Mis on endoplasma võrkkesta spetsialiseeritud piirkond?

The endoplasmaatiline retikulum (ER) on membraaniga seotud raku organell, mille membraan on kokku pandud lamedateks osadeks. The kare endoplasmaatiline retikulum (RER) on spetsialiseerunud ala, kus ribosoomid on kinnitatud pinnavoltidesse, andes ER-le kareda välimuse.

Ribosoomide olemasolu annab RER-ile erilise ja täiendava võime raku jaoks vajalike spetsiifiliste valkude töötlemiseks. Rakkudes, mis toodavad palju valke, on RER-is palju ribosoome.

ER-membraan on tuuma välismembraani jätk. ER-membraan ühendab erinevaid tuubuleid ehk kambreid ja tuuma ennast. Kare ER on valguvabrik.

Kui RER ja selle ribosoomid on spetsialiseerunud valkude sünteesile ja töötlemisele, siis ülejäänud ER, mida nimetatakse valkudeks sile endoplasmaatiline retikulum (SER, millel ei ole kinnitatud ribosoome), toodab lipiide ja muid kehale vajalikke kemikaale, kudede, milles rakud asuvad, ja kogu organismi jaoks.

Üks viis ER-i visualiseerimiseks on lamestatud suletud sektsioonide seeria, mis on ühendatud väikeste avadega. Ühes otsas olev ava on kinnitatud välise tuumamembraani külge. Lamestatud voldid annavad ER-ile suure pinna, millel oma keemilist sünteesi teha, ja sektsioonide ühendamine võimaldab toodetud kemikaalidel vabalt voolata sinna, kus neid kasutatakse, töödeldakse või kasutatakse eksporditud.

Endoplasmaatilise retikulumi lamestatud sektsioone nimetatakse tsisternaeja need kõik on täielikult ümbritsetud ühe, tugevalt volditud välismembraaniga. Igas kambris on tsisterniruumja ribosoomid on kinnitatud RER-i membraani välisküljele.

Kuna kambrid on kõik ühe membraani sees olevad segmendid, on need omavahel ühendatud. Ühes kambris sünteesitavad kemikaalid võivad voolata kogu ER-is ja tagasi tuuma. Kui ribosoomid valkude tootmiseks võivad valgud läbida ER-membraani ühte kambrisse ja migreeruda sinna, kus neid vaja on.

Sarnaselt tehasega valmistab ja töötleb ER rakule vajalikke kemikaale. Selle suur pind annab ruumi keemilistele reaktsioonidele ja raku kaugematesse piirkondadesse ulatuvad voldid muudavad selle ideaalseks teeks valkude ja lipiidide jaotamiseks.

Ta saab oma juhised läbi messenger ribonukleiinhape (mRNA) ribosoomidele mõjuvast tuumast. Kui see toodab täiendavaid kemikaale, võib ta neid säilitada tsisternaalides, kuni neid vajatakse.

ER tehases on erinevad sektsioonid. Sujuv ER töötab oma kemikaalide sünteesimisel ER-membraanil, samal ajal kui töötlemata ER-funktsioon on vajalike valkude töötlemine.

RER-il on ribosoomid, mis toimivad igaüks oma toodete miniatuursete koosteliinidena. Membraankemikaalid toimivad laadimisdokidena, et lubada ribosoomivalke ER-sse. Muud mehhanismid aktsepteerivad ER poolt toodetud kemikaale ja käitlevad jaotumist raku teistesse osadesse.

Mõnda tehase toodet kasutab ER ise kasvamiseks ja parandamiseks või tuumas rohkemate ribosoomide tootmiseks. Muud kemikaalid saadetakse rakku rakkude kasvuks, raku pooldumine ja rakumembraanide parandamine. Teised kehaosad vajavad veel muid kemikaale ja raku ER saadab need raku sekreteeritavaks ümbritsevasse koesse või vereringe.

Nagu iga tehas, valmistab ka ER mõningaid tooteid ise ja laseb teisi tarnida. Mõned ribosoomid jäävad RER-i külge kinnitatuks, teised aga hõljuvad rakus ja kinnituvad ER-ile ainult siis, kui nad toodavad RER-valke. Keemiatoodete ehitusmaterjalid ja vajalik energia peavad olema kättesaadavad ning lõpptoote väljasaatmine.

Korraliku töötlemata ER-funktsiooni tüüpilised sammud on järgmised:

• Geeni nimetus: Rakk otsustab, millist valku on vaja, ja määrab kopeerimiseks raku DNA vastavad geenid.
  
• Geeni transkriptsioon: Määratud geenid transkribeeritakse mRNA molekulidele.
• Juhiste edastamine: MRNA molekulid väljuvad tuum ja leidke ribosoomid, mis suudavad toota vajalikku valku.
• Keemiatootmine: Ribosoomid kinnituvad RER-ile ja kasutavad raku tsütosoolist saadud tooraineid valgu tootmiseks vastavalt kodeeritud juhistele.
• Kemikaalide kohaletoimetamine: Kuna ribosoom sünteesib valku, viiakse see ER tsisternaedesse ja saadetakse sinna, kus seda vaja on.

Kui ribosoomid saavad mRNA-lt juhised, võtavad nad oma positsiooni RER-i välispinnal ja saadavad toodetud valgu RER-i ladustamiseks, tarnimiseks või kasutamiseks.

The desoksüribonukleiinhape (DNA), millel on algne geneetiline kood, ei saa tuumast lahkuda ja asub sisemise tuumamembraani sees. MRNA kopeerib spetsiifiliste kemikaalide tootmiseks vajalikke geene. See võib tuumast väljuda sisemise tuumamembraani spetsiaalsete pooride kaudu ja seejärel siseneda raku tsütosooli, et anda vajalikke juhiseid.

Kui juhised on seotud RER-valguga, seondub mRNA ribosoomiga. Ribosoom järgib juhiseid ja kinnitub RER-ile.

Raku DNA on kaheahelaline spiraal nukleiinhapped. MRNA molekul on kokku pandud vastavalt kahele ahelale aminohapete järjestusele. Kui mRNA jõuab ribosoomi, võimaldavad mRNA juhised uuesti luua DNA aminohappejärjestuse.

Ribosoom võib raku tsütosoolist võtta aminohapete ehitusplokid ja ühendada need keeruliste valkude moodustamiseks õiges järjestuses.

Ribosoomid ise koosnevad ribosomaalsest RNA-st ja spetsiaalsetest ribosoomvalkudest. Ribosoomi üks segment loeb mRNA juhiseid ja teine ​​segment ehitab valguahelad vastavalt sellele.

Membraaniga seotud ribosoomid tegelevad ER jaoks tähistatud valkude sünteesimisega ja suunavad oma produkti otse läbi RER-membraani RER-tsisternaedesse. Ribosoomid, mis toodavad mitte-RER-valke, võivad jääda vabalt ujuvaks ja vabastada oma valgud raku tsütosooli.

Kui vabalt hõljuv ribosoom hakkab tootma RER-ile mõeldud valku, kinnitub see spetsiaalse RER-i saidi nimega translocon. RER-valgud sisaldavad sihtmärgi signaali, et ribosoom saaks teada, kuhu minna.

Spetsiaalne valgujärjestus ütleb ribosoomile, et selle sünteesitav valk on mõeldud endoplasmaatilise retikulumi jaoks. See kinnitub translokoonile, toodab vajaliku koguse valku ja seejärel kas eraldub ja hakkab teisi valke tootma või jääb kinnitatud, kuid passiivseks.

Kui ribosoomid liituvad RER-i valguvabrikuga ja toimivad miniatuursete koosteliinidena, ei ole liinidelt väljuvad tooted veel kasutamiseks valmis. Ribosoomid kinnitasid end translokooni külge ja sünteesisid RER-i jaoks valke erilise tõttu signaalimisjärjestus et valgud sisaldasid. RER eemaldab valkudest signaaljärjestuse ja voldib need kokku, et neid saaks vajadusel säilitada või tarnida.

ER vajab osa toodetud valke enda tarbeks. ER-membraani tuleb parandada ja hooldada ning rakk võib kasvada ja vajab rohkem ER-materjali.

Vajaliku valgu säilitamiseks lisab ER uue signaaljärjestuse, mis määrab valgu tsisterna sisse jäävaks. Neid nimetatakse endoplasmaatiliseks retikulumiks alalised valgudja nad toetavad endoplasmaatilise retikulumi funktsiooni.

Valke, mida ER ise ei vaja, hoitakse tsisternaalides, kuni need saadetakse ühte kolmest kohast:

• Tuum: ER välismembraan jätkub tuuma välismembraanina. See tähendab, et on olemas tihe ja pidev seos, mis võimaldab ER-valkudel hõlpsasti juurdepääsu tuumale.
• Lahtrist väljaspool: Aktiivse ER-valgusünteesiga rakud eritavad aineid sageli kasutamiseks väljaspool rakku.
  
• Lahtris: Rakk ise vajab kasvu ja taastumiseks mõnda valku.

Tuum vajab DNA kopeerimiseks, membraanide hooldamiseks, rakkude jagunemiseks ja ribosoomide loomiseks palju erinevaid valke. Sellel on nendele valkudele lihtne ja kiire juurdepääs läbi seose ER-iga.

ER-valgud esinevad ühine ER / tuuma välimine membraan kuid väljaspool sisemine tuumamembraan. Valitud valgud võivad siseneda tuuma sisemembraani spetsiaalsete pooride kaudu, kui tuum neid vajab.

Kui välisel membraanilülil on tuumal otsene juurdepääs ER-valkudele, vajavad ülejäänud rakud ja rakust väljaspool olevad koed ER-kemikaalide edastamiseks transpordimehhanismi. Kui ER vabastaks kemikaalid tsütosooli, reageeriksid nad teiste ainetega, näiteks hapnikuga, ja kaotaksid oma efektiivsuse.

Selle asemel saadab ER kemikaalid spetsiaalsetes anumates ülejäänud rakku ja muudesse kudedesse.

ER on välja töötanud meetodi selle tagamiseks, et kemikaalides töödeldud ja ladustatud kemikaalid jõuaksid muutumatuna sihtkohta. Nende kemikaalide ühine eesmärk on Golgi aparaat, mis asub ER lähedal raku tsütoplasmas. Golgi aparaat võtab sisse ER kemikaale ja töötleb neid edasi, lisades signaalijärjestusi, mis tuvastavad sihtmärgid ja kohad, kus kemikaale vaja on.

Selline kemikaalide jaotumine toimub sees vesiikulid moodustatud ER ja Golgi aparaadi poolt.

Näiteks pärast valgu sünteesimist RER-i külge kinnitatud ribosoomi abil töödeldakse seda edasi ER-is ja seejärel migreeritakse siledale endoplasmaatilisele retikulumile. Sile ER moodustab oma membraaniga tasku, asetab valgu sisse ja eraldab pakendi ER-st iseseisva, täielikult suletud vesiikulina.

Vesiikul liigub tavaliselt Golgi aparaati, kus valk saab märklaua oma sihtmärgiga. Kui valku on rakus vaja, toimetab vesiikul selle teise organelli, näiteks mitokondrid või a lüsosoom. Vesiikul võib liituda organelli välismembraaniga ja vabastada valgu organelli sees.

Kui valku on vaja väljaspool rakku, liigub vesiikul raku välimisse membraani, ühendab membraani ja vabastab valgu väljastpoolt. Selle tagajärjel sekreteerib rakk valgu ümbritsevasse koesse.

Kui mõnel spetsialiseeritud rakul, näiteks vererakkudel, pole ei tuuma ega ER-i, on enamik rakke keerulistes organismides vajavad raku jaoks hädavajalikku RER-valgu töötlemist ja sujuvat ER-lipiidide sünteesi ellujäämine.

Prokarüoot rakkudel, näiteks bakteritel, ei ole ER-i, kuid nad toimivad palju lihtsamal tasemel, kusjuures kemikaalid sünteesitakse ja vabanevad rakkude üldises tsütoplasmas. Eukarüoot rakud, näiteks loomadel leiduvad, vajavad oma spetsiaalsete toimingute tegemiseks ER-i keerukat funktsionaalsust.