Ce este o zonă specializată a reticulului endoplasmatic?

reticul endoplasmatic (ER) este un organet celular legat de membrană a cărui membrană este pliată în compartimente plate. reticul endoplasmatic aspru (RER) este o zonă specializată în care ribozomi sunt atașate la pliurile de suprafață, conferind ER un aspect dur.

Prezența ribozomilor oferă RER o capacitate specială și suplimentară de a procesa proteinele specifice necesare celulei. Celulele care produc o mulțime de proteine ​​au un număr mare de ribozomi pe RER.

Membrana ER este o continuare a membranei exterioare a nucleului. Membrana ER conectează diferiți tubuli sau compartimente și nucleul însuși. ER brut este o fabrică de proteine.

În cazul în care RER și ribozomii săi se specializează în sinteza și prelucrarea proteinelor, restul ER, numit reticul endoplasmatic neted (SER, care nu are ribozomi atașați), produce lipide și alte substanțe chimice necesare organismului, a țesuturilor în care se află celulele și a organismului general.

O modalitate de vizualizare a ER este ca o serie de compartimente închise aplatizate conectate prin deschideri mici. O deschidere la un capăt este atașată la membrana nucleară exterioară. Pliurile aplatizate conferă ER o suprafață mare pe care să își desfășoare activitățile de sinteză chimică și interconectarea compartimentelor permite substanțelor chimice produse să curgă liber către locul în care vor fi utilizate, prelucrate sau exportat.

Se numesc compartimentele aplatizate ale reticulului endoplasmatic cisternae, și toate sunt complet închise de membrana exterioară unică, foarte pliată. În interiorul fiecărui compartiment se află spațiul cisternal, iar ribozomii sunt atașați la exteriorul membranei RER.

Deoarece compartimentele sunt toate segmente din interiorul membranei unice, ele sunt interconectate. Substanțele chimice care sunt sintetizate într-un singur compartiment pot curge în ER și înapoi în nucleu. Cand ribozomi produc proteine, proteinele pot trece prin membrana ER într-unul din compartimente și migrează acolo unde sunt necesare.

La fel ca o fabrică, ER produce și procesează substanțele chimice necesare celulei. Suprafața sa mare oferă spațiu pentru reacțiile chimice, iar pliurile care se extind în zone îndepărtate ale celulei o fac o cale ideală pentru distribuirea proteinelor și lipidelor.

Acesta primește instrucțiunile sale prin intermediul acid ribonucleic mesager (ARNm) din nucleul care acționează asupra ribozomilor. Dacă produce substanțe chimice suplimentare, le poate păstra în cisterne până când sunt necesare.

Fabrica ER are secțiuni diferite. ER netedă funcționează pentru a-și sintetiza substanțele chimice pe membrana ER în sine, în timp ce funcția ER dură este de a procesa proteinele necesare.

RER are ribozomi care operează fiecare ca linii de asamblare în miniatură pentru produsele lor. Substanțele chimice cu membrană acționează ca docuri de încărcare pentru a permite proteinelor ribozomului în ER. Alte mecanisme acceptă substanțele chimice produse de ER și manipulează distribuția către alte părți ale celulei.

Unele dintre produsele fabricii sunt utilizate chiar de ER pentru creștere și reparare sau pentru fabricarea mai multor ribozomi în nucleu. Alte substanțe chimice sunt trimise către celulă pentru a fi utilizate pentru creșterea celulelor, diviziune celulara și repararea membranelor celulare. Încă alte substanțe chimice sunt necesare de către alte părți ale corpului, iar ER ale celulei le trimite pentru a fi secretate de celulă în țesutul înconjurător sau în sistem circulator.

La fel ca orice fabrică, ER realizează unele produse în sine și le livrează pe altele. Unii ribozomi rămân atașați la RER, în timp ce alții plutesc liber în celulă și se atașează la ER numai atunci când produc proteine ​​RER. Elementele de bază pentru produsul chimic și energia necesară trebuie să fie disponibile, iar produsul final trebuie expediat.

Pașii tipici pentru o funcționare ER dură adecvată includ următorii:

• Denumirea genei: Celula decide ce proteină este necesară și desemnează genele corespunzătoare ale ADN-ului celulei pentru copiere.
  
• Transcrierea genei: Genele desemnate sunt transcrise pe molecule de ARNm.
• Livrare instrucțiuni: Moleculele de ARNm ies din nucleu și găsiți ribozomi care pot produce proteina necesară.
• Producția chimică: Ribozomii se atașează la RER și utilizează materii prime din citosolul celular pentru a produce o proteină conform instrucțiunilor codificate.
• Livrare chimică: Deoarece ribozomul sintetizează proteina, aceasta este transferată în cisterna ER și este trimisă acolo unde este nevoie.

Când ribozomii primesc instrucțiunile lor de la ARNm, aceștia își iau poziția pe suprafața exterioară a RER și trimit proteina produsă în RER pentru a fi depozitată, livrată sau utilizată.

acidul dezoxiribonucleic (ADN) care deține codul genetic original nu poate părăsi nucleul și este conținut în membrana nucleară interioară. ARNm copiază genele necesare pentru producerea unor substanțe chimice specifice. Poate ieși din nucleu prin porii speciali din membrana nucleară interioară și apoi poate intra în citosolul celular pentru a oferi instrucțiunile necesare.

Dacă instrucțiunile sunt pentru o proteină RER, ARNm se leagă de un ribozom. Ribozomul urmează instrucțiunile și se atașează la RER.

ADN-ul celulei este o helix dublu catenar de acizi nucleici. Molecula de ARNm este asamblată conform secvenței de aminoacizi într-una din cele două catene. Când ARNm ajunge la ribozom, instrucțiunile ARNm permit recreerea secvenței de aminoacizi a ADN-ului.

Ribozomul poate lua aminoacizi din citosolul celular și le poate asambla în secvența corectă pentru a forma proteine ​​complexe.

Ribozomii în sine sunt alcătuite din ARN ribozomal și proteine ​​ribozomale speciale. Un segment al ribozomului citește instrucțiunile ARNm, iar un al doilea segment construiește lanțurile proteice în consecință.

Ribozomii legați de membrană sunt implicați în sintetizarea proteinelor desemnate pentru ER și își canalizează produsul direct prin membrana RER în cisterna RER. Ribozomii care produc proteine ​​non-RER pot rămâne libere și își pot elibera proteinele în citosolul celular.

Când un ribozom plutitor liber începe să producă o proteină destinată RER, acesta se atașează la un sit RER special numit translocon. Proteinele RER conțin un semnal de direcționare pentru a informa ribozomul unde să meargă.

O secvență specială de proteine ​​spune ribozomului că proteina pe care o sintetizează este destinată reticulului endoplasmatic. Se atașează de un translocon, produce cantitatea necesară de proteine ​​și apoi fie se detașează și începe să producă alte proteine, fie rămâne atașat, dar inactiv.

Când ribozomii se alătură fabricii de proteine ​​RER și acționează ca linii de asamblare în miniatură, produsele care ies din linii nu sunt încă pregătite pentru utilizare. Ribozomii s-au atașat la translocon și au sintetizat proteinele pentru RER din cauza specialității secvența de semnalizare că proteinele conținute. RER elimină secvența de semnalizare din proteine ​​și le pliază astfel încât să poată fi stocate sau expediate după cum este necesar.

ER are nevoie de unele dintre proteinele produse pentru propria utilizare. Membrana ER trebuie reparată și întreținută, iar celula poate crește și are nevoie de mai mult material ER.

Pentru a păstra o proteină de care are nevoie, ER atașează o nouă secvență de semnalizare, desemnând proteina ca una care va rămâne în interiorul cisternei. Acestea se numesc reticul endoplasmatic proteine ​​rezidente, și susțin funcția de reticul endoplasmatic.

Proteinele care nu sunt necesare de către ER în sine sunt păstrate în cisterne până când sunt trimise într-unul din cele trei locuri:

• Nucleul: Membrana exterioară ER continuă ca membrană exterioară a nucleului. Aceasta înseamnă că există o legătură strânsă și continuă care permite proteinelor ER acces ușor la nucleu.
• În afara celulei: Celulele cu sinteză activă a proteinelor ER secretă adesea substanțe pentru utilizare în afara celulei.
  
• În celulă: Celula în sine are nevoie de niște proteine ​​pentru creștere și reparare.

Nucleul are nevoie de o mulțime de tipuri diferite de proteine ​​pentru copierea ADN, întreținerea membranei, diviziunea celulară și crearea ribozomilor. Are acces ușor și rapid la aceste proteine ​​prin legătura cu ER.

Proteinele ER sunt prezente în membrana externa ER / nucleu comun dar în afara membrana nucleară interioară. Proteinele selectate pot intra în nucleu prin pori speciali din membrana interioară, deoarece nucleul are nevoie de ele.

În timp ce nucleul are acces direct la proteinele ER datorită legăturii externe a membranei, restul celulei și țesuturile din afara celulei au nevoie de un mecanism de transport pentru a furniza substanțe chimice ER. Dacă ER va elibera substanțele chimice în citosol, acestea ar reacționa cu alte substanțe, cum ar fi oxigenul și și-ar pierde eficacitatea.

În schimb, ER trimite substanțele chimice către restul celulei și alte țesuturi în recipiente speciale.

ER a dezvoltat o metodă pentru a se asigura că substanțele chimice procesate și depozitate în ER ajung neschimbate la destinație. O țintă comună pentru aceste substanțe chimice este aparate Golgi, situat în apropierea ER în citoplasma celulară. Aparatul Golgi preia substanțe chimice ER și le prelucrează în continuare, adăugând secvențe de semnal care identifică țintele și locațiile în care sunt necesare substanțele chimice.

Această distribuție a substanțelor chimice are loc în interior vezicule format din ER și aparatul Golgi.

De exemplu, după ce o proteină este sintetizată de un ribozom atașat la RER, aceasta este procesată în continuare în ER și apoi migrează către reticulul endoplasmatic neted. ER netedă formează un buzunar cu membrana sa, plasează proteina în interior și desprinde pachetul de ER ca o veziculă independentă, complet închisă.

Vezicula se deplasează în mod obișnuit către aparatul Golgi, unde proteina primește o etichetă cu ținta sa. Dacă proteina este necesară în interiorul celulei, vezicula o livrează către un alt organit, cum ar fi mitocondrii sau a lizozom. Vezicula se poate alătura membranei exterioare a organului și eliberează proteina în interiorul organitei.

Dacă proteina este necesară în afara celulei, vezicula se deplasează către membrana celulară exterioară, se alătură membranei și eliberează proteina în exterior. Efectul este că celula secretă proteina în țesutul înconjurător.

În timp ce unele celule specializate, cum ar fi celulele sanguine, nu au nici un nucleu și nici un RE, majoritatea celulelor din organismele complexe au nevoie de ER pentru a se ocupa de procesarea proteinelor RER și de sinteza lipidică ER netedă, care sunt esențiale pentru celulă supravieţuire.

Procariotă celulele, cum ar fi bacteriile, nu au ER, dar funcționează la un nivel mult mai simplu, substanțele chimice fiind sintetizate și eliberate în citoplasma celulară generală. Eucariotă celulele, precum cele găsite la animale, necesită funcționalitatea complexă a ER pentru a-și desfășura operațiunile specializate.