La retículo endoplásmico (ER) es un orgánulo celular unido a una membrana cuya membrana se pliega en compartimentos planos. La retículo endoplasmático rugoso (RER) es un área especializada en la que ribosomas están adheridos a los pliegues de la superficie, lo que le da a la sala de emergencias una apariencia rugosa.
La presencia de los ribosomas proporciona al RER una capacidad especial y adicional para procesar proteínas específicas que necesita la célula. Las células que producen muchas proteínas tienen una gran cantidad de ribosomas en el RER.
La membrana del RE es una continuación de la membrana externa del núcleo. La membrana del RE conecta diferentes túbulos o compartimentos y el núcleo mismo. El ER rugoso es una fábrica de proteínas.
Donde el RER y sus ribosomas se especializan en la síntesis y procesamiento de proteínas, el resto del ER, llamado retículo endoplasmático liso (SER, que no tiene ribosomas adheridos), produce lípidos y otras sustancias químicas que necesita el cuerpo, los tejidos en los que se encuentran las células y el organismo en general.
La estructura del ER es ideal para la síntesis química
Una forma de visualizar la sala de emergencias es como una serie de compartimentos cerrados y aplanados conectados por pequeñas aberturas. Una abertura en un extremo está unida a la membrana nuclear externa. Los pliegues aplanados le dan al RE una gran superficie sobre la cual llevar a cabo sus actividades de síntesis química, y la La interconexión de compartimentos permite que los productos químicos producidos fluyan libremente hacia donde serán utilizados, procesados o exportado.
Los compartimentos aplanados del retículo endoplásmico se denominan cisternas, y todos están completamente encerrados por la membrana exterior única y muy doblada. Dentro de cada compartimento está el espacio cisternal, y los ribosomas se unen al exterior de la membrana del RER.
Debido a que los compartimentos son todos segmentos dentro de una sola membrana, están interconectados. Las sustancias químicas que se sintetizan en un compartimento pueden fluir a través del ER y regresar al núcleo. Cuando el ribosomas producen proteínas, las proteínas pueden pasar a través de la membrana del ER a uno de los compartimentos y migrar a donde se necesitan.
La función del retículo endoplásmico es la de una fábrica química
Como una fábrica, la sala de emergencias fabrica y procesa los productos químicos que necesita la celda. Su gran superficie proporciona espacio para las reacciones químicas y los pliegues que se extienden hacia áreas remotas de la célula la convierten en una vía ideal para distribuir proteínas y lípidos.
Recibe sus instrucciones a través del ácido ribonucleico mensajero (ARNm) desde el núcleo actuando sobre los ribosomas. Si produce sustancias químicas adicionales, puede almacenarlas en las cisternas hasta que se necesiten.
La fábrica de ER tiene diferentes secciones. El RE suave trabaja para sintetizar sus químicos en la propia membrana del RE, mientras que la función del RE aproximada es procesar las proteínas requeridas.
El RER tiene los ribosomas y cada uno opera como líneas de ensamblaje en miniatura para sus productos. Los productos químicos de la membrana actúan como muelles de carga para permitir que las proteínas ribosómicas entren en el ER. Otros mecanismos aceptan los productos químicos producidos por el ER y manejan la distribución a otras partes de la célula.
Algunos de los productos de la fábrica son utilizados por la propia sala de emergencias para el crecimiento y reparación o para fabricar más ribosomas en el núcleo. Otras sustancias químicas se envían a la célula para su uso en el crecimiento celular. división celular y reparación de las membranas celulares. Otras partes del cuerpo necesitan otras sustancias químicas, y el RE de la célula las envía para que las secrete la célula al tejido circundante o al tejido circundante. sistema circulatorio.
La fábrica de ER tiene operaciones complicadas
Como cualquier fábrica, la sala de emergencias fabrica algunos productos por sí misma y recibe otros. Algunos ribosomas permanecen unidos al RER, mientras que otros flotan libremente en la célula y solo se adhieren al ER cuando producen proteínas RER. Los componentes básicos para el producto químico y la energía requerida deben estar disponibles, y el producto final debe enviarse.
Los pasos típicos para una función ER aproximada adecuada incluyen los siguientes:
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Designación del gen: La célula decide qué proteína se necesita y designa los genes correspondientes del ADN celular para copiar.
- Transcripción genética: Los genes designados se transcriben en moléculas de ARNm.
- Entrega de instrucciones: Las moléculas de ARNm salen del núcleo y encontrar ribosomas que puedan producir la proteína necesaria.
- Producción química: Los ribosomas se adhieren al RER y utilizan materias primas del citosol celular para producir una proteína de acuerdo con las instrucciones codificadas.
- Entrega de productos químicos: A medida que el ribosoma sintetiza la proteína, se transfiere a las cisternas del ER y se envía a donde se necesita.
Cuando los ribosomas reciben sus instrucciones del ARNm, toman su posición en la superficie exterior del RER y envían la proteína producida al RER para ser almacenada, entregada o utilizada.
Transcripción y entrega del código genético
La ácido desoxirribonucleico (ADN) que contiene el código genético original no puede salir del núcleo y está contenido dentro de la membrana nuclear interna. El ARNm copia los genes necesarios para la producción de sustancias químicas específicas. Puede salir del núcleo a través de poros especiales en la membrana nuclear interna y luego puede ingresar al citosol celular para entregar las instrucciones requeridas.
Si las instrucciones son para una proteína RER, el ARNm se une a un ribosoma. El ribosoma sigue las instrucciones y se adhiere al RER.
El ADN de la célula es una hélice bicatenaria de ácidos nucleicos. La molécula de ARNm se ensambla de acuerdo con la secuencia de aminoácidos en una de las dos cadenas. Cuando el ARNm llega al ribosoma, las instrucciones del ARNm permiten la recreación de la secuencia de aminoácidos del ADN.
El ribosoma puede tomar bloques de construcción de aminoácidos del citosol celular y ensamblarlos en la secuencia correcta para formar proteínas complejas.
Los ribosomas construyen las proteínas necesarias
Los propios ribosomas están formados por ARN ribosómico y proteínas ribosómicas especiales. Un segmento del ribosoma lee las instrucciones del ARNm y un segundo segmento construye las cadenas de proteínas en consecuencia.
Los ribosomas unidos a membrana se dedican a sintetizar proteínas designadas para el RE y canalizan su producto directamente a través de la membrana del RER hacia las cisternas del RER. Los ribosomas que fabrican proteínas no RER pueden permanecer flotando libremente y liberar sus proteínas en el citosol celular.
Cuando un ribosoma flotante comienza a producir una proteína destinada al RER, se adhiere a un sitio especial del RER llamado translocón. Las proteínas RER contienen una señal de orientación para que el ribosoma sepa a dónde ir.
Una secuencia de proteínas especial le dice al ribosoma que la proteína que está sintetizando está destinada al retículo endoplásmico. Se adhiere a un translocón, produce la cantidad requerida de proteína y luego se desprende y comienza a producir otras proteínas o permanece adherida pero inactiva.
El RER procesa y almacena las proteínas sintetizadas por los ribosomas
Cuando los ribosomas se unen a la fábrica de proteínas RER y actúan como líneas de ensamblaje en miniatura, los productos que salen de las líneas aún no están listos para su uso. Los ribosomas se unieron al translocón y sintetizaron las proteínas para el RER debido a la especial secuencia de señalización que contenían las proteínas. El RER elimina la secuencia de señalización de las proteínas y las pliega para que puedan almacenarse o enviarse según sea necesario.
El ER necesita algunas de las proteínas producidas para su propio uso. La membrana ER tiene que ser reparada y mantenida, y la célula puede estar creciendo y necesitar más material ER.
Para mantener una proteína que necesita, el ER adjunta una nueva secuencia de señalización que designa a la proteína como una que permanecerá dentro de las cisternas. Estos se denominan retículo endoplásmico. proteínas residentes, y apoyan la función del retículo endoplásmico.
El ER distribuye las proteínas sintetizadas según sea necesario
Las proteínas que no necesita el propio ER se guardan en las cisternas hasta que se envían a uno de estos tres lugares:
- El núcleo: La membrana externa del RE continúa como la membrana externa del núcleo. Esto significa que existe un vínculo estrecho y continuo que permite que las proteínas del ER accedan fácilmente al núcleo.
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Fuera de la celda: Las células con síntesis de proteína ER activa a menudo secretan sustancias para su uso fuera de la célula.
- Dentro de la celda: La propia célula necesita algunas proteínas para su crecimiento y reparación.
El núcleo necesita muchos tipos diferentes de proteínas para la copia de ADN, el mantenimiento de la membrana, la división celular y la creación de ribosomas. Tiene acceso fácil y rápido a estas proteínas a través del enlace al ER.
Las proteínas ER están presentes en el ER común / membrana externa del núcleo pero fuera del membrana nuclear interna. Las proteínas seleccionadas pueden ingresar al núcleo a través de poros especiales en la membrana interna, ya que el núcleo las necesita.
Si bien el núcleo tiene acceso directo a las proteínas del RE debido al enlace de la membrana externa, el resto de la célula y los tejidos fuera de la célula necesitan un mecanismo de transporte para administrar las sustancias químicas del RE. Si el ER liberara sus químicos en el citosol, reaccionarían con otras sustancias como el oxígeno y perderían su efectividad.
En cambio, la sala de emergencias envía sus productos químicos al resto de la célula y otros tejidos en contenedores especiales.
Las vesículas distribuyen las sustancias ER a donde se necesitan
La sala de emergencias ha desarrollado un método para garantizar que los productos químicos procesados y almacenados en la sala de emergencias lleguen sin cambios a su destino. Un objetivo común de estos productos químicos es el Aparato de Golgi, ubicado cerca del RE en el citoplasma celular. El aparato de Golgi toma las sustancias químicas ER y las procesa, agregando secuencias de señales que identifican los objetivos y ubicaciones donde se necesitan las sustancias químicas.
Esta distribución de productos químicos tiene lugar en el interior vesículas formado por el ER y el aparato de Golgi.
Por ejemplo, después de que un ribosoma unido al RER sintetiza una proteína, se procesa más en el RE y luego migra al retículo endoplásmico liso. El RE liso forma un bolsillo con su membrana, coloca la proteína dentro y separa el paquete del RE como una vesícula independiente y completamente cerrada.
La vesícula normalmente viaja al aparato de Golgi donde la proteína recibe una etiqueta con su objetivo. Si la proteína es necesaria dentro de la célula, la vesícula la entrega a otro orgánulo como el mitocondrias o un lisosoma. La vesícula puede unirse a la membrana externa del orgánulo y liberar la proteína dentro del orgánulo.
Si la proteína se necesita fuera de la célula, la vesícula viaja a la membrana celular externa, se une a la membrana y libera la proteína afuera. El efecto es que la célula secreta la proteína en el tejido circundante.
Solo las células primitivas pueden sobrevivir sin un retículo endoplásmico
Si bien algunas células especializadas, como las células sanguíneas, no tienen núcleo ni ER, la mayoría de las células en organismos complejos Necesita el ER para manejar el procesamiento de la proteína RER y la síntesis suave de lípidos del ER que son esenciales para la célula. supervivencia.
Procariota las células, como las bacterias, no tienen un RE, pero funcionan a un nivel mucho más simple, y las sustancias químicas se sintetizan y liberan en el citoplasma celular general. Eucariota Las células, como las que se encuentran en los animales, requieren la compleja funcionalidad del RE para llevar a cabo sus operaciones especializadas.
