Kaj je specializirano območje endoplazemskega retikuluma?

The Endoplazemski retikulum (ER) je membransko vezana celična organela, katere membrana je zložena v ravne predelke. The hrapav endoplazemski retikulum (RER) je specializirano področje, na katerem ribosomi so pritrjeni na površinske gube, kar daje ER grob videz.

Prisotnost ribosomov daje RER posebno in dodatno sposobnost za obdelavo določenih beljakovin, ki jih celica potrebuje. Celice, ki proizvajajo veliko beljakovin, imajo na RER veliko število ribosomov.

ER-membrana je nadaljevanje zunanje membrane jedra. ER-membrana povezuje različne tubule ali predele in samo jedro. Grobi ER je tovarna beljakovin.

Kjer so RER in njegovi ribosomi specializirani za sintezo in predelavo beljakovin, se preostali del ER imenuje gladek endoplazemski retikulum (SER, ki nima pritrjenih ribosomov), proizvaja lipide in druge kemikalije, ki jih potrebujejo telo, tkiva, v katerih so celice, in celoten organizem.

Eden od načinov vizualizacije ER je kot niz sploščenih, zaprtih predelkov, povezanih z majhnimi odprtinami. Odprtina na enem koncu je pritrjena na zunanjo jedrsko membrano. Sploščene gube dajejo ER veliko površino, na kateri lahko izvaja svoje kemijske sintezne dejavnosti, in medsebojna povezanost predelkov omogoča, da proizvedene kemikalije prosto tečejo tja, kjer bodo uporabljene, predelane oz izvozi.

Kličejo se sploščeni oddelki endoplazemskega retikuluma cisterne, in vsi so popolnoma zaprti z eno samo močno zloženo zunanjo membrano. V vsakem oddelku je cisternalni prostor, ribosomi pa so pritrjeni na zunanji strani membrane RER.

Ker so predelki vsi segmenti znotraj ene same membrane, so med seboj povezani. Kemikalije, ki se sintetizirajo v enem oddelku, lahko tečejo skozi ER in nazaj v jedro. Ko ribosomi tvorijo beljakovine, lahko beljakovine prehajajo skozi ER membrano v enega od predelkov in se preselijo tja, kjer so potrebne.

Kot tovarna tudi ER proizvaja in predeluje kemikalije, ki jih potrebuje celica. Njegova velika površina zagotavlja prostor za kemične reakcije, gube, ki segajo v oddaljena območja celice, pa so idealna pot za distribucijo beljakovin in lipidov.

Navodila dobi prek messenger ribonukleinska kislina (mRNA) iz jedra, ki deluje na ribosome. Če proizvaja dodatne kemikalije, jih lahko shrani v cisternah, dokler jih ne potrebujejo.

Tovarna ER ima različne oddelke. Gladka ER deluje tako, da sintetizira svoje kemikalije na sami membrani ER, medtem ko je groba funkcija ER obdelava potrebnih beljakovin.

RER ima ribosome, ki delujejo kot miniaturne montažne linije za svoje izdelke. Membranske kemikalije delujejo kot polnilne postaje, ki omogočajo vstop proteina ribosoma v ER. Drugi mehanizmi sprejemajo kemikalije, ki jih proizvaja ER, in skrbijo za distribucijo v druge dele celice.

Nekatere tovarniške izdelke ER sam uporablja za rast in popravilo ali za izdelavo več ribosomov v jedru. Druge kemikalije se pošljejo v celico za uporabo za rast celic, delitev celic in popravilo celičnih membran. Drugi deli telesa potrebujejo še druge kemikalije in ER celice jih pošlje, da jih celica izloči v okoliško tkivo ali v krvni obtok.

Kot vsaka tovarna tudi ER izdeluje nekatere izdelke, druge pa dobavlja. Nekateri ribosomi ostanejo vezani na RER, drugi pa prosto plavajo v celici in se na ER pritrdijo šele, ko proizvajajo RER beljakovine. Na voljo morajo biti gradniki za kemični izdelek in potrebna energija, končni izdelek pa mora biti odposlan.

Tipični koraki za pravilno grobo funkcijo ER vključujejo naslednje:

• Oznaka gena: Celica se odloči, kateri protein je potreben, in določi ustrezne gene celične DNA za kopiranje.
  
• Genska transkripcija: Določeni geni se prepišejo na molekule mRNA.
• Dostava navodil: Molekule mRNA izstopajo iz jedro in najti ribosome, ki lahko tvorijo potrebne beljakovine.
• Kemična proizvodnja: Ribosomi se pritrdijo na RER in iz surovin iz celičnega citosola proizvajajo beljakovine v skladu s kodiranimi navodili.
• Dostava kemikalij: Ko ribosom sintetizira protein, se ta prenese v ER cisterne in pošlje tja, kjer je potreben.

Ko ribosomi dobijo navodila od mRNA, se postavijo na zunanjo površino RER in proizvedene beljakovine pošljejo v RER, da jih shranijo, dostavijo ali uporabijo.

The deoksiribonukleinska kislina (DNA), ki vsebuje originalno genetsko kodo, ne more zapustiti jedra in je znotraj notranje jedrske membrane. MRNA kopira gene, potrebne za proizvodnjo določenih kemikalij. Iz jedra lahko izstopi skozi posebne pore v notranji jedrski membrani, nato pa lahko vstopi v celični sol citosola, da poda potrebna navodila.

Če so navodila za protein RER, se mRNA veže na ribosom. Ribosom sledi navodilom in se pritrdi na RER.

DNA celice je dvoverižna vijačnica nukleinska kislina. Molekula mRNA je sestavljena v skladu z aminokislinskim zaporedjem v enem od obeh verig. Ko mRNA doseže ribosom, navodila mRNA omogočajo ponovno ustvarjanje aminokislinskega zaporedja DNA.

Ribozom lahko iz celičnega citosola vzame gradnike aminokislin in jih v pravilnem zaporedju sestavi, da tvori kompleksne beljakovine.

Sami ribosomi so sestavljeni iz ribosomske RNA in posebnih ribosomskih proteinov. En segment ribosoma bere navodila mRNA, drugi segment pa v skladu s tem gradi beljakovinske verige.

Z membrano vezani ribosomi sodelujejo pri sintetiziranju proteinov, določenih za ER, in produkt usmerjajo naravnost skozi membrano RER v cisterne RER. Ribosomi, ki proizvajajo beljakovine, ki niso RER, lahko ostanejo prosto plavajoči in sproščajo svoje beljakovine v celični citosol.

Ko začne prosto plavajoči ribosom proizvajati protein, namenjen RER, se pritrdi na posebno mesto RER, imenovano translocon. Beljakovine RER vsebujejo ciljni signal, ki ribosomu sporoča, kam naj gre.

Posebno proteinsko zaporedje ribosomu pove, da je protein, ki ga sintetizira, namenjen endoplazemskemu retikulumu. Pritrdi se na translokon, proizvede potrebno količino beljakovin, nato pa se loči in začne proizvajati druge beljakovine ali ostane vezan, vendar neaktiven.

Ko se ribosomi pridružijo tovarni beljakovin RER in delujejo kot miniaturni montažni trakovi, izdelki, ki prihajajo s linij, še niso pripravljeni za uporabo. Ribosomi so se zaradi posebnosti pritrdili na translokon in sintetizirali beljakovine za RER signalno zaporedje da vsebujejo beljakovine. RER odstrani signalno zaporedje iz beljakovin in jih zloži, da jih je mogoče shraniti ali poslati po potrebi.

ER potrebuje nekaj proizvedenih beljakovin za lastno uporabo. ER membrano je treba popraviti in vzdrževati, celica pa lahko raste in potrebuje več ER materiala.

Da bi obdržal beljakovino, ki jo potrebuje, ER priloži novo signalno zaporedje, ki beljakovino označi kot tisto, ki bo ostala v cisternah. Ti se imenujejo endoplazemski retikulum rezidenčne beljakovinein podpirajo funkcijo endoplazemskega retikuluma.

Beljakovine, ki jih ER sama ne potrebuje, se hranijo v cisternah, dokler jih ne pošljejo na eno od treh mest:

• Jedro: Zunanja membrana ER se nadaljuje kot zunanja membrana jedra. To pomeni, da obstaja tesna in neprekinjena povezava, ki omogoča beljakovinam ER enostaven dostop do jedra.
• Zunaj celice: Celice z aktivno sintezo beljakovin ER pogosto izločajo snovi za uporabo zunaj celice.
  
• V celici: Celica sama potrebuje nekaj beljakovin za rast in popravilo.

Jedro potrebuje veliko različnih vrst beljakovin za kopiranje DNA, vzdrževanje membrane, delitev celic in ustvarjanje ribosoma. Ima enostaven in hiter dostop do teh beljakovin prek povezave do ER.

Proteini ER so prisotni znotraj skupna ER / jedro zunanja membrana vendar zunaj notranja jedrska membrana. Izbrani proteini lahko vstopijo v jedro skozi posebne pore v notranji membrani, saj jih jedro potrebuje.

Medtem ko ima jedro neposreden dostop do proteinov ER zaradi zunanje membranske povezave, preostanek celice in tkiva zunaj celice potrebujejo transportni mehanizem za dostavo ER kemikalij. Če bi ER sproščal svoje kemikalije v citosol, bi reagirali z drugimi snovmi, kot je kisik, in izgubili svojo učinkovitost.

Namesto tega ER pošlje svoje kemikalije ostalim celicam in drugim tkivom v posebnih posodah.

ER je razvil metodo, s katero zagotavlja, da kemikalije, predelane in shranjene v ER, prispejo nespremenjene na cilj. Skupni cilj teh kemikalij je Golgijev aparat, ki se nahaja v bližini ER v celični plazmi. Golgijev aparat prevzame ER kemikalije in jih nadalje obdela, dodaja signalna zaporedja, ki določajo cilje in lokacije, kjer so kemikalije potrebne.

Ta porazdelitev kemikalij poteka znotraj vezikule tvorijo ER in Golgijev aparat.

Na primer, potem ko protein sintetizira ribosom, pritrjen na RER, se nadalje predela v ER in nato preide v gladki endoplazemski retikulum. Gladka ER s svojo membrano tvori žep, vstavi beljakovino v notranjost in embalažo loči od ER kot neodvisen, popolnoma zaprt vezikul.

Mehurček običajno potuje do Golgijevega aparata, kjer beljakovina prejme oznako s svojo tarčo. Če je beljakovina potrebna v celici, jo vezikula dostavi v drugo organelo, kot je mitohondrije ali a lizosom. Mehurček se lahko pridruži zunanji membrani organele in sprosti protein znotraj organele.

Če je beljakovina potrebna zunaj celice, mehurček potuje do zunanje celične membrane, se pridruži membrani in sprosti protein zunaj. Učinek je, da celica izloča beljakovine v okoliško tkivo.

Medtem ko nekatere specializirane celice, kot so krvne celice, nimajo niti jedra niti ER, večina celic v kompleksnih organizmih potrebujejo ER za obdelavo beljakovin RER in nemoteno sintezo lipidov ER, ki so bistvenega pomena za celice preživetje.

Prokariontski celice, kot so bakterije, nimajo ER, delujejo pa na veliko preprostejši ravni, pri čemer se kemikalije sintetizirajo in sproščajo v splošni celični plazmi. Evkariontski celice, kakršne najdemo pri živalih, za izvajanje svojih specializiranih operacij zahtevajo zapleteno funkcionalnost ER.