Что такое специализированный участок эндоплазматической сети?

В эндоплазматическая сеть (ER) представляет собой мембраносвязанную клеточную органеллу, мембрана которой сложена на плоские отсеки. В шероховатой эндоплазматической сети (RER) - это специализированная область, в которой рибосомы прикрепляются к поверхностным складкам, придавая ER грубый вид.

Присутствие рибосом дает RER особую и дополнительную способность обрабатывать определенные белки, необходимые клетке. Клетки, производящие много белков, имеют большое количество рибосом на RER.

Мембрана ER является продолжением внешней мембраны ядра. Мембрана ER соединяет различные канальцы или компартменты и само ядро. Грубый ER - это белковая фабрика.

Если RER и его рибосомы специализируются на синтезе и переработке белков, остальная часть ER, называемая гладкая эндоплазматическая сеть (SER, не имеющий прикрепленных рибосом), производит липиды и другие химические вещества, необходимые организму, тканям, в которых расположены клетки, и всему организму.

Один из способов визуализации ER - это серия уплощенных закрытых отсеков, соединенных небольшими отверстиями. Отверстие на одном конце прикреплено к внешней ядерной мембране. Уплощенные складки дают ЭР большую площадь поверхности, на которой он может осуществлять свою деятельность по химическому синтезу, а соединение отсеков позволяет производимым химическим веществам беспрепятственно течь туда, где они будут использоваться, обрабатываться или экспортируется.

Уплощенные отделы эндоплазматической сети называются цистерны, и все они полностью заключены в единую сильно сложенную внешнюю мембрану. Внутри каждого отсека находится цистернальное пространство, а рибосомы прикреплены к внешней стороне мембраны RER.

Поскольку все отсеки являются сегментами внутри единой мембраны, они взаимосвязаны. Химические вещества, которые синтезируются в одном отделении, могут протекать через ER и обратно в ядро. Когда рибосомы продуцируя белки, белки могут проходить через мембрану ER в один из отсеков и мигрировать туда, где они необходимы.

Подобно фабрике, ER производит и обрабатывает химические вещества, необходимые клетке. Его большая площадь поверхности обеспечивает пространство для химических реакций, а складки, простирающиеся в отдаленные области клетки, делают ее идеальным путем для распределения белков и липидов.

Он получает свои инструкции через мессенджер рибонуклеиновая кислота (мРНК) из ядра, действующего на рибосомы. Если он производит дополнительные химические вещества, он может хранить их в цистернах до тех пор, пока они не понадобятся.

На фабрике ER есть разные участки. Гладкий ER работает, чтобы синтезировать свои химические вещества на самой мембране ER, в то время как функция грубого ER заключается в переработке необходимых белков.

В RER есть рибосомы, каждая из которых работает как миниатюрная сборочная линия для своей продукции. Мембранные химические вещества действуют как погрузочные платформы, позволяющие рибосомным белкам попасть в ER. Другие механизмы принимают химические вещества, производимые ER, и регулируют их распределение в другие части клетки.

Некоторые из продуктов фабрики используются самим ER для роста и ремонта или для производства большего количества рибосом в ядре. Другие химические вещества отправляются в клетку, чтобы использовать ее для роста. деление клеток и восстановление клеточных мембран. Тем не менее, другие химические вещества необходимы другим частям тела, и ER клетки посылает их, чтобы клетка секретировалась в окружающую ткань или в ткань. сердечно-сосудистая система.

Как и любой завод, ER производит одни продукты самостоятельно, а другие доставляет. Некоторые рибосомы остаются прикрепленными к RER, в то время как другие свободно плавают в клетке и прикрепляются к ER только тогда, когда они продуцируют белки RER. Строительные блоки для химического продукта и необходимая энергия должны быть доступны, а конечный продукт должен быть отгружен.

Типичные шаги для правильной грубой функции ER включают следующее:

• Обозначение гена: Клетка решает, какой белок нужен, и назначает соответствующие гены клеточной ДНК для копирования.
  
• Транскрипция гена: Обозначенные гены транскрибируются в молекулы мРНК.
• Доставка инструкций: Молекулы мРНК выходят из ядро и найдите рибосомы, которые могут производить необходимый белок.
• Химическое производство: Рибосомы прикрепляются к RER и используют сырье из клеточного цитозоля для производства белка в соответствии с закодированными инструкциями.
• Доставка химикатов: Когда рибосома синтезирует белок, он переносится в цистерны ER и отправляется туда, где это необходимо.

Когда рибосомы получают свои инструкции от мРНК, они занимают свое положение на внешней поверхности RER и отправляют продуцируемый белок в RER для хранения, доставки или использования.

В дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), содержащая исходный генетический код, не может покинуть ядро ​​и содержится внутри внутренней ядерной мембраны. МРНК копирует гены, необходимые для производства определенных химических веществ. Он может выходить из ядра через специальные поры во внутренней ядерной мембране и затем может проникать в цитозоль клетки, чтобы доставить необходимые инструкции.

Если инструкции относятся к белку RER, мРНК связывается с рибосомой. Рибосома следует инструкциям и присоединяется к RER.

ДНК клетки представляет собой двухцепочечную спираль нуклеиновые кислоты. Молекула мРНК собирается в соответствии с аминокислотной последовательностью в одной из двух цепей. Когда мРНК достигает рибосомы, инструкции мРНК позволяют воссоздать аминокислотную последовательность ДНК.

Рибосома может брать аминокислотные строительные блоки из цитозоля клетки и собирать их в правильной последовательности для образования сложных белков.

Сами рибосомы состоят из рибосомальной РНК и специальных рибосомных белков. Один сегмент рибосомы считывает инструкции мРНК, а второй сегмент соответственно строит белковые цепи.

Связанные с мембраной рибосомы участвуют в синтезе белков, предназначенных для ER, и направляют свой продукт прямо через мембрану RER в цистерны RER. Рибосомы, которые производят белки, не относящиеся к RER, могут оставаться свободно плавающими и выделять свои белки в цитозоль клетки.

Когда свободно плавающая рибосома начинает продуцировать белок, предназначенный для RER, она прикрепляется к специальному сайту RER, называемому Translocon. Белки RER содержат целевой сигнал, позволяющий рибосомам знать, куда идти.

Специальная белковая последовательность сообщает рибосоме, что синтезируемый ею белок предназначен для эндоплазматического ретикулума. Он присоединяется к транслокону, производит необходимое количество белка, а затем либо отделяется и начинает производить другие белки, либо остается прикрепленным, но неактивным.

Когда рибосомы присоединяются к фабрике белков RER и действуют как миниатюрные сборочные линии, продукты, сходящие с конвейеров, еще не готовы к использованию. Рибосомы прикрепились к транслокону и синтезировали белки для RER из-за особого сигнальная последовательность что белки содержали. RER удаляет сигнальную последовательность из белков и складывает их, чтобы их можно было хранить или отправлять по мере необходимости.

ER нуждается в некоторых из произведенных белков для собственного использования. Мембрана ER должна быть восстановлена ​​и поддержана, и клетка может расти и нуждаться в большем количестве материала ER.

Чтобы сохранить белок, который ему нужен, ER присоединяет новую сигнальную последовательность, обозначающую белок как тот, который останется внутри цистерн. Их называют эндоплазматической сетью. резидентные белки, и они поддерживают функцию эндоплазматического ретикулума.

Белки, в которых сам ER не нуждается, хранятся в цистернах до тех пор, пока не будут отправлены в одно из трех мест:

• Ядро: Наружная мембрана ER продолжается как внешняя мембрана ядра. Это означает, что существует тесная и непрерывная связь, обеспечивающая легкий доступ белков ER к ядру.
• Вне камеры: Клетки с активным синтезом белка ER часто выделяют вещества для использования вне клетки.
  
• Внутри ячейки: Сама клетка нуждается в некоторых белках для роста и восстановления.

Ядру нужно много разных белков для копирования ДНК, поддержания мембран, деления клеток и создания рибосом. Он имеет легкий и быстрый доступ к этим белкам через связь с ER.

Белки ER присутствуют в общая внешняя мембрана ER / ядра но за пределами внутренняя ядерная мембрана. Выбранные белки могут проникать в ядро ​​через специальные поры во внутренней мембране, когда ядру они нужны.

В то время как ядро ​​имеет прямой доступ к белкам ER из-за связи с внешней мембраной, остальная часть клетки и ткани вне клетки нуждаются в транспортном механизме для доставки химических веществ ER. Если ER выпустит свои химические вещества в цитозоль, они вступят в реакцию с другими веществами, такими как кислород, и потеряют свою эффективность.

Вместо этого ER отправляет свои химические вещества в остальную часть клетки и другие ткани в специальных контейнерах.

ER разработал метод обеспечения того, чтобы химические вещества, обработанные и хранящиеся в ER, доставлялись в неизменном виде к месту назначения. Общей целью этих химикатов является аппарат Гольджи, расположенный рядом с ЭПР в цитоплазме клетки. Аппарат Гольджи принимает химические вещества ER и обрабатывает их, добавляя сигнальные последовательности, которые идентифицируют цели и места, где необходимы химические вещества.

Это распределение химикатов происходит внутри пузырьки формируется ER и аппаратом Гольджи.

Например, после того, как белок синтезируется рибосомой, присоединенной к RER, он далее процессируется в ER, а затем мигрирует в гладкую эндоплазматическую сеть. Гладкий ER образует карман со своей мембраной, помещает белок внутрь и отделяет упаковку от ER как независимую, полностью закрытую везикулу.

Везикула обычно перемещается в аппарат Гольджи, где белок получает метку со своей мишенью. Если белок необходим внутри клетки, везикула доставляет его к другой органелле, такой как митохондрии или лизосома. Везикула может присоединиться к внешней мембране органеллы и высвободить белок внутри органеллы.

Если белок необходим вне клетки, везикула перемещается к внешней мембране клетки, присоединяется к мембране и высвобождает белок наружу. Эффект заключается в том, что клетка выделяет белок в окружающую ткань.

В то время как некоторые специализированные клетки, такие как клетки крови, не имеют ни ядра, ни ER, большинство клеток в сложных организмах нужен ER для обработки белка RER и гладкого синтеза липидов ER, которые необходимы клетке выживание.

Прокариотический клетки, такие как бактерии, не имеют ER, но они функционируют на гораздо более простом уровне: химические вещества синтезируются и высвобождаются в общей цитоплазме клетки. Эукариотический клетки, такие как те, что обнаружены у животных, требуют сложной функциональности ER для выполнения своих специализированных операций.