και αποθήκευση πρωτεϊνών, ενώ τα λεία ER αποθηκεύουν λιπίδια, έναν τύπο λίπους. Ολόκληρος ο λόγος για τον οποίο ονομάζεται "τραχύ" είναι επειδή τα ριβοσώματα που προσκολλώνται σε αυτό του δίνουν μια "ανώμαλη" ή "τραχιά" εμφάνιση.
Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τη δομή και τη λειτουργία του ενδοπλασματικού δικτύου (με διάγραμμα).
Πολλές από τις πρωτεΐνες που δημιουργούνται από τα συνδεδεμένα ριβοσώματα περνούν στο τραχύ ER και μετά ταξιδεύουν σε άλλα μέρη του κελιού είτε για χρήση, αποθήκευση ή μεταφορά από το κελί σε άλλο μέρος του οργανισμός.
Το ριβόσωμα
Τα ριβοσώματα αποτελούνται από ριβοσωματικό RNA και πρωτεΐνες. Κατασκευάζονται στον πυρήνα των κυττάρων σε δύο τύπους υπομονάδων, τη μεγάλη και τη μικρή. Οι υπομονάδες μεταφέρονται στο κυτταρικό σώμα, όπου επιπλέουν ελεύθερα στο κυτόπλασμα ή προσκολλώνται στο τραχύ ER.
Τα ριβοσώματα διαβάζουν κλώνους του αγγελιοφόρου RNA (mRNA) και συνδέουν τις αντίστοιχες μονάδες του RNA μεταφοράς (tRNA) στο τμήμα που διαβάζεται σήμερα. Το ριβόσωμα και τα σχετικά ένζυμα μεταφέρουν ένα αμινοξύ από το RNA μεταφοράς σε ένα επιμήκη μήκος πρωτεΐνης σε μια διαδικασία που ονομάζεται μετάφραση.
Διαβάστε περισσότερα για τη δομή και τη λειτουργία των ριβοσωμάτων στα ευκαρυωτικά και τα προκαρυωτικά.
Το Translocon
Τα translocons είναι μικροί σταθμοί σύνδεσης στην τραχιά επιφάνεια ER που κλειδώνουν στα ριβοσώματα. Όταν ένα ριβοσώμα αρχίζει να παράγει πρωτεΐνες, το translocon ανοίγει αρκετά ώστε η πρωτεΐνη που δημιουργήθηκε πρόσφατα να τροφοδοτήσει τον πόρο του ενδοπλασματικού δικτύου. Η νέα πρωτεΐνη περνά στον πόρο σε γραμμική ή ελικοειδή μορφή, επειδή ο πόρος είναι πολύ μικρός για να επιτρέψει σε μια διπλωμένη πρωτεΐνη να περάσει μέσα. Ο πόρος του translocon ανοίγει μόνο αν αναγνωρίζει μια ειδική ακολουθία αμινοξέων που χρησιμοποιούν τα ριβοσώματα για να ξεκινήσουν μια νέα πρωτεΐνη.
Η μοίρα των πρωτεϊνών
Το translocon ελέγχει εάν η νέα πρωτεΐνη θα ενσωματωθεί στη μεμβράνη του πλάσματος ή θα αποθηκευτεί σε διαλυτή μορφή εντός του ER. Οι πρωτεΐνες που εισέρχονται στα στενά όρια των μεμβρανών ER κάμπτονται και διπλώνονται στα χαρακτηριστικά τελικά σχήματα τους. Αυτά τα σχήματα προκύπτουν εν μέρει από ατομικούς δεσμούς μεταξύ διαφορετικών τμημάτων του μορίου πρωτεΐνης.
Το ER εκτελεί «ποιοτικό έλεγχο» μεταφέροντας μη φυσιολογικές ή παραμορφωμένες πρωτεΐνες πίσω στο κυτταρικό σώμα όπου ανακυκλώνονται. Οι αποθηκευμένες πρωτεΐνες ταξιδεύουν σε ένα άλλο οργανικό κύτταρο, που ονομάζεται συσκευή Golgi, και τελικά βγαίνουν από το κύτταρο μέσω ενός κυστιδίου. Όταν το ριβοσώμα ολοκληρώσει τη σύνθεση μιας πρωτεΐνης, το μετατόνιο εκτοξεύει το ριβόσωμα και βάζει τον πόρο μέχρι να πρέπει να συντεθεί μια άλλη πρωτεΐνη.