A endoplazmatikus retikulum (ER) egy membránhoz kötött sejtorganella, amelynek membránja lapos rekeszekre van hajtva. A durva endoplazmikus retikulum (RER) egy speciális terület, ahol riboszómák a felületi redőkhöz vannak rögzítve, durva megjelenést kölcsönözve az ER-nek.
A riboszómák jelenléte különleges és kiegészítő képességet biztosít az RER számára a sejt számára szükséges specifikus fehérjék feldolgozására. A sok fehérjét termelő sejtek nagy számban tartalmaznak riboszómákat az RER-en.
Az ER membrán a mag külső membránjának folytatása. Az ER membrán összeköti a különböző tubulusokat vagy rekeszeket, és magát a magot. A durva ER egy fehérjegyár.
Ahol az RER és riboszómái a fehérjék szintézisére és feldolgozására specializálódtak, az ER többi része, az úgynevezett sima endoplazmatikus retikulum (A SER, amely nem rendelkezik kötődő riboszómákkal), lipideket és egyéb vegyi anyagokat termel, amelyekre a testnek, a szövetekben, amelyekben a sejtek találhatók, és az egész szervezetnek szüksége van.
Az ER felépítése ideális a kémiai szintézishez
Az ER megjelenítésének egyik módja az, hogy kis nyílásokkal összekapcsolt lapított, zárt rekeszek sorozataként jelenik meg. Az egyik végén nyílás van rögzítve a külső magmembránhoz. A lapított redők nagy felületet adnak az ER-nek, ahol kémiai szintézisét el tudja végezni, és A rekeszek összekapcsolása lehetővé teszi az előállított vegyi anyagok szabad áramlását oda, ahol felhasználásra, feldolgozásra vagy felhasználásra kerül exportálták.
Az endoplazmatikus retikulum lapított rekeszeit nevezzük ciszternae, és mindegyiket teljesen elzárja az egyetlen, erősen hajtogatott külső membrán. Minden rekesz belsejében a ciszterna térés a riboszómák az RER membránjának külső oldalán vannak rögzítve.
Mivel a rekeszek mind az egyetlen membránon belüli szegmensek, összekapcsolódnak. Az egy rekeszben szintetizálódó vegyi anyagok az ER-ben és a sejtmagig visszafolyhatnak. Amikor az riboszómák fehérjéket termelnek, a fehérjék átjuthatnak az ER membránon az egyik rekeszbe, és oda vándorolhatnak, ahol szükség van rájuk.
Az endoplazmatikus retikulum funkció egy vegygyáré
A gyárhoz hasonlóan az ER gyártja és feldolgozza a sejt számára szükséges vegyszereket. Nagy felülete teret biztosít a kémiai reakcióknak, és a sejt távoli területeire nyúló redők ideális utat jelentenek a fehérjék és lipidek eloszlásához.
Az utasításait a hírvivő ribonukleinsav (mRNS) a riboszómákra ható magból. Ha extra vegyszereket termel, addig tárolhatja őket a ciszternákban, amíg szükség van rájuk.
Az ER gyárnak különböző szakaszai vannak. A sima ER azon dolgozik, hogy vegyi anyagait maga az ER membrán szintetizálja, míg a durva ER funkció a szükséges fehérjék feldolgozása.
A RER rendelkezik olyan riboszómákkal, amelyek mindegyike miniatűr szerelősorként működik termékeiknél. A membrán vegyi anyagok töltő dokkokként működnek, hogy beengedjék a riboszóma fehérjéket az ER-be. Más mechanizmusok elfogadják az ER által termelt vegyszereket és kezelik a sejt más részeire történő eloszlást.
A gyár egyes termékeit az ER maga használja fel növekedéshez és helyrehozáshoz, vagy további riboszómák előállításához a magban. Más vegyi anyagokat kiküldenek a sejtbe, hogy felhasználják a sejtek növekedésére, sejtosztódás és a sejtmembránok helyreállítása. Még más vegyi anyagokra van szükség a test más részein, és a sejt ER elküldi őket, hogy a sejt szekretálja a környező szövetbe vagy a sejtbe. keringési rendszer.
Az ER gyár bonyolult műveleteket hajt végre
Mint minden gyár, az ER is gyárt egyes termékeket, másokat leszállít. Egyes riboszómák a RER-hez kötődve maradnak, míg mások szabadon lebegnek a sejtben, és csak akkor kötődnek az ER-hez, amikor RER-fehérjéket termelnek. A vegyi termék építőköveinek és a szükséges energiának rendelkezésre kell állnia, és a végterméket ki kell szállítani.
A megfelelő durva ER funkció tipikus lépései a következők:
-
Génmegjelölés: A sejt eldönti, hogy milyen fehérjére van szükség, és kijelöli a sejt DNS megfelelő génjeit másolás céljából.
- Génátírás: A megjelölt géneket átírják az mRNS molekulákra.
- Utasítás kézbesítése: Az mRNS molekulák kilépnek a atommag és találjon riboszómákat, amelyek képesek előállítani a szükséges fehérjét.
- Vegyi termékek: A riboszómák kapcsolódnak az RER-hez, és a sejt citoszolból származó nyersanyagokat használnak a fehérje előállításához a kódolt utasítások szerint.
- Vegyszer szállítás: Amint a riboszóma szintetizálja a fehérjét, átkerül az ER ciszternákba, és oda kerül, ahol szükség van rá.
Amikor a riboszómák megkapják az utasításokat az mRNS-től, elfoglalják helyzetüket az RER külső felületén, és az előállított fehérjét elküldik az RER-be tárolásra, szállításra vagy felhasználásra.
A genetikai kód átírása és átadása
A dezoxiribonukleinsav (DNS), amely az eredeti genetikai kódot birtokolja, nem hagyhatja el a magot, és a belső magmembránban található. Az mRNS másolja a specifikus vegyi anyagok előállításához szükséges géneket. A belső maghártya speciális pórusain keresztül kiléphet a magból, majd beléphet a sejt citoszoljába a szükséges utasítások leadása érdekében.
Ha az utasítások RER fehérjére vonatkoznak, az mRNS egy riboszómához kötődik. A riboszóma követi az utasításokat és csatlakozik az RER-hez.
A sejt DNS-e a kettős szálú spirál nukleinsavak. Az mRNS-molekula az aminosav-szekvencia szerint áll össze a két szál egyikében. Amikor az mRNS eléri a riboszómát, az mRNS utasításai lehetővé teszik a DNS aminosav-szekvenciájának újjáalkotását.
A riboszóma aminosav építőelemeket vehet fel a sejt citoszoljából, és a megfelelő sorrendben össze tudja állítani őket komplex fehérjék képződéséhez.
A riboszómák felépítik a szükséges fehérjéket
Maguk a riboszómák riboszomális RNS-ből és speciális riboszomális fehérjékből állnak. A riboszóma egyik szegmense elolvassa az mRNS utasításait, egy második szegmens pedig ennek megfelelően építi fel a fehérje láncokat.
A membránhoz kötött riboszómák részt vesznek az ER számára kijelölt fehérjék szintetizálásában, és terméküket egyenesen az RER membránon keresztül juttatják a RER ciszternae-kba. A nem RER fehérjéket előállító riboszómák szabadon lebeghetnek és fehérjeiket a sejt citoszoljába engedhetik.
Amikor egy szabadon lebegő riboszóma elkezd termelni egy RER-nek szánt fehérjét, egy speciális RER-helyhez kapcsolódik, amelyet translocon. A RER fehérjék tartalmaznak egy célzási jelet, hogy a riboszóma tudassa, merre kell menni.
Egy speciális fehérjeszekvencia megmondja a riboszómának, hogy az általa szintetizált fehérje az endoplazmatikus retikulumra vonatkozik. Csatlakozik egy transloconhoz, előállítja a szükséges mennyiségű fehérjét, majd vagy leválik és elkezd más fehérjéket termelni, vagy kötődve marad, de inaktív.
A RER feldolgozza és tárolja a riboszómák által szintetizált fehérjéket
Amikor a riboszómák csatlakoznak a RER fehérjegyárhoz, és miniatűr szerelőszalagként működnek, a vonalakról leszálló termékek még nem állnak készen a használatra. A riboszómák rögzítették magukat a transzlokonhoz, és a speciális miatt szintetizálták a fehérjéket az RER számára jelzőszekvencia hogy a fehérjék tartalmazzák. Az RER eltávolítja a jelzőszekvenciát a fehérjékből és összehajtja őket, hogy szükség szerint tárolhatók vagy szállíthatók legyenek.
Az ER-nek szüksége van néhány előállított fehérjére saját felhasználására. Az ER membránt meg kell javítani és karbantartani, és a sejt növekedhet, és több ER anyagra van szüksége.
Annak érdekében, hogy megmaradjon egy fehérje, amelyre szüksége van, az ER új szignálszekvenciát csatol, amely a fehérjét a ciszterna belsejében marad. Ezeket endoplazmatikus retikulumnak nevezzük rezidens fehérjék, és támogatják az endoplazmatikus retikulum funkciót.
Az ER szükség szerint elosztja a szintetizált fehérjéket
A magának az ER-nek nem szükséges fehérjéket mindaddig a ciszternae-ban tartják, amíg a három hely egyikére el nem küldik őket:
- A mag: Az ER külső membrán a mag külső membránjaként folytatódik. Ez azt jelenti, hogy szoros és folyamatos kapcsolat van, amely lehetővé teszi az ER fehérjék könnyű hozzáférését a maghoz.
-
A cellán kívül: Az aktív ER fehérjeszintézissel rendelkező sejtek gyakran szekretálnak anyagokat a sejten kívüli felhasználásra.
- A cellán belül: Magának a sejtnek szüksége van néhány fehérjére a növekedéshez és helyrehozáshoz.
A magnak sokféle fehérjére van szüksége a DNS másolásához, a membrán fenntartásához, a sejtosztódáshoz és a riboszóma létrehozásához. Könnyű és gyors hozzáférés ezekhez a fehérjékhez az ER-hez való kapcsolódás révén.
Az ER fehérjék a közös ER / mag külső membrán de azon kívül belső magmembrán. A kiválasztott fehérjék a belső membrán speciális pórusain keresztül juthatnak be a sejtmagba, amikor a magnak szüksége van rájuk.
Míg a magnak közvetlen hozzáférése van az ER fehérjékhez a külső membrán összeköttetés miatt, a sejt többi részének és a sejten kívüli szöveteknek transzport mechanizmusra van szükségük az ER vegyi anyagok szállításához. Ha az ER felszabadítja vegyi anyagait a citoszolba, azok más anyagokkal, például oxigénnel reagálnak, és elveszítik hatékonyságukat.
Ehelyett az ER speciális konténerekben küldi a vegyi anyagokat a sejt többi részébe és más szövetekbe.
A vezikulák szétosztják az ER anyagokat ott, ahol szükség van rájuk
Az ER kifejlesztett egy módszert annak biztosítására, hogy az ER-ben feldolgozott és tárolt vegyi anyagok változatlanul megérkezzenek rendeltetési helyükre. E vegyi anyagok közös célpontja a Golgi-készülék, az ER közelében helyezkedik el a sejt citoplazmájában. A Golgi-készülék veszi be az ER vegyi anyagokat és tovább dolgozza fel azokat, olyan jelszekvenciákat adva hozzá, amelyek azonosítják azokat a célpontokat és helyeket, ahol a vegyszerekre szükség van.
Ez a vegyi anyagok eloszlása belül zajlik vezikulák az ER és a Golgi-apparátus alkotta.
Például, miután egy fehérjét egy RER-hez kapcsolódó riboszóma szintetizál, azt tovább feldolgozzák az ER-ben, majd a sima endoplazmatikus retikulumba vándorolnak. A sima ER a membránjával egy zsebet képez, belehelyezi a fehérjét, és független, teljesen zárt vezikulaként leválasztja a csomagot az ER-ről.
A vezikulum tipikusan a Golgi-készülékhez utazik, ahol a fehérje egy címkét kap a céljával. Ha a fehérjére szükség van a sejtben, a vezikulum egy másik organellába juttatja, például a mitokondrium vagy a lizoszóma. A vezikulum csatlakozhat az organella külső membránjához, és felszabadíthatja a fehérjét az organelle belsejében.
Ha a fehérjére a sejten kívül van szükség, a vezikulum a külső sejtmembránhoz jut, csatlakozik a membránhoz, és szabadon engedi a fehérjét. Ennek hatása az, hogy a sejt kiválasztja a fehérjét a környező szövetbe.
Csak az őssejtek képesek túlélni endoplazmatikus retikulum nélkül
Míg egyes speciális sejtekben, például a vérsejtekben nincs sem sejtmag, sem ER, a legtöbb sejt összetett organizmusokban található szükség van az ER-re a sejtek szempontjából nélkülözhetetlen RER fehérjefeldolgozás és a sima ER lipidszintézis érdekében túlélés.
Prokarióta a sejteknek, például a baktériumoknak nincs ER-je, de sokkal egyszerűbb szinten működnek, a vegyi anyagok szintetizálódnak és felszabadulnak az általános sejt-citoplazmában. Eukarióta a sejtek, mint például az állatokban találhatók, speciális műveleteik elvégzéséhez az ER komplex funkcionalitását igénylik.