The Endoplazmatiskais tīkls (ER) ir ar membrānu saistīta šūnu organelle, kuras membrāna ir salocīta plakanos nodalījumos. The raupja endoplazmas tīklene (RER) ir specializēta joma, kurā ribosomas ir piestiprinātas pie virsmas krokām, piešķirot ER raupju izskatu.
Ribosomu klātbūtne nodrošina RER īpašu un papildu spēju apstrādāt šūnai nepieciešamos specifiskos proteīnus. Šūnās, kas ražo daudz olbaltumvielu, RER ir liels skaits ribosomu.
ER membrāna ir kodola ārējās membrānas turpinājums. ER membrāna savieno dažādus kanāliņus jeb nodalījumus un pašu kodolu. Rupjā ER ir olbaltumvielu rūpnīca.
Ja RER un tā ribosomas specializējas olbaltumvielu sintēzē un apstrādē, pārējā ER, saukta par gluds endoplazmatiskais tīklojums (SER, kuram nav pievienotas ribosomas), ražo lipīdus un citas ķīmiskas vielas, kas nepieciešamas ķermenim, audiem, kuros atrodas šūnas, un visam organismam.
ER struktūra ir ideāla ķīmiskai sintēzei
Viens no ER vizualizācijas veidiem ir saplacinātu, slēgtu nodalījumu virkne, kas savienota ar mazām atverēm. Atvere vienā galā ir piestiprināta pie ārējās kodola membrānas. Saplacinātās krokas piešķir ER lielu virsmas laukumu, kur veikt ķīmiskās sintēzes darbības, un nodalījumu savstarpēja savienošana ļauj saražotajām ķimikālijām brīvi plūst uz vietu, kur tās tiks izmantotas, apstrādātas vai eksportēts.
Tiek saukti saplacināti endoplazmas tīklojuma nodalījumi cisternae, un tos visus pilnībā norobežo viena, stipri salocīta ārējā membrāna. Katra nodalījuma iekšpusē ir cisternālā telpa, un ribosomas ir piestiprinātas RER membrānas ārpusē.
Tā kā visi nodalījumi ir segmenti vienas membrānas iekšpusē, tie ir savstarpēji savienoti. Ķīmiskās vielas, kas tiek sintezētas vienā nodalījumā, var plūst visā ER un atpakaļ uz kodolu. Kad ribosomas ražo olbaltumvielas, olbaltumvielas var iziet caur ER membrānu vienā no nodalījumiem un migrēt tur, kur tās nepieciešamas.
Endoplazmatiskā retikula funkcija ir ķīmiskajai rūpnīcai
Tāpat kā rūpnīcā, ER ražo un apstrādā šūnai nepieciešamās ķīmiskās vielas. Tās lielais virsmas laukums nodrošina vietu ķīmiskām reakcijām, un krokas, kas stiepjas attālos šūnu apgabalos, padara to par ideālu ceļu olbaltumvielu un lipīdu izplatīšanai.
Tā saņem instrukcijas, izmantojot kurjera ribonukleīnskābe (mRNS) no kodola, kas iedarbojas uz ribosomām. Ja tas rada papildu ķīmiskas vielas, tas var tos uzglabāt cisternae, līdz tie ir nepieciešami.
ER rūpnīcai ir dažādas sadaļas. Gludais ER darbojas, lai sintezētu savas ķīmiskās vielas uz pašas ER membrānas, savukārt aptuvenā ER funkcija ir nepieciešamo olbaltumvielu apstrāde.
RER ir ribosomas, kuras katra darbojas kā miniatūras montāžas līnijas saviem produktiem. Membrānas ķīmiskās vielas darbojas kā iekraušanas doki, lai ribosomu olbaltumvielas nonāktu ER. Citi mehānismi pieņem ķīmiskās vielas, ko ražo ER, un apstrādā izplatīšanos uz citām šūnas daļām.
Dažus rūpnīcas produktus ER izmanto pati izaugsmei un labošanai vai vairāk ribosomu ražošanai kodolā. Citas ķīmiskās vielas tiek nosūtītas uz šūnu, lai tās izmantotu šūnu augšanai, šūnu dalīšanās un šūnu membrānu remonts. Vēl citas ķimikālijas ir nepieciešamas citām ķermeņa daļām, un šūnas ER tos nosūta, lai šūna tos izdalītu apkārtējos audos vai asinsrites sistēma.
ER rūpnīcai ir sarežģītas darbības
Tāpat kā jebkura rūpnīca, arī ER ražo dažus produktus pats, bet citus piegādā. Dažas ribosomas paliek piesaistītas RER, bet citas brīvi peld šūnā un pie ER piestiprinās tikai tad, kad ražo RER olbaltumvielas. Ir jābūt pieejamiem ķīmiskā produkta pamatelementiem un vajadzīgajai enerģijai, un gala produkts ir jānosūta.
Pareizas aptuvenas ER funkcijas tipiskās darbības ir šādas:
-
Gēnu apzīmējums: Šūna izlemj, kāds proteīns ir nepieciešams, un kopēšanai nosaka atbilstošos šūnu DNS gēnus.
- Gēnu transkripcija: Norādītie gēni tiek pārrakstīti uz mRNS molekulām.
- Instrukciju piegāde: MRNS molekulas iziet no kodols un atrodiet ribosomas, kas var radīt nepieciešamo olbaltumvielu.
- Ķīmiskā ražošana: Ribosomas pievienojas RER un izmanto izejvielas no šūnu citozola, lai ražotu olbaltumvielu saskaņā ar kodētajām instrukcijām.
- Ķīmisko vielu piegāde: Tā kā ribosoma sintezē olbaltumvielu, tā tiek pārnesta uz ER cisternae un tiek nosūtīta tur, kur tā nepieciešama.
Kad ribosomas saņem instrukcijas no mRNS, tās ieņem savu pozīciju uz RER ārējās virsmas un sūta saražoto olbaltumvielu RER uzglabāšanai, piegādei vai lietošanai.
Ģenētiskā koda pārrakstīšana un piegāde
The dezoksiribonukleīnskābe (DNS), kas satur sākotnējo ģenētisko kodu, nevar atstāt kodolu un atrodas iekšējā kodola membrānā. MRNS kopē gēnus, kas nepieciešami noteiktu ķīmisku vielu ražošanai. Tas var iziet no kodola caur īpašām porām iekšējā kodola membrānā un pēc tam var iekļūt šūnas citozolā, lai sniegtu nepieciešamās instrukcijas.
Ja instrukcijas attiecas uz RER proteīnu, mRNS saistās ar ribosomu. Ribosoma ievēro norādījumus un piestiprina RER.
Šūnas DNS ir divvirzienu spirāle nukleīnskābes. MRNS molekula tiek salikta atbilstoši aminoskābju secībai vienā no diviem pavedieniem. Kad mRNS sasniedz ribosomu, mRNS instrukcijas ļauj no jauna izveidot DNS aminoskābju secību.
Ribosoma no šūnas citozola var paņemt aminoskābju celtniecības blokus un tos salikt pareizā secībā, veidojot sarežģītus proteīnus.
Ribosomas veido nepieciešamos proteīnus
Pašas ribosomas sastāv no ribosomu RNS un īpašiem ribosomu proteīniem. Viens ribosomas segments nolasa mRNS instrukcijas, bet otrais - attiecīgi veido olbaltumvielu ķēdes.
Membrānas saistītās ribosomas nodarbojas ar ER apzīmēto olbaltumvielu sintezēšanu un savu produktu tieši caur RER membrānu iepilda RER cisternae. Ribosomas, kas ražo ne-RER olbaltumvielas, var palikt brīvi peldošas un atbrīvot savas olbaltumvielas šūnu citosolā.
Kad brīvi peldoša ribosoma sāk ražot RER domātu olbaltumvielu, tā pievienojas īpašai RER vietnei, ko sauc par translocon. RER olbaltumvielas satur mērķa signālu, lai ribosoma uzzinātu, kurp doties.
Īpaša olbaltumvielu secība norāda ribosomai, ka tās sintezētais proteīns ir domāts endoplazmas retikulumam. Tas pievienojas translokonam, ražo nepieciešamo olbaltumvielu daudzumu un pēc tam vai nu atvienojas un sāk ražot citus proteīnus, vai arī paliek piesaistīts, bet neaktīvs.
RER apstrādā un uzglabā proteīnus, kurus sintezē ribosomas
Kad ribosomas pievienojas RER olbaltumvielu rūpnīcai un darbojas kā miniatūras montāžas līnijas, produkti, kas nāk no līnijām, vēl nav gatavi lietošanai. Ribosomas pievienojās translokonam un sintezēja RER proteīnus īpašā dēļ signalizācijas secība ka olbaltumvielas satur. RER noņem signālu secību no olbaltumvielām un saliek tos, lai pēc vajadzības tos varētu uzglabāt vai nosūtīt.
ER ir nepieciešami daži no saražotajiem proteīniem pašu lietošanai. ER membrāna ir jālabo un jāuztur, un šūna var augt, un tai ir nepieciešams vairāk ER materiāla.
Lai saglabātu tai nepieciešamo olbaltumvielu, ER pievieno jaunu signalizācijas secību, kas apzīmē olbaltumvielu kā tādu, kas paliks cisterna iekšpusē. Tos sauc par endoplazmas retikulumu rezidenti proteīni, un tie atbalsta endoplazmas retikuluma funkciju.
ER pēc nepieciešamības izplata sintezētos proteīnus
Olbaltumvielas, kas pašai ER nav vajadzīgas, tiek turētas cisternae, līdz tiek nosūtītas uz vienu no trim vietām:
- Kodols: ER ārējā membrāna turpina būt kodola ārējā membrāna. Tas nozīmē, ka pastāv cieša un nepārtraukta saite, kas ļauj ER olbaltumvielām viegli piekļūt kodolam.
-
Ārpus šūnas: Šūnas ar aktīvu ER olbaltumvielu sintēzi bieži izdala vielas lietošanai ārpus šūnas.
- Šūnā: Šūnai pašai augšanai un atjaunošanai nepieciešami daži proteīni.
Kodolam ir nepieciešams daudz dažādu olbaltumvielu DNS kopēšanai, membrānas uzturēšanai, šūnu dalīšanai un ribosomu veidošanai. Tam ir ērta un ātra piekļuve šiem proteīniem, izmantojot saiti uz ER.
ER olbaltumvielas atrodas kopējā ER / kodola ārējā membrāna bet ārpus iekšējā kodola membrāna. Atlasītās olbaltumvielas var iekļūt kodolā caur īpašām iekšējās membrānas porām, jo kodolam tās ir vajadzīgas.
Kamēr kodolam ir tieša piekļuve ER proteīniem ārējās membrānas saites dēļ, pārējai šūnai un audiem ārpus šūnas ir nepieciešams transporta mehānisms, lai piegādātu ER ķīmiskās vielas. Ja ER atbrīvotu ķīmiskās vielas citozolā, tās reaģētu ar citām vielām, piemēram, skābekli, un zaudētu savu efektivitāti.
Tā vietā ER īpašās tvertnēs nosūta ķīmiskās vielas uz pārējo šūnu un citiem audiem.
Pūslīši sadala ER vielas tur, kur tās ir vajadzīgas
ER ir izstrādājusi metodi, lai nodrošinātu, ka ķimikālijas, kas apstrādātas un uzglabātas ER, galamērķī nonāk bez izmaiņām. Šo ķīmisko vielu kopīgs mērķis ir Golgi aparāts, kas atrodas netālu no ER šūnu citoplazmā. Golgi aparāts uzņem ER ķīmiskās vielas un tās tālāk apstrādā, pievienojot signālu sekvences, kas identificē mērķus un vietas, kur ķīmiskās vielas ir nepieciešamas.
Šis ķīmisko vielu sadalījums notiek iekšpusē pūslīši ko veido ER un Golgi aparāts.
Piemēram, pēc olbaltumvielu sintezēšanas ar RER piesaistītu ribosomu, tas tiek tālāk apstrādāts ER un pēc tam migrē uz gludu endoplazmas retikulumu. Gludais ER veido kabatu ar membrānu, ievieto olbaltumvielu iekšpusē un atdala iepakojumu no ER kā neatkarīgu, pilnībā noslēgtu pūslīti.
Pūslītis parasti pārvietojas uz Golgi aparātu, kur olbaltumviela saņem marķējumu ar savu mērķi. Ja olbaltumviela ir nepieciešama šūnā, vezikula to nogādā citā organellā, piemēram, mitohondrijos vai a lizosoma. Pūslīte var pievienoties organellas ārējai membrānai un atbrīvot olbaltumvielu organellas iekšpusē.
Ja olbaltumviela ir nepieciešama ārpus šūnas, vezikula nonāk ārējā šūnas membrānā, pievienojas membrānai un atbrīvo olbaltumvielu ārpusē. Rezultāts ir tāds, ka šūna izdala olbaltumvielu apkārtējos audos.
Tikai primitīvas šūnas var izdzīvot bez endoplazmas retikulāta
Kaut arī dažām specializētām šūnām, piemēram, asins šūnām, nav ne kodola, ne ER, lielākajai daļai sarežģītu organismu šūnu nepieciešama ER, lai apstrādātu RER olbaltumvielu apstrādi un vienmērīgu ER lipīdu sintēzi, kas ir būtiska šūnām izdzīvošana.
Prokariots šūnām, piemēram, baktērijām, nav ER, bet tās darbojas daudz vienkāršākā līmenī, ķīmiskās vielas tiek sintezētas un izdalītas vispārējā šūnu citoplazmā. Eikariots šūnām, piemēram, dzīvniekiem atrodamajām, ir nepieciešama sarežģīta ER funkcionalitāte, lai veiktu savas specializētās darbības.