Белки в значительной степени отвечают за структуру и функции организма. Как мы знаем, ДНК кодирует инструкции о том, как производить определенные белки. Нить РНК служит шаблоном инструкций для создания белка на рибосоме. Синтез белка в рибосоме может происходить в цитоплазме или в органелле, называемой эндоплазматическим ретикулумом.
У организмов с организованным ядром, известных как эукариоты, эндоплазматический ретикулум и рибосомы играют важную роль в синтезе белков. В частности, именно грубая эндоплазматическая сеть, а не гладкая эндоплазматическая сеть, участвует во временной шкале синтеза белка.
Точка соединения между рибосомой и ER представляет собой сложную пору, известную как транслокон. Задача транслокона - захватывать рибосомы и позволять недавно отчеканенным белкам проникать в ЭПР.
Определение эндоплазматической сети
ER представляет собой набор трубок и мешочков, называемых цистернами, заключенных в сеть мембран. ER простирается от внешней поверхности ядерной мембраны в тело клетки. Rough ER является хозяином для рибосом, которые постоянно прикрепляются к поверхности ER и отсоединяются от нее. По сути, эндоплазматический ретикулум и рибосомы работают вместе, чтобы синтезировать белки и доставить их к месту назначения.
Основная функция грубого ER - помогать формировать и хранить белки, в то время как гладкая ER накапливает липиды, тип жира. Вся причина, по которой он называется «грубым», заключается в том, что прикрепляющиеся к нему рибосомы придают ему «неровный» или «грубый» вид.
Узнайте больше о структуре и функциях эндоплазматического ретикулума (со схемой).
Многие из белков, созданных прикрепленными рибосомами, переходят в грубый ER, а затем перемещаются в другие части ячейки для использования, хранения или транспортировки из ячейки в другую часть организм.
Рибосома
Рибосомы состоят из рибосомальной РНК и белков. Они производятся в ядре клетки в виде субъединиц двух типов: больших и малых. Субъединицы переходят в тело клетки, где они свободно плавают в цитоплазме или прикрепляются к грубой ЭПР.
Рибосомы считывают нити матричной РНК (мРНК) и связывают соответствующие единицы транспортной РНК (тРНК) с считываемой в данный момент частью. Рибосома и связанные с ней ферменты переносят аминокислоту из транспортной РНК в белок удлиненной длины в процессе, называемом трансляцией.
Узнайте больше о структуре и функции рибосом у эукариот и прокариот.
Транслокон
Транслоконы - это крошечные стыковочные станции на шероховатой поверхности ER, которые фиксируются на рибосомах. Когда рибосома начинает вырабатывать белки, транслокон открывается достаточно, чтобы вновь созданный белок питался в порах эндоплазматического ретикулума. Новый белок проходит в пору в линейной или спиральной форме, потому что пора слишком мала, чтобы позволить свернутому белку пройти внутрь. Пора транслокона открывается только в том случае, если она распознает особую последовательность аминокислот, которую рибосомы используют для запуска вновь созданного белка.
Судьба белка
Транслокон контролирует, будет ли новый белок включен в плазматическую мембрану или будет храниться в растворимой форме в ER. Белки, которые входят в плотные пределы мембран ER, изгибаются и складываются в свои характерные окончательные формы. Эти формы частично являются результатом атомных связей между различными частями белковой молекулы.
ER выполняет «контроль качества», транспортируя аномальные или деформированные белки обратно в тело клетки, где они перерабатываются. Сохраненные белки перемещаются в другую клеточную органеллу, называемую аппаратом Гольджи, и в конечном итоге выходят из клетки через везикулу. Когда рибосома заканчивает синтез белка, транслокон выталкивает рибосому и закупоривает поры до тех пор, пока не потребуется синтезировать другой белок.