Hva er et spesialisert område av det endoplasmatiske retikulumet?

De endoplasmatisk retikulum (ER) er en membranbundet celleorganelle hvis membran er brettet i flate rom. De grovt endoplasmatisk retikulum (RER) er et spesialisert område der ribosomer er festet til overflatefoldene, noe som gir ER et grovt utseende.

Tilstedeværelsen av ribosomene gir RER en spesiell og ytterligere evne til å behandle spesifikke proteiner som kreves av cellen. Celler som produserer mye proteiner har et stort antall ribosomer på RER.

ER-membranen er en fortsettelse av den ytre membranen i kjernen. ER-membranen forbinder forskjellige rør, eller rom, og selve kjernen. Den grove ER er en proteinfabrikk.

Der RER og dets ribosomer er spesialister i syntese og prosessering av proteiner, kalles resten av ER, glatt endoplasmatisk retikulum (SER, som ikke har knyttet ribosomer), produserer lipider og andre kjemikalier som trengs av kroppen, av vevet som cellene befinner seg i og av den totale organismen.

En måte å visualisere ER på er som en serie flate, lukkede rom forbundet med små åpninger. En åpning i den ene enden er festet til den ytre kjernemembranen. De flate foldene gir ER et stort overflateareal for å utføre sine kjemiske synteseaktiviteter, og sammenkobling av rom gjør at produserte kjemikalier kan strømme fritt til der de skal brukes, bearbeides eller eksportert.

De flate avdelingene i det endoplasmatiske retikulumet kalles cisternae, og de er alle helt lukket av den ene, tungt foldede ytre membranen. Inne i hvert rom er det cisternal spaceog ribosomene er festet på utsiden av membranen til RER.

Fordi romene alle er segmenter inne i den ene membranen, er de sammenkoblet. Kjemikalier som syntetiseres i ett rom, kan strømme gjennom ER og tilbake til kjernen. Når ribosomer produsere proteiner, kan proteinene passere gjennom ER-membranen inn i et av romene og migrere dit de er nødvendige.

I likhet med en fabrikk produserer og behandler ER kjemikaliene som trengs av cellen. Det store overflatearealet gir plass til de kjemiske reaksjonene, og brettene som strekker seg inn i avsidesliggende områder av cellen gjør det til en ideell vei for distribusjon av proteiner og lipider.

Den får instruksjonene gjennom messenger ribonukleinsyre (mRNA) fra kjernen som virker på ribosomene. Hvis det produserer ekstra kjemikalier, kan det lagres i cisternene til det er nødvendig.

ER-fabrikken har forskjellige seksjoner. Den glatte ER fungerer for å syntetisere kjemikaliene på selve ER-membranen mens den grove ER-funksjonen er å behandle de nødvendige proteinene.

RER har ribosomene som hver fungerer som miniatyrmonteringslinjer for sine produkter. Membrankjemikalier fungerer som lastehavner for å la ribosomproteinene komme inn i ER. Andre mekanismer aksepterer kjemikaliene produsert av ER og håndterer distribusjon til andre deler av cellen.

Noen av fabrikkens produkter brukes av ER selv for vekst og reparasjon eller for å produsere flere ribosomer i kjernen. Andre kjemikalier sendes ut til cellen for bruk for cellevekst, celledeling og reparasjon av cellemembranene. Andre kjemikalier trengs av andre deler av kroppen, og cellens ER sender dem ut for å bli utskilt av cellen i det omkringliggende vevet eller inn i sirkulasjonssystemet.

Som enhver fabrikk lager ER noen produkter selv og har andre levert. Noen ribosomer forblir festet til RER mens andre flyter fritt i cellen og fester seg bare til ER når de produserer RER-proteiner. Byggesteinene for det kjemiske produktet og den nødvendige energien må være tilgjengelig, og det endelige produktet må sendes ut.

Typiske trinn for riktig grov ER-funksjon inkluderer følgende:

• Genbetegnelse: Cellen bestemmer hvilket protein som trengs og angir de tilsvarende gener i celle-DNA for kopiering.
  
• Gentranskripsjon: De angitte gener transkriberes til mRNA-molekyler.
• Instruksjonslevering: MRNA-molekylene går ut av cellekjernen og finn ribosomer som kan produsere det nødvendige proteinet.
• Kjemisk produksjon: Ribosomene fester seg til RER og bruker råvarer fra cellecytosolen til å produsere et protein i henhold til de kodede instruksjonene.
• Kjemisk levering: Når ribosomet syntetiserer proteinet, overføres det til ER-cisternene og sendes dit det trengs.

Når ribosomene mottar sine instruksjoner fra mRNA, tar de sin posisjon på utsiden av RER og sender det produserte proteinet inn i RER for å bli lagret, levert eller brukt.

De deoksyribonukleinsyre (DNA) som har den originale genetiske koden, kan ikke forlate kjernen og er inneholdt i den indre kjernemembranen. MRNA kopierer gener som trengs for produksjon av spesifikke kjemikalier. Den kan gå ut av kjernen gjennom spesielle porer i den indre kjernemembranen og kan deretter komme inn i cellecytosolen for å levere de nødvendige instruksjonene.

Hvis instruksjonene er for et RER-protein, binder mRNA seg til et ribosom. Ribosomet følger instruksjonene og festes til RER.

Cellens DNA er en dobbeltstrenget helix av nukleinsyrer. MRNA-molekylet er samlet i henhold til aminosyresekvensen i en av de to strengene. Når mRNA når ribosomet, tillater mRNA-instruksjonene gjenoppretting av aminosyresekvensen til DNA.

Ribosomet kan ta aminosyreblokkene fra cellecytosolen og samle dem i riktig sekvens for å danne komplekse proteiner.

Ribosomene i seg selv består av ribosomalt RNA og spesielle ribosomale proteiner. Ett segment av ribosomet leser mRNA-instruksjonene, og et andre segment bygger proteinkjedene tilsvarende.

Membranbundne ribosomer er engasjert i å syntetisere proteiner som er beregnet for ER, og trakterer produktet rett gjennom RER-membranen inn i RER-cisternene. Ribosomer som produserer proteiner som ikke er RER, kan forbli frittflytende og frigjøre proteinene i cellecytosolen.

Når et fritt flytende ribosom begynner å produsere et protein ment for RER, fester det seg til et spesielt RER-sted kalt a translocon. RER-proteinene inneholder et målsignal for å la ribosomet vite hvor du skal dra.

En spesiell proteinsekvens forteller ribosomet at proteinet det syntetiserer er ment for det endoplasmatiske retikulum. Den fester seg til et translokon, produserer den nødvendige mengden protein og løsner deretter og begynner å lage andre proteiner eller forblir festet, men inaktiv.

Når ribosomene blir med i RER-proteinfabrikken og fungerer som miniatyrmonteringslinjer, er ikke produktene som kommer av linjene ennå klare til bruk. Ribosomene festet seg til translokonet og syntetiserte proteinene for RER på grunn av det spesielle signaleringssekvens som proteinene inneholdt. RER fjerner signalsekvensen fra proteinene og bretter dem slik at de kan lagres eller sendes etter behov.

ER trenger noen av de produserte proteinene til eget bruk. ER-membranen må repareres og vedlikeholdes, og cellen kan vokse og trenger mer ER-materiale.

For å beholde et protein som det trenger, legger ER en ny signalsekvens som betegner proteinet som et som vil forbli inne i cisternene. Disse kalles endoplasmatisk retikulum fastboende proteiner, og de støtter den endoplasmatiske retikulumfunksjonen.

Proteiner som ikke er nødvendig av ER selv, oppbevares i cisternene før de sendes til ett av tre steder:

• Kjernen: ER ytre membran fortsetter som kjernens ytre membran. Dette betyr at det er en tett og kontinuerlig kobling som gir ER-proteiner enkel tilgang til kjernen.
• Utenfor cellen: Celler med aktiv ER-proteinsyntese utskiller ofte stoffer for bruk utenfor cellen.
  
• Inne i cellen: Selve cellen trenger noen proteiner for vekst og reparasjon.

Kjernen trenger mange forskjellige typer proteiner for DNA-kopiering, membranvedlikehold, celledeling og oppretting av ribosom. Den har enkel og rask tilgang til disse proteinene gjennom lenken til ER.

ER-proteinene er tilstede i vanlig ER / kjerne ytre membran men utenfor indre kjernemembran. Utvalgte proteiner kan komme inn i kjernen gjennom spesielle porer i den indre membranen ettersom kjernen trenger dem.

Mens kjernen har direkte tilgang til ER-proteiner på grunn av den ytre membranleddet, trenger resten av cellen og vevet utenfor cellen en transportmekanisme for å levere ER-kjemikalier. Hvis ER frigjorde kjemikaliene i cytosolen, ville de reagere med andre stoffer som oksygen og miste effektiviteten.

I stedet sender ER kjemikaliene til resten av cellen og annet vev i spesielle beholdere.

ER har utviklet en metode for å sikre at kjemikalier behandlet og lagret i ER kommer uendret til deres destinasjon. Et felles mål for disse kjemikaliene er Golgi-apparatet, lokalisert nær ER i cellecytoplasma. Golgi-apparatet tar inn ER-kjemikalier og bearbeider dem ytterligere, og legger til signalsekvenser som identifiserer målene og stedene der kjemikaliene er nødvendige.

Denne fordelingen av kjemikalier foregår inne blemmer dannet av ER og Golgi-apparatet.

For eksempel, etter at et protein er syntetisert av et ribosom festet til RER, blir det videre behandlet i ER og migrerer deretter til det glatte endoplasmatiske retikulumet. Den glatte ER danner en lomme med membranen, plasserer proteinet inne og løsner pakningen fra ER som en uavhengig, fullstendig lukket vesikkel.

Vesikelen reiser vanligvis til Golgi-apparatet der proteinet mottar en merkelapp med målet. Hvis det er behov for protein i cellen, leverer vesikelen det til en annen organell som mitokondrier eller a lysosom. Blæren kan bli med i organellens ytre membran og frigjøre proteinet inne i organellen.

Hvis det er behov for protein utenfor cellen, beveger vesikelen seg til den ytre cellemembranen, forbinder membranen og frigjør proteinet utenfor. Effekten er at cellen utskiller proteinet i det omkringliggende vevet.

Mens noen spesialiserte celler som blodceller verken har en kjerne eller en ER, er de fleste celler i komplekse organismer trenger ER for å håndtere RER-proteinbehandlingen og den glatte ER-lipidsyntesen som er viktig for celle overlevelse.

Prokaryotisk celler, som bakterier, har ikke en ER, men de fungerer på et mye enklere nivå, med kjemikalier som syntetiseres og frigjøres i det generelle cellecytoplasmaet. Eukaryotisk celler, som de som finnes hos dyr, krever den kompliserte funksjonaliteten til ER for å utføre deres spesialiserte operasjoner.