Itu retikulum endoplasma (ER) adalah organel sel yang terikat membran yang membrannya dilipat menjadi kompartemen datar. Itu retikulum endoplasma kasar (RER) adalah area khusus di mana: ribosom melekat pada lipatan permukaan, memberikan RE penampilan yang kasar.
Kehadiran ribosom menyediakan RER dengan kemampuan khusus dan tambahan untuk memproses protein spesifik yang dibutuhkan oleh sel. Sel yang menghasilkan banyak protein memiliki sejumlah besar ribosom pada RER.
Membran RE merupakan kelanjutan dari membran luar nukleus. Membran RE menghubungkan tubulus yang berbeda, atau kompartemen, dan nukleus itu sendiri. RE kasar adalah pabrik protein.
Di mana RER dan ribosomnya mengkhususkan diri dalam sintesis dan pemrosesan protein, sisa RE, disebut retikulum endoplasma halus (SER, yang tidak memiliki ribosom yang melekat), menghasilkan lipid dan bahan kimia lain yang dibutuhkan oleh tubuh, oleh jaringan di mana sel berada dan oleh organisme secara keseluruhan.
Struktur UGD Sangat Ideal untuk Sintesis Kimia
Salah satu cara memvisualisasikan UGD adalah sebagai serangkaian kompartemen tertutup yang rata yang dihubungkan oleh bukaan kecil. Sebuah lubang di salah satu ujungnya melekat pada membran inti luar. Lipatan yang diratakan memberikan RE area permukaan yang besar untuk melakukan aktivitas sintesis kimianya, dan interkoneksi kompartemen memungkinkan bahan kimia yang dihasilkan mengalir bebas ke tempat mereka akan digunakan, diproses atau diekspor.
Bagian retikulum endoplasma yang pipih disebut tangki air, dan semuanya benar-benar tertutup oleh membran luar tunggal yang sangat terlipat. Di dalam setiap kompartemen adalah ruang cisternal, dan ribosom melekat pada bagian luar membran RE.
Karena kompartemen adalah semua segmen di dalam membran tunggal, mereka saling berhubungan. Bahan kimia yang disintesis dalam satu kompartemen dapat mengalir ke seluruh RE dan kembali ke nukleus. Ketika ribosom menghasilkan protein, protein dapat melewati membran RE ke salah satu kompartemen dan bermigrasi ke tempat yang dibutuhkan.
Fungsi Retikulum Endoplasma Adalah Fungsi Pabrik Kimia
Seperti sebuah pabrik, RE memproduksi dan memproses bahan kimia yang dibutuhkan oleh sel. Area permukaannya yang besar menyediakan ruang untuk reaksi kimia, dan lipatan yang meluas ke area sel yang jauh menjadikannya jalur yang ideal untuk mendistribusikan protein dan lipid.
Ia mendapatkan instruksinya melalui asam ribonukleat utusan (mRNA) dari nukleus yang bekerja pada ribosom. Jika menghasilkan bahan kimia tambahan, ia dapat menyimpannya di dalam tangki sampai dibutuhkan.
Pabrik ER memiliki bagian yang berbeda. RE halus bekerja untuk mensintesis bahan kimianya pada membran RE itu sendiri sedangkan RE kasar berfungsi untuk memproses protein yang dibutuhkan.
RER memiliki ribosom yang masing-masing beroperasi sebagai jalur perakitan mini untuk produk mereka. Bahan kimia membran bertindak sebagai dok pemuatan untuk memungkinkan protein ribosom masuk ke UGD. Mekanisme lain menerima bahan kimia yang dihasilkan oleh RE dan menangani distribusi ke bagian lain dari sel.
Beberapa produk pabrik digunakan oleh RE itu sendiri untuk pertumbuhan dan perbaikan atau untuk memproduksi lebih banyak ribosom di dalam nukleus. Bahan kimia lainnya dikirim ke sel untuk digunakan untuk pertumbuhan sel, pembelahan sel dan perbaikan membran sel. Masih ada bahan kimia lain yang dibutuhkan oleh bagian tubuh yang lain, dan RE sel mengirimkannya untuk disekresikan oleh sel ke jaringan sekitarnya atau ke dalam sistem sirkulasi.
Pabrik ER Memiliki Operasi yang Rumit
Seperti pabrik mana pun, ER membuat beberapa produk sendiri dan mengirimkan yang lain. Beberapa ribosom tetap melekat pada RER sementara yang lain mengambang bebas di dalam sel dan hanya menempel pada RE ketika mereka menghasilkan protein RER. Blok bangunan untuk produk kimia dan energi yang dibutuhkan harus tersedia, dan produk akhir harus dikirim keluar.
Langkah-langkah khas untuk fungsi RE kasar yang tepat meliputi:
-
Penunjukan gen: Sel memutuskan protein apa yang dibutuhkan dan menunjuk gen yang sesuai dari DNA sel untuk disalin.
- Transkripsi gen: Gen yang ditunjuk ditranskripsi ke molekul mRNA.
- Pengiriman instruksi: Molekul mRNA keluar dari inti dan menemukan ribosom yang dapat menghasilkan protein yang dibutuhkan.
- Produksi kimia: Ribosom menempel pada RER dan menggunakan bahan mentah dari sitosol sel untuk menghasilkan protein sesuai dengan instruksi yang dikodekan.
- Pengiriman bahan kimia: Saat ribosom mensintesis protein, protein tersebut ditransfer ke sisterna RE dan dikirim ke tempat yang dibutuhkan.
Ketika ribosom menerima instruksi mereka dari mRNA, mereka mengambil posisi mereka di permukaan luar RER dan mengirim protein yang dihasilkan ke RER untuk disimpan, dikirim atau digunakan.
Transkripsi dan Pengiriman Kode Genetik
Itu asam deoksiribonukleat (DNA) yang memegang kode genetik asli tidak dapat meninggalkan nukleus dan terkandung di dalam membran nukleus bagian dalam. mRNA menyalin gen yang dibutuhkan untuk produksi bahan kimia tertentu. Itu dapat keluar dari nukleus melalui pori-pori khusus di membran nukleus bagian dalam dan kemudian dapat memasuki sitosol sel untuk memberikan instruksi yang diperlukan.
Jika instruksinya adalah untuk protein RER, mRNA berikatan dengan ribosom. Ribosom mengikuti instruksi dan menempel pada RER.
DNA sel adalah heliks untai ganda dari asam nukleat. Molekul mRNA dirakit sesuai dengan urutan asam amino di salah satu dari dua untai. Ketika mRNA mencapai ribosom, instruksi mRNA memungkinkan penciptaan kembali urutan asam amino DNA.
Ribosom dapat mengambil blok pembangun asam amino dari sitosol sel dan merakitnya dalam urutan yang benar untuk membentuk protein kompleks.
Ribosom Membangun Protein yang Dibutuhkan
Ribosom sendiri terdiri dari RNA ribosom dan protein ribosom khusus. Satu segmen ribosom membaca instruksi mRNA, dan segmen kedua membangun rantai protein yang sesuai.
Ribosom terikat membran terlibat dalam mensintesis protein yang ditujukan untuk RE dan menyalurkan produknya langsung melalui membran RER ke dalam sisterna RER. Ribosom yang memproduksi protein non-RER dapat tetap mengambang bebas dan melepaskan proteinnya ke dalam sitosol sel.
Ketika ribosom yang mengambang bebas mulai memproduksi protein yang dimaksudkan untuk RER, ia menempelkan dirinya ke situs RER khusus yang disebut translokon. Protein RER mengandung sinyal penargetan untuk memberi tahu ribosom ke mana harus pergi.
Urutan protein khusus memberi tahu ribosom bahwa protein yang disintesisnya dimaksudkan untuk retikulum endoplasma. Itu menempel pada translocon, menghasilkan jumlah protein yang dibutuhkan dan kemudian terlepas dan mulai membuat protein lain atau tetap menempel tetapi tidak aktif.
RER Memproses dan Menyimpan Protein yang Disintesis oleh Ribosom
Ketika ribosom bergabung dengan pabrik protein RER dan bertindak sebagai jalur perakitan mini, produk yang keluar dari jalur tersebut belum siap untuk digunakan. Ribosom menempel pada translocon dan mensintesis protein untuk RER karena urutan sinyal yang dikandung protein. RER menghilangkan urutan pensinyalan dari protein dan melipatnya sehingga dapat disimpan atau dikirim sesuai kebutuhan.
RE membutuhkan beberapa protein yang diproduksi untuk digunakan sendiri. Membran ER harus diperbaiki dan dipelihara, dan sel mungkin tumbuh dan membutuhkan lebih banyak bahan ER.
Untuk menyimpan protein yang dibutuhkan, ER menempelkan urutan sinyal baru yang menunjuk protein sebagai salah satu yang akan tetap berada di dalam sisterna. Ini disebut retikulum endoplasma protein penduduk, dan mereka mendukung fungsi retikulum endoplasma.
ER Mendistribusikan Protein yang Disintesis sesuai Kebutuhan
Protein yang tidak dibutuhkan oleh RE itu sendiri disimpan dalam sisterna sampai mereka dikirim ke salah satu dari tiga tempat:
- nukleus: Membran luar RE berlanjut sebagai membran luar nukleus. Ini berarti ada hubungan yang erat dan berkesinambungan yang memungkinkan protein ER mengakses nukleus dengan mudah.
-
Di luar sel: Sel dengan sintesis protein ER aktif sering mengeluarkan zat untuk digunakan di luar sel.
- Di dalam sel: Sel itu sendiri membutuhkan beberapa protein untuk pertumbuhan dan perbaikan.
Nukleus membutuhkan banyak jenis protein yang berbeda untuk penyalinan DNA, pemeliharaan membran, pembelahan sel dan pembuatan ribosom. Ia memiliki akses yang mudah dan cepat ke protein-protein ini melalui tautan ke UGD.
Protein ER hadir di dalam membran luar ER / nukleus umum tapi di luar membran inti dalam. Protein yang dipilih dapat memasuki nukleus melalui pori-pori khusus di membran dalam sesuai kebutuhan nukleus.
Sementara nukleus memiliki akses langsung ke protein ER karena tautan membran luar, sisa sel dan jaringan di luar sel memerlukan mekanisme transportasi untuk mengirimkan bahan kimia ER. Jika RE melepaskan bahan kimianya ke dalam sitosol, mereka akan bereaksi dengan zat lain seperti oksigen dan kehilangan efektivitasnya.
Sebaliknya, ER mengirimkan bahan kimianya ke seluruh sel dan jaringan lain dalam wadah khusus.
Vesikel Mendistribusikan Zat ER ke Tempat Yang Dibutuhkan
UGD telah mengembangkan metode untuk memastikan bahwa bahan kimia yang diproses dan disimpan di UGD tiba tanpa perubahan di tempat tujuan. Target umum untuk bahan kimia ini adalah Aparatus Golgi, terletak di dekat RE di sitoplasma sel. Aparatus Golgi mengambil bahan kimia ER dan memprosesnya lebih lanjut, menambahkan urutan sinyal yang mengidentifikasi target dan lokasi di mana bahan kimia dibutuhkan.
Distribusi bahan kimia ini terjadi di dalam vesikel dibentuk oleh RE dan aparatus Golgi.
Misalnya, setelah protein disintesis oleh ribosom yang melekat pada RE, selanjutnya diproses di RE dan kemudian bermigrasi ke retikulum endoplasma halus. RE halus membentuk kantong dengan membrannya, menempatkan protein di dalam dan melepaskan paket dari RE sebagai vesikel independen yang tertutup sepenuhnya.
Vesikel biasanya berjalan ke aparatus Golgi di mana protein menerima tag dengan targetnya. Jika protein dibutuhkan di dalam sel, vesikel mengirimkannya ke organel lain seperti mitokondria atau lisosom. Vesikel dapat bergabung dengan membran luar organel dan melepaskan protein di dalam organel.
Jika protein dibutuhkan di luar sel, vesikel bergerak ke membran sel luar, bergabung dengan membran dan melepaskan protein di luar. Efeknya adalah sel mengeluarkan protein ke jaringan sekitarnya.
Hanya Sel Primitif yang Dapat Bertahan Tanpa Retikulum Endoplasma
Sementara beberapa sel khusus seperti sel darah tidak memiliki nukleus atau RE, sebagian besar sel dalam organisme kompleks membutuhkan ER untuk menangani pemrosesan protein RER dan sintesis lipid ER halus yang penting untuk sel bertahan hidup.
prokariotik sel, seperti bakteri, tidak memiliki RE, tetapi berfungsi pada tingkat yang lebih sederhana, dengan bahan kimia yang disintesis dan dilepaskan di sitoplasma sel secara umum. Eukariotik sel, seperti yang ditemukan pada hewan, memerlukan fungsionalitas kompleks ER untuk melakukan operasi khusus mereka.