O que é uma área especializada do retículo endoplasmático?

O retículo endoplasmático (ER) é uma organela celular ligada à membrana, cuja membrana é dobrada em compartimentos planos. O retículo endoplasmatico rugoso (RER) é uma área especializada na qual ribossomos estão presos às dobras da superfície, dando ao ER uma aparência áspera.

A presença dos ribossomos fornece ao RER uma capacidade especial e adicional de processar proteínas específicas necessárias à célula. As células que produzem muitas proteínas têm um grande número de ribossomos no RER.

A membrana ER é uma continuação da membrana externa do núcleo. A membrana ER conecta diferentes túbulos, ou compartimentos, e o próprio núcleo. O ER bruto é uma fábrica de proteínas.

Onde o RER e seus ribossomos se especializam na síntese e processamento de proteínas, o restante do ER, denominado retículo endoplasmático liso (SER, que não possui ribossomos anexados), produz lipídios e outros produtos químicos necessários ao corpo, pelos tecidos nos quais as células estão localizadas e pelo organismo em geral.

Uma maneira de visualizar o ER é como uma série de compartimentos achatados e fechados conectados por pequenas aberturas. Uma abertura em uma das extremidades está ligada à membrana nuclear externa. As dobras achatadas dão ao ER uma grande área de superfície para realizar suas atividades de síntese química, e o a interconexão de compartimentos permite que os produtos químicos produzidos fluam livremente para onde serão usados, processados ​​ou exportado.

Os compartimentos achatados do retículo endoplasmático são chamados cisternas, e todos eles são completamente fechados por uma única membrana externa fortemente dobrada. Dentro de cada compartimento está o espaço cisternal, e os ribossomos são fixados na parte externa da membrana do RER.

Como os compartimentos são todos segmentos dentro de uma única membrana, eles estão interconectados. Os produtos químicos sintetizados em um compartimento podem fluir por todo o RE e de volta ao núcleo. Quando o ribossomos Para produzir proteínas, as proteínas podem passar pela membrana ER para um dos compartimentos e migrar para onde são necessárias.

Como uma fábrica, o ER fabrica e processa os produtos químicos necessários à célula. Sua grande área de superfície oferece espaço para as reações químicas, e as dobras que se estendem para áreas remotas da célula o tornam um caminho ideal para a distribuição de proteínas e lipídios.

Ele obtém suas instruções por meio do ácido ribonucléico mensageiro (mRNA) do núcleo atuando nos ribossomos. Se produzir produtos químicos extras, pode armazená-los na cisterna até que sejam necessários.

A fábrica ER tem diferentes seções. O ER suave funciona para sintetizar seus produtos químicos na própria membrana ER, enquanto a função ER rugosa é processar as proteínas necessárias.

O RER tem os ribossomos que funcionam como linhas de montagem em miniatura para seus produtos. Os produtos químicos da membrana atuam como docas de carregamento para permitir que as proteínas do ribossomo entrem no RE. Outros mecanismos aceitam os produtos químicos produzidos pelo ER e controlam a distribuição para outras partes da célula.

Alguns dos produtos da fábrica são usados ​​pelo próprio ER para crescimento e reparo ou para fabricar mais ribossomos no núcleo. Outros produtos químicos são enviados para a célula para uso no crescimento celular, divisão celular e reparo das membranas celulares. Ainda outros produtos químicos são necessários para outras partes do corpo, e o ER da célula os envia para serem secretados pela célula no tecido circundante ou no sistema circulatório.

Como qualquer fábrica, a ER fabrica alguns produtos ela mesma e faz com que outros sejam entregues. Alguns ribossomos permanecem ligados ao RER, enquanto outros estão flutuando livremente na célula e apenas se ligam ao ER quando produzem proteínas RER. Os blocos de construção do produto químico e a energia necessária devem estar disponíveis, e o produto final deve ser despachado.

As etapas típicas para função ER aproximada adequada incluem o seguinte:

• Designação do gene: A célula decide qual proteína é necessária e designa os genes correspondentes do DNA da célula para cópia.
  
• Transcrição do gene: Os genes designados são transcritos em moléculas de mRNA.
• Entrega da instrução: As moléculas de mRNA saem do núcleo e encontrar ribossomos que podem produzir a proteína necessária.
• Produção química: Os ribossomos se ligam ao RER e usam matérias-primas do citosol da célula para produzir uma proteína de acordo com as instruções codificadas.
• Entrega de produtos químicos: À medida que o ribossomo sintetiza a proteína, ela é transferida para as cisternas do RE e enviada para onde é necessária.

Quando os ribossomos recebem suas instruções do mRNA, eles assumem sua posição na superfície externa do RER e enviam a proteína produzida para o RER para ser armazenada, entregue ou usada.

O ácido desoxirribonucleico (DNA) que contém o código genético original não pode deixar o núcleo e está contido dentro da membrana nuclear interna. O mRNA copia os genes necessários para a produção de produtos químicos específicos. Ele pode sair do núcleo através de poros especiais na membrana nuclear interna e pode então entrar no citosol da célula para fornecer as instruções necessárias.

Se as instruções forem para uma proteína RER, o mRNA se liga a um ribossomo. O ribossomo segue as instruções e se conecta ao RER.

O DNA da célula é uma hélice de fita dupla de ácidos nucleicos. A molécula de mRNA é montada de acordo com a sequência de aminoácidos em uma das duas fitas. Quando o mRNA atinge o ribossomo, as instruções do mRNA permitem a recriação da sequência de aminoácidos do DNA.

O ribossomo pode pegar blocos de construção de aminoácidos do citosol celular e montá-los na sequência correta para formar proteínas complexas.

Os próprios ribossomos são compostos de RNA ribossômico e proteínas ribossômicas especiais. Um segmento do ribossomo lê as instruções do mRNA e um segundo segmento constrói as cadeias de proteínas de acordo.

Os ribossomos ligados à membrana estão envolvidos na síntese de proteínas designadas para o RE e estão canalizando seu produto diretamente através da membrana do RER para as cisternas do RER. Os ribossomos que fabricam proteínas não-RER podem permanecer flutuando livremente e liberar suas proteínas no citosol celular.

Quando um ribossomo flutuante começa a produzir uma proteína destinada ao RER, ele se liga a um local RER especial chamado de translocon. As proteínas RER contêm um sinal de direcionamento para permitir que o ribossomo saiba para onde ir.

Uma sequência especial de proteínas informa ao ribossomo que a proteína que ele está sintetizando se destina ao retículo endoplasmático. Ele se liga a um translocon, produz a quantidade necessária de proteína e então se desprende e começa a fazer outras proteínas ou permanece ligado, mas inativo.

Quando os ribossomos entram na fábrica de proteínas RER e atuam como linhas de montagem em miniatura, os produtos que saem das linhas ainda não estão prontos para uso. Os ribossomos se ligaram ao translocon e sintetizaram as proteínas para o RER por causa do sequência de sinalização que as proteínas continham. O RER remove a sequência de sinalização das proteínas e as dobra para que possam ser armazenadas ou enviadas conforme necessário.

O ER precisa de algumas das proteínas produzidas para seu próprio uso. A membrana ER deve ser reparada e mantida, e a célula pode estar crescendo e precisar de mais material ER.

Para manter a proteína de que necessita, o ER anexa uma nova sequência de sinalização designando a proteína como aquela que ficará dentro da cisterna. Estes são chamados de retículo endoplasmático proteínas residentes, e eles suportam a função do retículo endoplasmático.

As proteínas não necessárias ao RE em si são mantidas na cisterna até que sejam enviadas para um dos três lugares:

• O núcleo: A membrana externa ER continua como a membrana externa do núcleo. Isso significa que há uma ligação estreita e contínua que permite às proteínas ER um acesso fácil ao núcleo.
• Fora da célula: As células com síntese de proteína ER ativa freqüentemente secretam substâncias para uso fora da célula.
  
• Dentro da célula: A própria célula precisa de algumas proteínas para crescimento e reparo.

O núcleo precisa de muitos tipos diferentes de proteínas para cópia de DNA, manutenção de membrana, divisão celular e criação de ribossomo. Ele tem acesso fácil e rápido a essas proteínas por meio do link para o ER.

As proteínas ER estão presentes no ER comum / membrana externa do núcleo mas fora do membrana nuclear interna. As proteínas selecionadas podem entrar no núcleo através de poros especiais na membrana interna, conforme o núcleo precisa delas.

Enquanto o núcleo tem acesso direto às proteínas ER devido à ligação da membrana externa, o resto da célula e os tecidos fora da célula precisam de um mecanismo de transporte para entregar substâncias químicas ER. Se o ER liberasse seus produtos químicos no citosol, eles reagiriam com outras substâncias, como o oxigênio, e perderiam sua eficácia.

Em vez disso, o ER envia seus produtos químicos para o resto da célula e outros tecidos em recipientes especiais.

O ER desenvolveu um método para garantir que os produtos químicos processados ​​e armazenados no ER cheguem inalterados ao seu destino. Um alvo comum para esses produtos químicos é o Aparelho de Golgi, localizado próximo ao ER no citoplasma da célula. O aparelho de Golgi recebe produtos químicos ER e os processa posteriormente, adicionando sequências de sinal que identificam os alvos e os locais onde os produtos químicos são necessários.

Esta distribuição de produtos químicos ocorre dentro vesículas formado pelo ER e pelo aparelho de Golgi.

Por exemplo, depois que uma proteína é sintetizada por um ribossomo ligado ao RER, ela é posteriormente processada no ER e então migra para o retículo endoplasmático liso. O ER liso forma uma bolsa com sua membrana, coloca a proteína dentro e separa o pacote do ER como uma vesícula independente e totalmente fechada.

A vesícula normalmente viaja para o aparelho de Golgi, onde a proteína recebe uma marca com seu alvo. Se a proteína é necessária dentro da célula, a vesícula a entrega a outra organela, como o mitocôndria ou um lisossoma. A vesícula pode se juntar à membrana externa da organela e liberar a proteína dentro da organela.

Se a proteína for necessária fora da célula, a vesícula viaja para a membrana celular externa, junta-se à membrana e libera a proteína fora. O efeito é que a célula secreta a proteína para o tecido circundante.

Embora algumas células especializadas, como as células do sangue, não tenham núcleo nem ER, a maioria das células em organismos complexos precisam do ER para lidar com o processamento da proteína RER e a síntese suave de lipídios do ER que são essenciais para a célula sobrevivência.

Procariota células, como bactérias, não têm um RE, mas funcionam em um nível muito mais simples, com produtos químicos sendo sintetizados e liberados no citoplasma geral da célula. Eucariótica células, como as encontradas em animais, requerem a complexa funcionalidade do ER para realizar suas operações especializadas.