เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (เอ่อ) เป็นออร์แกเนลล์เซลล์ที่จับกับเมมเบรน ซึ่งเมมเบรนถูกพับเป็นช่องแบนๆ เอ็นโดพลาสมิกเรติคูลัมหยาบ (RER) เป็นสาขาเฉพาะที่ ไรโบโซม ยึดติดกับพื้นผิวพับ ทำให้ ER มีลักษณะหยาบ
การมีอยู่ของไรโบโซมทำให้ RER มีความสามารถพิเศษและเพิ่มเติมในการประมวลผลโปรตีนจำเพาะที่เซลล์ต้องการ เซลล์ที่ผลิตโปรตีนจำนวนมากจะมีไรโบโซมบน RER จำนวนมาก
เมมเบรน ER คือความต่อเนื่องของเยื่อหุ้มชั้นนอกของนิวเคลียส เมมเบรน ER เชื่อมต่อท่อหรือส่วนต่างๆ และนิวเคลียสเอง ER คร่าวๆ คือโรงงานผลิตโปรตีน.
โดยที่ RER และไรโบโซมของมันเชี่ยวชาญในการสังเคราะห์และแปรรูปโปรตีน ส่วนที่เหลือของ ER เรียกว่า เอ็นโดพลาสมิกเรติคูลัมเรียบ (SER ซึ่งไม่มีไรโบโซมติดอยู่) จะผลิตไขมันและสารเคมีอื่นๆ ที่ร่างกายต้องการ โดยเนื้อเยื่อที่เซลล์ตั้งอยู่และโดยสิ่งมีชีวิตโดยรวม
โครงสร้างของ ER เหมาะสำหรับการสังเคราะห์ทางเคมี
วิธีหนึ่งในการแสดงภาพ ER คือชุดของช่องที่ปิดสนิทและแบนซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยช่องเปิดขนาดเล็ก ช่องเปิดที่ปลายด้านหนึ่งติดกับเมมเบรนนิวเคลียร์ด้านนอก รอยพับที่แบนราบทำให้ ER มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่เพื่อดำเนินกิจกรรมการสังเคราะห์ทางเคมี และ การเชื่อมต่อระหว่างกันของส่วนต่างๆ ช่วยให้สารเคมีที่ผลิตขึ้นสามารถไหลได้อย่างอิสระไปยังที่ที่จะใช้ แปรรูป หรือ free ส่งออก
ช่องที่แบนของเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมเรียกว่า ถังน้ำและพวกเขาทั้งหมดถูกปิดไว้โดยสมบูรณ์ด้วยเมมเบรนชั้นนอกเพียงแผ่นเดียวที่พับอย่างแน่นหนา ภายในแต่ละช่องคือ is ช่องเก็บน้ำและไรโบโซมติดอยู่ที่ด้านนอกของเมมเบรนของ RER
เนื่องจากช่องเป็นส่วนทั้งหมดภายในเมมเบรนเดียว จึงเชื่อมต่อถึงกัน สารเคมีที่สังเคราะห์ขึ้นในช่องเดียวสามารถไหลผ่าน ER และกลับสู่นิวเคลียสได้ เมื่อ ไรโบโซม ผลิตโปรตีน โปรตีนสามารถผ่านเมมเบรน ER เข้าไปในช่องใดช่องหนึ่งและย้ายไปยังที่ที่ต้องการได้
ฟังก์ชันเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมเป็นของโรงงานเคมี
เช่นเดียวกับโรงงาน ER ผลิตและประมวลผลสารเคมีที่เซลล์ต้องการ พื้นที่ผิวขนาดใหญ่ทำให้มีที่ว่างสำหรับปฏิกิริยาเคมี และรอยพับที่ขยายไปยังพื้นที่ห่างไกลของเซลล์ทำให้เป็นช่องทางในการกระจายโปรตีนและไขมันในอุดมคติ
ได้รับคำแนะนำผ่าน through เมสเซนเจอร์ไรโบนิวคลีอิกแอซิด (เอ็มอาร์เอ็นเอ) จากนิวเคลียสที่กระทำต่อไรโบโซม หากผลิตสารเคมีเพิ่มเติม ก็สามารถเก็บไว้ในถังเก็บน้ำได้จนกว่าจะจำเป็น
โรงงาน ER มีส่วนต่างๆ ER ที่ราบรื่นจะทำงานเพื่อสังเคราะห์สารเคมีบนเมมเบรน ER ในขณะที่ฟังก์ชัน ER แบบคร่าวๆ คือการประมวลผลโปรตีนที่ต้องการ
RER มีไรโบโซมที่แต่ละตัวทำงานเป็นสายการประกอบขนาดเล็กสำหรับผลิตภัณฑ์ของตน สารเคมีเมมเบรนทำหน้าที่เป็นท่าเทียบเรือเพื่อให้โปรตีนไรโบโซมเข้าสู่ห้องฉุกเฉิน กลไกอื่นๆ ยอมรับสารเคมีที่ผลิตโดย ER และจัดการการกระจายไปยังส่วนอื่นๆ ของเซลล์
ผลิตภัณฑ์ของโรงงานบางส่วนถูกใช้โดย ER เพื่อการเจริญเติบโตและการซ่อมแซม หรือเพื่อผลิตไรโบโซมในนิวเคลียสมากขึ้น สารเคมีอื่นๆ จะถูกส่งไปยังเซลล์เพื่อใช้ในการเจริญเติบโตของเซลล์ การแบ่งเซลล์ และซ่อมแซมเยื่อหุ้มเซลล์ ส่วนอื่นของร่างกายยังต้องการสารเคมีอื่นๆ และ ER ของเซลล์ส่งสารเคมีเหล่านั้นออกไปเพื่อหลั่งออกจากเซลล์ไปยังเนื้อเยื่อรอบข้างหรือเข้าไปใน ระบบไหลเวียน.
โรงงาน ER มีการดำเนินงานที่ซับซ้อน
เช่นเดียวกับโรงงานอื่นๆ ER ผลิตผลิตภัณฑ์บางอย่างด้วยตัวเองและมีการส่งมอบอื่นๆ ไรโบโซมบางตัวยังคงติดอยู่กับ RER ในขณะที่บางชนิดลอยอย่างอิสระในเซลล์และยึดติดกับ ER ได้ก็ต่อเมื่อพวกมันผลิตโปรตีน RER ส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับผลิตภัณฑ์เคมีและพลังงานที่ต้องการต้องมี และผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายต้องถูกส่งออก
ขั้นตอนทั่วไปสำหรับฟังก์ชัน ER คร่าวๆ ที่เหมาะสมมีดังนี้:
-
การกำหนดยีน: เซลล์ตัดสินใจว่าต้องการโปรตีนชนิดใดและกำหนดยีนที่สอดคล้องกันของ DNA ของเซลล์เพื่อการคัดลอก
- การถอดความยีน: ยีนที่กำหนดจะถูกถ่ายทอดไปยังโมเลกุล mRNA
- การส่งมอบคำสั่ง: โมเลกุล mRNA ออกจาก นิวเคลียส และหาไรโบโซมที่สามารถผลิตโปรตีนที่จำเป็นได้
- การผลิตสารเคมี: ไรโบโซมยึดติดกับ RER และใช้วัตถุดิบจากเซลล์ไซโทซอลเพื่อผลิตโปรตีนตามคำสั่งที่เข้ารหัสไว้
- การจัดส่งสารเคมี: เมื่อไรโบโซมสังเคราะห์โปรตีน โปรตีนจะถูกถ่ายโอนไปยังถังเก็บน้ำ ER และส่งไปยังที่ที่ต้องการ
เมื่อไรโบโซมได้รับคำแนะนำจาก mRNA พวกมันจะเข้ารับตำแหน่งที่พื้นผิวด้านนอกของ RER และส่งโปรตีนที่ผลิตขึ้นไปยัง RER เพื่อเก็บ นำส่ง หรือใช้
ถ่ายทอดและส่งมอบรหัสพันธุกรรม
กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) ที่มีรหัสพันธุกรรมดั้งเดิมไม่สามารถออกจากนิวเคลียสและอยู่ภายในเยื่อหุ้มนิวเคลียสภายใน mRNA คัดลอกยีนที่จำเป็นสำหรับการผลิตสารเคมีเฉพาะ มันสามารถออกจากนิวเคลียสผ่านรูพรุนพิเศษในเยื่อหุ้มนิวเคลียสภายใน และจากนั้นสามารถเข้าสู่เซลล์ไซโตซอลเพื่อส่งคำสั่งที่จำเป็น
หากคำแนะนำสำหรับโปรตีน RER mRNA จะจับกับไรโบโซม ไรโบโซมทำตามคำแนะนำและยึดติดกับ RER
DNA ของเซลล์เป็นเกลียวคู่ของ กรดนิวคลีอิก. โมเลกุล mRNA ถูกประกอบขึ้นตามลำดับกรดอะมิโนในหนึ่งในสองสาย เมื่อ mRNA ไปถึงไรโบโซม คำสั่ง mRNA จะอนุญาตให้สร้างลำดับกรดอะมิโนของ DNA ขึ้นใหม่
ไรโบโซมสามารถนำหน่วยการสร้างกรดอะมิโนจากเซลล์ไซโทซอลและประกอบเข้าด้วยกันในลำดับที่ถูกต้องเพื่อสร้างโปรตีนที่ซับซ้อน
ไรโบโซมสร้างโปรตีนที่จำเป็น
ไรโบโซมเองประกอบด้วยไรโบโซมอาร์เอ็นเอและโปรตีนไรโบโซมพิเศษ ส่วนหนึ่งของไรโบโซมอ่านคำสั่ง mRNA และส่วนที่สองจะสร้างสายโปรตีนตามลำดับ
ไรโบโซมที่จับกับเมมเบรนเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีนที่กำหนดไว้สำหรับ ER และกำลังส่งผลิตภัณฑ์ผ่านเมมเบรน RER เข้าไปในถังเก็บน้ำ RER โดยตรง ไรโบโซมที่ผลิตโปรตีนที่ไม่ใช่ RER สามารถลอยตัวได้อย่างอิสระและปล่อยโปรตีนของพวกมันเข้าไปในเซลล์ไซโตซอล
เมื่อไรโบโซมที่ลอยอิสระเริ่มผลิตโปรตีนสำหรับ RER มันจะเกาะติดตัวเองกับไซต์ RER พิเศษที่เรียกว่า translocon. โปรตีน RER มีสัญญาณการกำหนดเป้าหมายเพื่อให้ไรโบโซมรู้ว่าจะไปที่ใด
ลำดับโปรตีนพิเศษบอกไรโบโซมว่าโปรตีนที่สังเคราะห์นั้นมีไว้สำหรับเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัม มันยึดตัวเองกับทรานส์โลคอน ผลิตโปรตีนในปริมาณที่ต้องการ จากนั้นจึงแยกออกและเริ่มสร้างโปรตีนอื่นๆ หรือติดอยู่แต่ไม่ทำงาน
RER ประมวลผลและจัดเก็บโปรตีนที่สังเคราะห์โดยไรโบโซม
เมื่อไรโบโซมเข้าร่วมโรงงานโปรตีน RER และทำหน้าที่เป็นสายการประกอบขนาดเล็ก ผลิตภัณฑ์ที่ออกจากสายการผลิตยังไม่พร้อมสำหรับการใช้งาน ไรโบโซมยึดติดกับ translocon และสังเคราะห์โปรตีนสำหรับ RER เนื่องจากคุณสมบัติพิเศษ ลำดับการส่งสัญญาณ ที่โปรตีนนั้นมีอยู่ RER จะลบลำดับการส่งสัญญาณออกจากโปรตีนและพับเก็บเพื่อให้สามารถจัดเก็บหรือจัดส่งได้ตามต้องการ
ER ต้องการโปรตีนที่ผลิตออกมาเพื่อใช้เอง เมมเบรน ER จะต้องได้รับการซ่อมแซมและบำรุงรักษา และเซลล์อาจกำลังเติบโตและต้องการวัสดุ ER เพิ่มเติม
เพื่อรักษาโปรตีนที่ต้องการ ER แนบลำดับการส่งสัญญาณใหม่ที่กำหนดโปรตีนเป็นโปรตีนที่จะอยู่ภายในถังเก็บน้ำ เหล่านี้เรียกว่าเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม โปรตีนที่อยู่อาศัยและสนับสนุนการทำงานของเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัม
ER แจกจ่ายโปรตีนสังเคราะห์ตามความจำเป็น
โปรตีนที่ ER ไม่ต้องการจะถูกเก็บไว้ในถังเก็บน้ำจนกว่าจะถูกส่งไปยังหนึ่งในสามแห่ง:
- นิวเคลียส: เยื่อหุ้มชั้นนอกของ ER จะดำเนินต่อไปในขณะที่เยื่อหุ้มชั้นนอกของนิวเคลียส ซึ่งหมายความว่ามีการเชื่อมโยงที่แน่นแฟ้นและต่อเนื่องทำให้โปรตีน ER เข้าถึงนิวเคลียสได้ง่าย
-
นอกเซลล์: เซลล์ที่มีการสังเคราะห์โปรตีน ER แบบแอคทีฟมักจะหลั่งสารสำหรับใช้ภายนอกเซลล์
- ภายในเซลล์: เซลล์เองต้องการโปรตีนเพื่อการเจริญเติบโตและการซ่อมแซม
นิวเคลียสต้องการโปรตีนหลายชนิดสำหรับการคัดลอกดีเอ็นเอ การบำรุงรักษาเยื่อหุ้มเซลล์ การแบ่งเซลล์ และการสร้างไรโบโซม สามารถเข้าถึงโปรตีนเหล่านี้ได้ง่ายและรวดเร็วผ่านลิงก์ไปยัง ER
โปรตีน ER มีอยู่ภายใน ER ทั่วไป/เยื่อหุ้มชั้นนอกนิวเคลียส แต่ภายนอก เยื่อหุ้มนิวเคลียสชั้นใน. โปรตีนที่เลือกสามารถเข้าสู่นิวเคลียสผ่านรูพรุนพิเศษในเยื่อหุ้มชั้นในได้ตามที่นิวเคลียสต้องการ
ในขณะที่นิวเคลียสสามารถเข้าถึงโปรตีน ER ได้โดยตรงเนื่องจากการเชื่อมโยงของเยื่อหุ้มชั้นนอก ส่วนที่เหลือของเซลล์และเนื้อเยื่อภายนอกเซลล์ต้องการกลไกการขนส่งเพื่อส่งสารเคมี ER หาก ER ปล่อยสารเคมีเข้าไปในไซโตซอล สารเคมีเหล่านั้นจะทำปฏิกิริยากับสารอื่นๆ เช่น ออกซิเจน และสูญเสียประสิทธิภาพไป
ER จะส่งสารเคมีไปยังส่วนที่เหลือของเซลล์และเนื้อเยื่ออื่น ๆ ในภาชนะพิเศษแทน
ถุงจะแจกจ่ายสาร ER ไปยังที่ที่ต้องการ
ER ได้พัฒนาวิธีการสร้างความมั่นใจว่าสารเคมีที่ผ่านกระบวนการและจัดเก็บใน ER จะมาถึงปลายทางโดยไม่เปลี่ยนแปลง เป้าหมายทั่วไปสำหรับสารเคมีเหล่านี้คือ เครื่องมือกอลจิซึ่งตั้งอยู่ใกล้กับ ER ในเซลล์ไซโตพลาสซึม เครื่องมือ Golgi ใช้สารเคมี ER และดำเนินการต่อไป โดยเพิ่มลำดับสัญญาณที่ระบุเป้าหมายและตำแหน่งที่ต้องการสารเคมี
การกระจายสารเคมีนี้เกิดขึ้นภายใน ถุงน้ำ เกิดขึ้นจาก ER และอุปกรณ์ Golgi
ตัวอย่างเช่น หลังจากที่โปรตีนถูกสังเคราะห์โดยไรโบโซมที่ติดอยู่กับ RER โปรตีนนั้นจะถูกประมวลผลเพิ่มเติมใน ER แล้วจึงย้ายไปยังเอนโดพลาสมิกเรติเคิลที่เรียบ ER แบบเรียบจะสร้างกระเป๋าที่มีเมมเบรน วางโปรตีนไว้ข้างในและแยกบรรจุภัณฑ์ออกจาก ER ในลักษณะถุงน้ำที่ปิดสนิทอย่างอิสระ
ถุงมักจะเดินทางไปยังอุปกรณ์ Golgi ซึ่งโปรตีนได้รับแท็กที่มีเป้าหมาย หากจำเป็นต้องใช้โปรตีนภายในเซลล์ ถุงน้ำจะส่งไปยังออร์แกเนลล์อื่น เช่น ไมโตคอนเดรีย หรือ ไลโซโซม. ถุงน้ำสามารถเชื่อมต่อกับเยื่อหุ้มชั้นนอกของออร์แกเนลล์และปล่อยโปรตีนภายในออร์แกเนลล์
หากจำเป็นต้องใช้โปรตีนภายนอกเซลล์ ถุงน้ำจะเดินทางไปยังเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอก รวมเยื่อหุ้มเซลล์และปล่อยโปรตีนออกไปภายนอก ผลที่ได้คือเซลล์หลั่งโปรตีนเข้าสู่เนื้อเยื่อรอบข้าง
มีเพียงเซลล์ดึกดำบรรพ์เท่านั้นที่สามารถอยู่รอดได้หากไม่มีเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม
ในขณะที่เซลล์พิเศษบางอย่าง เช่น เซลล์เม็ดเลือดไม่มีทั้งนิวเคลียสหรือ ER แต่เซลล์ส่วนใหญ่ในสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อน complex ต้องการ ER เพื่อจัดการกับกระบวนการแปรรูปโปรตีน RER และการสังเคราะห์ไขมัน ER ที่ราบรื่นซึ่งจำเป็นต่อเซลล์ การอยู่รอด
โปรคาริโอต เซลล์ เช่น แบคทีเรีย ไม่มี ER แต่พวกมันทำงานในระดับที่ง่ายกว่ามาก โดยมีการสังเคราะห์สารเคมีและปล่อยในไซโตพลาสซึมของเซลล์ทั่วไป ยูคาริโอต เซลล์ เช่น เซลล์ที่พบในสัตว์ ต้องการฟังก์ชันที่ซับซ้อนของ ER เพื่อดำเนินการเฉพาะทาง