ทำไมอัณฑะจึงมี ER ที่ราบรื่นมากมาย?

ถ้ามีคนถามคุณว่า "งานหลักของเซลล์ที่มีชีวิตเกือบทั้งหมดคืออะไร" และถามหาคำตอบภายในห้าวินาที คุณจะว่าอย่างไร? "การถ่ายทอดยีนไปสู่รุ่นต่อไป" เป็นคำตอบที่สมเหตุสมผล แต่จริงๆ แล้วนี่เป็นคุณลักษณะของเซลล์มากกว่าหน้าที่ที่พวกเขาทำ "การแบ่งเซลล์ออกเป็นสองเซลล์เท่าๆ กัน" ก็เป็นคำตอบที่สามารถป้องกันได้เช่นกัน แต่นี่คือสิ่งที่เซลล์โดยคำจำกัดความทำที่จุดสิ้นสุดของชีวิตของพวกเขาเอง ไม่ใช่ในช่วงนั้น

ประถม งานของเซลล์คือการสร้างสิ่งต่าง ๆ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นโปรตีน โดยใช้คำแนะนำจาก DNA เดียวกัน (กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก) ที่มีรหัสพันธุกรรมสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมด โครงสร้างที่เรียกว่าไรโบโซมผลิตโปรตีนแต่ละตัว โปรตีนบางชนิดรวมเข้ากับเซลล์ เนื้อเยื่อ และอวัยวะ อื่น ๆ ถูกกำหนดให้เป็นเอนไซม์

ในยูคาริโอต (พืช เชื้อรา และสัตว์) ไรโบโซมเหล่านี้จำนวนมากติดอยู่กับคุณสมบัติหนักคล้ายเมมเบรน "เหมือนทางหลวง" ที่เรียกว่า เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม. มี 2 ​​แบบคือ "เรียบ" และ "หยาบ" เซลล์ตับ รังไข่ และอัณฑะมีความหนาแน่นสูง เอ็นโดพลาสมิกเรติคูลัมเรียบ(เรียบER, หรือ ง่ายๆ SER)ในขณะที่อวัยวะที่หลั่งโปรตีนจำนวนมาก เช่น ตับอ่อน มีเซลล์ที่อุดมไปด้วยเอนโดพลาสมิกเรติเคิล (ER .หยาบ, หรือ ง่ายๆ RER).

ก่อนที่จะสำรวจว่าส่วนประกอบใด ๆ ของเซลล์ทำอะไร ควรทบทวนว่าเซลล์ทั้งหมดคืออะไรและแตกต่างกันอย่างไรระหว่างสิ่งมีชีวิตประเภทต่างๆ

เซลล์ถูกเรียกว่าหน่วยการสร้างของชีวิต เพราะเป็นสิ่งมีชีวิตที่เล็กที่สุดซึ่งรวมถึงคุณสมบัติหลักที่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตโดยทั่วไป แม้แต่เซลล์ที่ง่ายที่สุดก็มีคุณสมบัติทางกายภาพสี่ประการ: เยื่อหุ้มเซลล์เพื่อป้องกันและยึดเซลล์ไว้ด้วยกัน ไซโตพลาสซึม เพื่อสร้างมวลจำนวนมากและเสนอเมทริกซ์ซึ่งปฏิกิริยาอาจเกิดขึ้นได้ ไรโบโซม เพื่อสร้างโปรตีน และ วัสดุทั่วไป ในรูปแบบของดีเอ็นเอ

ในขณะที่สิ่งมีชีวิตในโดเมน โปรคาริโอตา มักจะมีเซลล์ที่รวมเอาส่วนประกอบเหล่านี้เป็นหลัก และยังประกอบด้วยเซลล์เดียว สิ่งมีชีวิตในโดเมนอื่น ยูคาริโอตมีเซลล์ที่ซับซ้อนและหลากหลายมากขึ้น เซลล์ยูคาริโอตอย่างที่รู้กันว่ามีออร์แกเนลล์ต่างๆ เช่น such ไมโทคอนเดรีย คลอโรพลาสต์ กอลจิบอดีส์ และ เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม; พวกมันยังแยก DNA ของพวกมันออกจากนิวเคลียสซึ่งมีเยื่อหุ้มเซลล์และอาจจัดว่าเป็นออร์แกเนลล์ด้วย

โปรคาริโอต มีมาประมาณ 3.5 พันล้านปี ซึ่งหมายความว่ามันเกิดขึ้น "เพียง" ประมาณหนึ่งพันล้านปีหลังจากที่โลกได้ก่อตัวขึ้นอย่างสมบูรณ์ เชื่อกันว่ายูคาริโอตจะตามมาในอีกพันล้านปีข้างหน้า และหลักฐานบ่งชี้ว่าพวกเขาได้รับ เริ่มต้นด้วยโอกาสส่วนใหญ่ที่พบระหว่างแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนขนาดใหญ่และแบคทีเรียแอโรบิกที่มีขนาดเล็กกว่ามาก

• ในทฤษฎีเอนโดซิมบิอองต์นี้ แบคทีเรียขนาดใหญ่ "กิน" แบคทีเรียที่เล็กกว่า โดยทั้งคู่รอดชีวิต ผลที่ได้คือแบคทีเรียแอโรบิกขนาดใหญ่ที่มีแบคทีเรียที่กลายเป็นออร์แกเนลล์เรียกว่า ไมโตคอนเดรีย ปัจจุบันมีหน้าที่จัดหาความต้องการพลังงานส่วนใหญ่ของเซลล์เหล่านี้

นิวเคลียสประกอบด้วย DNA ที่แยกออกเป็นโครโมโซมจำนวนหนึ่ง โดยจำนวนทั้งหมดแตกต่างกันไปตามสปีชีส์ (มนุษย์มี 46) ระหว่างกระบวนการไมโทซิส เยื่อหุ้มนิวเคลียสจะสลายตัว โครโมโซมที่ผ่านแล้ว ที่ซ้ำกันเป็นคู่จะถูกดึงออกจากกัน และนิวเคลียสและเซลล์จะแบ่งออกเป็นโครงสร้างลูกสาวหลังจากนั้น อื่น ๆ.

ร่างกอลจิเป็นโครงสร้างที่คล้ายกับแพนเค้กเล็กๆ ที่หุ้มด้วยเมมเบรน พวกเขามีส่วนร่วมในการประมวลผลของโปรตีนและโมเลกุลที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่อื่น ๆ และสามารถขนส่งสารดังกล่าวระหว่างเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมและออร์แกเนลล์อื่น ๆ เช่นรถแท็กซี่ขนาดเล็ก

ประมาณครึ่งหนึ่งของพื้นผิวเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมดของเซลล์สัตว์ทั่วไป (รวมถึงเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอก) ประกอบด้วยออร์แกเนลล์ที่เรียกว่าเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม ประกอบด้วยเยื่อหุ้มพลาสมาคู่เดียวกันหลายชั้น หรือฟอสโฟลิปิดไบเลเยอร์ ซึ่งเป็นขอบเขตของออร์แกเนลล์ทั้งหมดและของเซลล์โดยรวม

ในขณะที่ตามที่ระบุไว้เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมถูกแบ่งออกเป็น ER แบบเรียบและ ER แบบหยาบ ความแตกต่างนี้หมายถึงส่วนต่างๆ ภายในช่องของออร์แกเนลล์เดียวกัน ดังนั้นคำจำกัดความ ER แบบหยาบมาตรฐานและคำจำกัดความ ER แบบเรียบจะทำให้เข้าใจผิดเล็กน้อย พวกเขาแนะนำว่าแต่ละอันแยกจากกันโดยสิ้นเชิง พูดในเชิงกายวิภาคขนาดเล็ก โดยแท้จริงแล้วพวกมันเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายเมมเบรนที่ใหญ่กว่าเดียวกัน

เอ็นโดพลาสมิกเรติคิวลัมทั้งสองประเภททำหน้าที่ในการประมวลผลและเคลื่อนย้ายผลิตภัณฑ์ของแอแนบอลิซึม ในกรณีหนึ่งคือโปรตีน และอีกกรณีหนึ่งคือไขมัน (และฮอร์โมนสเตียรอยด์บางชนิด) ในบางครั้ง บางส่วนของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมสามารถติดตามได้จากเยื่อหุ้มนิวเคลียสที่ด้านในของเซลล์ไปยังเยื่อหุ้มเซลล์ที่ขอบเซลล์ที่อยู่ห่างไกล

ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ คุณจะเห็นเซลล์ที่มีเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมที่กว้างขวาง คุณจะเห็นอะไรและจะอธิบายอย่างไร?

Smooth ER ได้ชื่อมา เช่นเดียวกับหลายๆ อย่างในด้านกายวิภาคศาสตร์และจุลกายวิภาค ไม่ได้มาจากความรู้สึกหรือรสชาติที่แท้จริง แต่มาจากรูปลักษณ์ภายนอก เนื่องจาก ER แบบเรียบไม่มีไรโบโซมความหนาแน่นสูง (ซึ่งปรากฏเป็นสีเข้มบนกล้องจุลทรรศน์) ที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ ดูเหมือนว่ามันคืออะไร: โครงข่ายเล็กๆ ของหลอดที่เชื่อมต่อถึงกัน ER ทุกประเภทเป็นหัวใจสำคัญของระบบรถไฟใต้ดินแบบกลวงผ่านไซโตพลาสซึมที่ "เหนอะหนะ" ทำให้สิ่งต่าง ๆ เคลื่อนที่เร็วขึ้นทั่วทั้งเซลล์

ฟังก์ชั่น: Smooth ER มีหน้าที่สำคัญหลายประการ มันสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และฮอร์โมนสเตียรอยด์ (รวมถึงฮอร์โมนเพศชายในอัณฑะ) ช่วยในการล้างพิษของสารเคมีที่กินเข้าไป ตั้งแต่ยาที่ต้องสั่งโดยแพทย์ไปจนถึงยาพิษในครัวเรือน ทำหน้าที่เป็นคลังเก็บแคลเซียมไอออนในเซลล์กล้ามเนื้อซึ่งมี ER เรียบชนิดพิเศษที่เรียกว่า sarcoplasmic reticulum เก็บแคลเซียมไอออนที่จำเป็นในการเริ่มการหดตัวของเซลล์กล้ามเนื้อ

Rough ER ได้ชื่อมาจากลักษณะที่ปรากฏ ซึ่งคล้ายกับริบบิ้นที่พันกัน "มีจุด" ที่มีจุดสีเข้ม ในบางสถานที่เว้นระยะใกล้กันมาก และบางแห่งเว้นระยะห่างกันมากขึ้น "จุด" คือไรโบโซมหรือ "โรงงานโปรตีน" ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ไรโบโซมเองประกอบด้วยโปรตีนและกรดนิวคลีอิกชนิดพิเศษ

"ถุง" ที่แบนซึ่งประกอบขึ้นเป็น ER แบบหยาบจะยึดติดกับเยื่อหุ้มนิวเคลียส ดังนั้นความหนาแน่นของ ER ประเภทนี้ในเซลล์จึงอยู่ใกล้ศูนย์กลางมากที่สุด ซึ่งนิวเคลียสมีแนวโน้มจะอยู่ที่นิวเคลียส เช่นเดียวกับในออร์แกเนลล์ทั้งหมด เยื่อหุ้มรอบๆ ER ที่หยาบหลายเท่าเป็นเมมเบรนพลาสมาคู่ ไรโบโซมติดอยู่ที่ส่วนนอกของเมมเบรนนี้ กล่าวคือ ด้านที่หันไปทางไซโตพลาสซึมของเซลล์

ฟังก์ชั่น: นอกเหนือจากไรโบโซมแล้ว ER แบบคร่าวๆ ยังมีส่วนร่วมในการรับกรดอะมิโนและโพลีเปปไทด์ไปยังตำแหน่งการแปลหรือการสังเคราะห์โปรตีนบนไรโบโซม หลังจากที่ไรโบโซมสังเคราะห์โปรตีนอย่างเต็มที่และปล่อยไปเป็น ER แบบคร่าวๆ อาจมีหลายสิ่งหลายอย่างเกิดขึ้น โปรตีนอาจถูก "แท็ก" ด้วย "ฉลาก" ทางเคมีบนเยื่อหุ้มชั้นในของ ER ก่อนที่มันจะเข้าสู่ ลูเมนหรือช่องว่างภายใน มันอาจจะถูกประมวลผลในลูเมนเอง

ส่วนของ ER คร่าวๆ ประกอบด้วยสิ่งที่เรียกว่า หน่วยพับโปรตีนซึ่งทำตรงตามชื่อของพวกเขา เมื่อสร้างโปรตีนขึ้นครั้งแรก พวกมันจะมีอยู่เป็นเกลียว ซึ่งเป็นสายโซ่ของกรดอะมิโน แต่รูปร่างที่สุดยอดของโปรตีนนั้นรวมถึงการดัดและพับจำนวนมาก และมักจะเชื่อมสัมพันธ์ระหว่างกรดอะมิโนในส่วนต่างๆ ของสายโซ่ที่บิดเบี้ยวอยู่ในปัจจุบัน