מהו אזור מתמחה ברשתית האנדופלזמית?

ה רשתית אנדופלזמית (ER) הוא אברון תאים הקשור לקרום שממברנתו מקופלת לתאים שטוחים. ה רשתית אנדופלזמית גסה (RER) הוא תחום מיוחד בו ריבוזומים מחוברים לקפלי המשטח, מה שמקנה למיון מראה מחוספס.

נוכחותם של הריבוזומים מספקת ל- RER יכולת מיוחדת ונוספת לעבד חלבונים ספציפיים הדרושים לתא. לתאים המייצרים הרבה חלבונים יש מספר גדול של ריבוזומים ב- RER.

קרום ה- ER הוא המשך של הקרום החיצוני של הגרעין. קרום ה- ER מחבר צינורות שונים, או תאים, ואת הגרעין עצמו. ה- ER הגס הוא מפעל חלבונים.

כאשר ה- RER והריבוזומים שלו מתמחים בסינתזה ובעיבוד של חלבונים, שאר ה- ER, הנקרא רשתית אנדופלזמית חלקה (SER, שאין בו ריבוזומים מחוברים), מייצר שומנים וכימיקלים אחרים הדרושים לגוף, על ידי הרקמות בהן נמצאים התאים ועל ידי האורגניזם הכללי.

אחת הדרכים לדמיין את ה- ER היא כסדרה של תאים שטוחים וסגורים המחוברים בפתחים קטנים. פתח בקצה אחד מחובר לקרום הגרעין החיצוני. הקפלים המשטוחים נותנים למיון שטח פנים גדול שעליו ניתן לבצע את פעילויות הסינתזה הכימית שלו חיבור בין תאים מאפשר לחומרים הכימיים המיוצרים לזרום בחופשיות למקום בו ישמשו אותם, יעובדו או מְיוּצָא.

מכנים את התאים המשטוחים של הרטיקולום האנדופלזמי מיכלי מים, וכולם סגורים לחלוטין על ידי הממברנה החיצונית המקופלת בכבדות. בתוך כל תא נמצא ה- מרחב ציסטרי, והריבוזומים מחוברים בחלק החיצוני של הקרום של ה- RER.

מכיוון שהתאים הם כולם קטעים בתוך הקרום היחיד, הם קשורים זה בזה. כימיקלים המסונתזים בתא אחד יכולים לזרום ברחבי המיון ולחזור לגרעין. כאשר ריבוזומים לייצר חלבונים, החלבונים יכולים לעבור דרך קרום ה- ER לאחד התאים ולנדוד למקום בו הם נדרשים.

כמו מפעל, ה- ER מייצר ומעבד את הכימיקלים הדרושים לתא. שטח הפנים הגדול שלו מספק מקום לתגובות הכימיות, והקיפולים המשתרעים לאזורים מרוחקים בתא הופכים אותו למסלול אידיאלי להפצת חלבונים ושומנים.

זה מקבל את הוראותיו דרך שליח חומצה ריבונוקלאית (mRNA) מהגרעין הפועל על הריבוזומים. אם הוא מייצר כימיקלים נוספים, הוא יכול לאחסן אותם בבורות המים עד שהם נדרשים.

במפעל ER יש קטעים שונים. ה- ER החלק פועל לסינתזת הכימיקלים שלו על קרום ה- ER עצמו, בעוד שתפקיד ה- ER הגס הוא עיבוד החלבונים הנדרשים.

ל- RER יש את הריבוזומים שכל אחד מהם פועל כקווי הרכבה זעירים עבור המוצרים שלהם. כימיקלים ממברנה משמשים כעגנות העמסה כדי לאפשר לחלבוני הריבוזום לחדר המיון. מנגנונים אחרים מקבלים את הכימיקלים המיוצרים על ידי ה- ER ומטפלים בהפצה לחלקים אחרים של התא.

חלק ממוצרי המפעל משמשים את ה- ER עצמו לצמיחה ותיקון או לייצור ריבוזומים נוספים בגרעין. כימיקלים אחרים נשלחים לתא לשימוש לצמיחת תאים, חלוקת תא ותיקון קרומי התא. חלקים אחרים בגוף זקוקים לכימיקלים אחרים, ומיון המוח של התא שולח אותם להפרשה על ידי התא לרקמה הסובבת או אל תוך מערכת דם.

כמו כל מפעל, ה- ER מייצר כמה מוצרים בעצמו ומספק אחרים. חלק מהריבוזומים נותרים מחוברים ל- RER בעוד שאחרים צפים חופשיים בתא ונצמדים ל- ER רק כאשר הם מייצרים חלבוני RER. אבני הבניין של המוצר הכימי והאנרגיה הנדרשת צריכים להיות זמינים, ויש לשלוח את המוצר הסופי.

הצעדים האופייניים לתפקוד תקין של ER ER כוללים:

• ייעוד גנים: התא מחליט איזה חלבון יש צורך ומייעד את הגנים המתאימים של ה- DNA התא להעתקה.
  
• תעתיק גנים: הגנים המיועדים מועתקים על מולקולות mRNA.
• משלוח הוראות: מולקולות ה- mRNA יוצאות מה- גַרעִין ולמצוא ריבוזומים שיכולים לייצר את החלבון הדרוש.
• ייצור כימי: הריבוזומים מתחברים ל- RER ומשתמשים בחומרי גלם מציטוזול התא כדי לייצר חלבון על פי ההוראות המקודדות.
• אספקה ​​כימית: כאשר הריבוזום מסנתז את החלבון, הוא מועבר לבורות מיון ER ונשלח למקום בו הוא נחוץ.

כאשר הריבוזומים מקבלים את הוראותיהם מ- mRNA, הם תופסים את עמדתם על פני השטח החיצוניים של ה- RER ושולחים את החלבון המיוצר ל- RER לאחסון, מסירה או שימוש.

ה חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA) המחזיק את הקוד הגנטי המקורי אינו יכול לעזוב את הגרעין ונמצא בתוך הממברנה הגרעינית הפנימית. ה- mRNA מעתיק את הגנים הדרושים לייצור כימיקלים ספציפיים. הוא יכול לצאת מהגרעין דרך נקבוביות מיוחדות בקרום הגרעין הפנימי ואז יכול להיכנס לציטוזול התא כדי לספק את ההוראות הנדרשות.

אם ההוראות מיועדות לחלבון RER, ה- mRNA נקשר לריבוזום. הריבוזום עוקב אחר ההוראות ומתחבר ל- RER.

ה- DNA של התא הוא סליל כפול גדילי של חומצות גרעין. מולקולת ה- mRNA מורכבת על פי רצף חומצות האמינו באחד משני הגדילים. כאשר ה- mRNA מגיע לריבוזום, הוראות ה- mRNA מאפשרות ליצור מחדש את רצף חומצות האמינו של ה- DNA.

הריבוזום יכול לקחת אבני בניין של חומצות אמינו מציטוזול התא ולהרכיב אותן ברצף הנכון ליצירת חלבונים מורכבים.

הריבוזומים עצמם מורכבים מ- RNA ריבוזומלי וחלבונים מיוחדים של הריבוזומים. קטע אחד של הריבוזום קורא את הוראות ה- mRNA, וקטע שני בונה את שרשראות החלבון בהתאם.

ריבוזומים הקשורים לממברנה עוסקים בסינתזת חלבונים המיועדים למיון ומשפכים את תוצרתם היישר דרך קרום ה- RER לבורות ה- RER. ריבוזומים המייצרים חלבונים שאינם RER יכולים להישאר צפים חופשיים ולשחרר את החלבונים שלהם לציטוזול התא.

כאשר ריבוזום צף חופשי מתחיל לייצר חלבון המיועד ל- RER, הוא מתחבר לאתר RER מיוחד הנקרא טרנסלוקון. חלבוני ה- RER מכילים אות מיקוד כדי ליידע את הריבוזום לאן ללכת.

רצף חלבונים מיוחד אומר לריבוזום שהחלבון שהוא מסנתז מיועד לרטיקולום האנדופלזמי. הוא מתחבר לטרנסלוקון, מייצר את כמות החלבון הנדרשת ואז מתנתק ומתחיל לייצר חלבונים אחרים או נשאר מחובר אך לא פעיל.

כאשר הריבוזומים מצטרפים למפעל החלבונים RER ומשמשים כקווי הרכבה מיניאטוריים, המוצרים שיורדים מהקווים עדיין אינם מוכנים לשימוש. הריבוזומים התחברו לטרנסלוקון וסינתזו את החלבונים ל- RER בגלל המיוחד רצף איתות שהחלבונים הכילו. ה- RER מסיר את רצף האיתות מהחלבונים ומקפל אותם כך שאפשר לאחסן אותם או לשלוח אותם לפי הצורך.

ה- ER זקוק לחלק מהחלבונים המיוצרים לשימוש עצמי. יש לתקן ולתחזק את קרום ה- ER והתא עשוי לגדול וזקוק לחומר מיון נוסף.

כדי לשמור על חלבון שהוא זקוק לו, ה- ER מצרף רצף איתות חדש שמציין את החלבון ככזה שיישאר בתוך מיכלי המים. אלה נקראים רטיקולום אנדופלזמי חלבונים תושבים, והם תומכים בתפקוד הרטיקולום האנדופלזמי.

חלבונים שאינם נדרשים למיון עצמו נשמרים בבורות המים עד שהם נשלחים לאחד משלושה מקומות:

• הגרעין: הקרום החיצוני של ה- ER ממשיך כקרום החיצוני של הגרעין. המשמעות היא שיש קשר הדוק ורציף המאפשר לחלבוני ER גישה נוחה לגרעין.
• מחוץ לתא: תאים עם סינתזת חלבון פעילה של ER מפרישים לעיתים קרובות חומרים לשימוש מחוץ לתא.
  
• בתוך התא: התא עצמו זקוק לכמה חלבונים לצורך צמיחה ותיקון.

הגרעין זקוק להרבה סוגים שונים של חלבונים לצורך העתקת DNA, תחזוקת קרום, חלוקת תאים ויצירת ריבוזום. יש לו גישה קלה ומהירה לחלבונים אלה דרך הקישור למיון.

חלבוני ה- ER נמצאים בתוך ה- ER / קרום חיצוני משותף אבל מחוץ ל קרום גרעיני פנימי. חלבונים נבחרים יכולים להיכנס לגרעין דרך נקבוביות מיוחדות בקרום הפנימי ככל שהגרעין זקוק להם.

בעוד שלגרעין יש גישה ישירה לחלבוני ER בגלל קישור הממברנה החיצוני, שאר התא והרקמות מחוץ לתא זקוקים למנגנון תחבורה כדי לספק כימיקלים של ER. אם ה- ER ישחרר את הכימיקלים שלו לציטוזול, הם היו מגיבים עם חומרים אחרים כמו חמצן ומאבדים את יעילותם.

במקום זאת, ה- ER שולח את הכימיקלים שלו לשאר התא ולרקמות אחרות במיכלים מיוחדים.

המחקר פיתח שיטה להבטיח כי כימיקלים שעובדים ומאוחסנים במיון מגיעים ללא שינוי ליעדם. יעד משותף לכימיקלים אלה הוא מערכת גולג'י, הממוקם ליד ה- ER בציטופלסמה של התא. מנגנון גולגי לוקח כימיקלים של ER ומעבד אותם עוד יותר, ומוסיף רצפי איתות המזהים את היעדים והמיקומים בהם יש צורך בכימיקלים.

חלוקת כימיקלים זו מתרחשת בפנים שלפוחית נוצר על ידי ה- ER והמנגנון של גולגי.

לדוגמא, לאחר שחלבון מסונתז על ידי ריבוזום המחובר ל- RER, הוא מעובד עוד יותר במיון ואז עובר לרשת התוך האנדופלזמית החלקה. ה- ER החלק מהווה כיס עם הממברנה שלו, מכניס את החלבון פנימה ומנתק את החבילה מה- ER כשלפוחית ​​עצמאית וסגורה לחלוטין.

השלפוחית ​​עוברת בדרך כלל למנגנון גולגי שם החלבון מקבל תג עם מטרתו. אם יש צורך בחלבון בתוך התא, השלפוחית ​​מעבירה אותו לאברון אחר כמו מיטוכונדריה או א ליזוזום. השלפוחית ​​יכולה להצטרף לקרום החיצוני של האברון ולשחרר את החלבון בתוך האברון.

אם יש צורך בחלבון מחוץ לתא, השלפוחית ​​עוברת לקרום התא החיצוני, מצטרפת לקרום ומשחררת את החלבון בחוץ. ההשפעה היא שהתא מפריש את החלבון לרקמה שמסביב.

בעוד שבחלק מהתאים המתמחים כמו תאי הדם אין גרעין ולא ER, רוב התאים באורגניזמים מורכבים זקוק למיון לטיפול בעיבוד חלבון ה- RER ובסינתזת השומנים החלבית החיונית לתאים הישרדות.

פרוקריוטי לתאים, כמו חיידקים, אין ER, אך הם פועלים ברמה הרבה יותר פשוטה, כאשר כימיקלים מסונתזים ומשתחררים בציטופלזמה הכללית של התאים. אוקריוטי תאים, כמו אלה הנמצאים בבעלי חיים, דורשים את הפונקציונליות המורכבת של ה- ER לביצוע פעולותיהם המיוחדות.