Vad är ett specialområde i endoplasmatisk retikulum?

De endoplasmatiska retiklet (ER) är en membranbunden cellorganell vars membran viks i plana fack. De grov endoplasmatisk retikulum (RER) är ett specialiserat område där ribosomer är fästa vid ytvikningarna, vilket ger ER ett grovt utseende.

Närvaron av ribosomerna ger RER en speciell och ytterligare förmåga att bearbeta specifika proteiner som behövs av cellen. Celler som producerar mycket proteiner har ett stort antal ribosomer på RER.

ER-membranet är en fortsättning på kärnans yttre membran. ER-membranet förbinder olika tubuli eller fack och själva kärnan. Den grova ER är en proteinfabrik.

Där RER och dess ribosomer är specialiserade på syntes och bearbetning av proteiner, kallas resten av ER, slät endoplasmatisk retikulum (SER, som inte har bifogade ribosomer), producerar lipider och andra kemikalier som behövs av kroppen, av vävnaderna i vilka cellerna finns och av den totala organismen.

Ett sätt att visualisera ER är som en serie av plana, slutna fack förbundna med små öppningar. En öppning i ena änden är fäst vid det yttre kärnmembranet. De platta veck ger ER en stor yta för att utföra sina kemiska syntesaktiviteter, och sammankoppling av fack gör att de producerade kemikalierna kan flöda fritt till var de ska användas, bearbetas eller exporteras.

De plana facken i det endoplasmiska nätverket kallas cisternaeoch alla är helt inneslutna av det enda, kraftigt vikta yttre membranet. Inuti varje fack finns cisternalt utrymmeoch ribosomerna är fästa på utsidan av RER-membranet.

Eftersom facken alla är segment inuti det enda membranet är de sammankopplade. Kemikalier som syntetiseras i ett fack kan flöda genom ER och tillbaka till kärnan. När ribosomer producerar proteiner, kan proteinerna passera genom ER-membranet i ett av facken och migrera dit de behövs.

Liksom en fabrik tillverkar och bearbetar ER de kemikalier som behövs för cellen. Dess stora yta ger plats för de kemiska reaktionerna, och veck som sträcker sig in i avlägsna delar av cellen gör den till en idealisk väg för distribution av proteiner och lipider.

Det får sina instruktioner genom budbärare ribonukleinsyra (mRNA) från kärnan som verkar på ribosomerna. Om den producerar extra kemikalier kan den lagras i cisternerna tills de behövs.

ER-fabriken har olika sektioner. Den smidiga ER arbetar för att syntetisera sina kemikalier på ER-membranet medan den grova ER-funktionen är att bearbeta de proteiner som krävs.

RER har ribosomerna som fungerar som miniatyrmonteringslinjer för sina produkter. Membrankemikalier fungerar som laddningsdockor för att släppa in ribosomproteinerna i ER. Andra mekanismer accepterar kemikalier som produceras av ER och hanterar distribution till andra delar av cellen.

Några av fabrikens produkter används av ER själv för tillväxt och reparation eller för att tillverka fler ribosomer i kärnan. Andra kemikalier skickas ut till cellen för att användas för celltillväxt, celldelning och reparation av cellmembranen. Ytterligare andra kemikalier behövs av andra delar av kroppen, och cellens ER skickar ut dem för att utsöndras av cellen i den omgivande vävnaden eller i cirkulationssystemet.

Liksom alla fabriker tillverkar ER vissa produkter själva och har andra levererade. Vissa ribosomer förblir fästa vid RER medan andra är fritt flytande i cellen och fäster bara vid ER när de producerar RER-proteiner. Byggstenarna för den kemiska produkten och den erforderliga energin måste finnas och slutprodukten måste transporteras ut.

Typiska steg för korrekt grov ER-funktion inkluderar följande:

• Genbeteckning: Cellen bestämmer vilket protein som behövs och anger motsvarande gener i cell-DNA för kopiering.
  
• Gentranskription: De angivna generna transkriberas till mRNA-molekyler.
• Instruktionsleverans: MRNA-molekylerna lämnar kärna och hitta ribosomer som kan producera det protein som behövs.
• Kemisk produktion: Ribosomerna fäster vid RER och använder råvaror från cellcytosolen för att producera ett protein enligt de kodade instruktionerna.
• Kemisk leverans: När ribosomen syntetiserar proteinet överförs det till ER-cisternerna och skickas dit det behövs.

När ribosomerna får sina instruktioner från mRNA tar de sin position på utsidan av RER och skickar det producerade proteinet till RER för att lagras, levereras eller användas.

De deoxiribonukleinsyra (DNA) som innehåller den ursprungliga genetiska koden kan inte lämna kärnan och finns i det inre kärnmembranet. MRNA kopierar gener som behövs för produktion av specifika kemikalier. Den kan lämna kärnan genom speciella porer i det inre kärnmembranet och kan sedan komma in i cellcytosolen för att leverera de instruktioner som krävs.

Om instruktionerna gäller ett RER-protein binder mRNA till en ribosom. Ribosomen följer instruktionerna och fäster vid RER.

Cellens DNA är en dubbelsträngad helix av nukleinsyror. MRNA-molekylen är sammansatt enligt aminosyrasekvensen i en av de två strängarna. När mRNA når ribosomen tillåter mRNA-instruktionerna att DNA-aminosyrasekvensen återskapas.

Ribosomen kan ta aminosyrabyggstenar från cellcytosolen och sätta ihop dem i rätt sekvens för att bilda komplexa proteiner.

Ribosomerna själva består av ribosomalt RNA och speciella ribosomala proteiner. Ett segment av ribosomen läser mRNA-instruktionerna och ett andra segment bygger proteinkedjorna därefter.

Membranbundna ribosomer är engagerade i att syntetisera proteiner som är avsedda för ER och trattar sin produkt rakt igenom RER-membranet in i RER-cisternerna. Ribosomer som tillverkar icke-RER-proteiner kan förbli fritt flytande och släppa sina proteiner i cellcytosolen.

När en fritt flytande ribosom börjar producera ett protein som är avsett för RER, fäster det sig till en speciell RER-plats som kallas en translocon. RER-proteinerna innehåller en riktningssignal för att låta ribosomen veta vart den ska gå.

En speciell proteinsekvens berättar för ribosomen att det protein som den syntetiserar är avsedd för det endoplasmiska retikulumet. Den fäster sig vid en translokon, producerar den nödvändiga mängden protein och lossnar sedan och börjar göra andra proteiner eller förblir fäst men inaktiv.

När ribosomerna går med i RER-proteinfabriken och fungerar som miniatyrmonteringslinjer är de produkter som kommer från linjerna ännu inte redo att användas. Ribosomerna fästa sig vid translokonen och syntetiserade proteinerna för RER på grund av det speciella signalsekvens som proteinerna innehöll. RER tar bort signalsekvensen från proteinerna och viker dem så att de kan lagras eller transporteras efter behov.

ER behöver några av de producerade proteinerna för eget bruk. ER-membranet måste repareras och underhållas, och cellen kan växa och behöver mer ER-material.

För att behålla ett protein som det behöver, fäster ER en ny signalsekvens som betecknar proteinet som ett som kommer att stanna kvar i cisternerna. Dessa kallas endoplasmatisk retikulum bosatta proteineroch de stöder den endoplasmiska retikulumfunktionen.

Proteiner som inte behövs av ER själv förvaras i cisternerna tills de skickas till en av tre platser:

• Kärnan: ER yttre membran fortsätter som kärnans yttre membran. Detta innebär att det finns en tät och kontinuerlig länk som möjliggör ER-proteiner enkel åtkomst till kärnan.
• Utanför cellen: Celler med aktiv ER-proteinsyntes utsöndrar ofta ämnen för användning utanför cellen.
  
• Inuti cellen: Cellen själv behöver några proteiner för tillväxt och reparation.

Kärnan behöver många olika typer av proteiner för DNA-kopiering, membranunderhåll, celldelning och ribosomskapande. Det har enkel och snabb tillgång till dessa proteiner genom länken till ER.

ER-proteinerna finns i gemensamt ER / kärnans yttre membran men utanför inre kärnmembran. Valda proteiner kan komma in i kärnan genom speciella porer i det inre membranet eftersom kärnan behöver dem.

Medan kärnan har direkt tillgång till ER-proteiner på grund av den yttre membranlänken, behöver resten av cellen och vävnaderna utanför cellen en transportmekanism för att leverera ER-kemikalier. Om läkaren släppte ut sina kemikalier i cytosolen, skulle de reagera med andra ämnen som syre och förlora sin effektivitet.

Istället skickar ER sina kemikalier till resten av cellen och andra vävnader i speciella behållare.

ER har utvecklat en metod för att säkerställa att kemikalier som bearbetas och lagras i ER kommer oförändrade till sin destination. Ett gemensamt mål för dessa kemikalier är Golgiapparat, belägen nära ER i cellcytoplasman. Golgi-apparaten tar in ER-kemikalier och bearbetar dem ytterligare och lägger till signalsekvenser som identifierar målen och platserna där kemikalierna behövs.

Denna distribution av kemikalier sker inuti blåsor bildas av ER och Golgi-apparaten.

Till exempel, efter att ett protein har syntetiserats av en ribosom fäst vid RER, bearbetas det vidare i ER och migrerar sedan till det släta endoplasmiska retikulumet. Den släta ER bildar en ficka med sitt membran, placerar proteinet inuti och lossar förpackningen från ER som en oberoende, helt sluten blåsan.

Blåsan reser vanligtvis till Golgi-apparaten där proteinet får en tagg med sitt mål. Om proteinet behövs i cellen, levererar vesikeln det till en annan organell såsom mitokondrier eller a lysosom. Blåsan kan gå med i organellens yttre membran och frigöra proteinet inuti organellen.

Om proteinet behövs utanför cellen, rör sig blåsan till det yttre cellmembranet, förenar membranet och släpper ut proteinet utanför. Effekten är att cellen utsöndrar proteinet i den omgivande vävnaden.

Medan vissa specialiserade celler som blodceller varken har en kärna eller en ER, är de flesta celler i komplexa organismer behöver ER för att hantera RER-proteinbearbetningen och den smidiga ER-lipidsyntesen som är nödvändiga för celler överlevnad.

Prokaryot celler, såsom bakterier, har inte en ER, men de fungerar på en mycket enklare nivå, med kemikalier som syntetiseras och frigörs i det allmänna cellcytoplasman. Eukaryot celler, som de som finns i djur, kräver ER: s komplexa funktionalitet för att utföra deras specialiserade operationer.