ендоплазматичний ретикулум (ER) являє собою зв’язану з мембраною органелу клітини, мембрана якої складена в плоскі відділи. шорсткий ендоплазматичний ретикулум (RER) - це спеціалізована область, в якій рибосоми прикріплюються до поверхневих складок, надаючи ER грубого вигляду.
Наявність рибосом надає RER особливу та додаткову здатність переробляти специфічні білки, необхідні клітині. Клітини, які виробляють багато білків, мають велику кількість рибосом на RER.
ER-мембрана є продовженням зовнішньої мембрани ядра. ER-мембрана з’єднує різні канальці або відділи та саме ядро. Груба ER - це білкова фабрика.
Де RER та його рибосоми спеціалізуються на синтезі та переробці білків, решта ER називається гладка ендоплазматична сітка (SER, який не має прикріплених рибосом), виробляє ліпіди та інші хімічні речовини, необхідні організму, тканинам, в яких розташовані клітини, і загальному організму.
Структура ЕР ідеальна для хімічного синтезу
Один із способів візуалізації ER - це серія сплощених закритих відсіків, з'єднаних між собою невеликими отворами. Отвір на одному кінці прикріплений до зовнішньої ядерної мембрани. Зрівняні складки дають ER велику площу поверхні, на якій можна здійснювати свою діяльність з хімічного синтезу, та взаємозв'язок відсіків дозволяє виробленим хімічним речовинам вільно надходити туди, де вони будуть використовуватися, перероблятися або експортується.
Звищені відділи ендоплазматичної сітки називаються цистерни, і всі вони повністю закриті єдиною, сильно складеною зовнішньою мембраною. Усередині кожного відсіку є цистернальний простір, а рибосоми прикріплені на зовнішній стороні мембрани RER.
Оскільки всі відділення є сегментами всередині єдиної мембрани, вони взаємопов’язані. Хімічні речовини, які синтезуються в одному відсіку, можуть надходити через ER і назад до ядра. Коли рибосоми виробляючи білки, білки можуть пройти через ER-мембрану в один із відділів і мігрувати туди, де вони необхідні.
Функція ендоплазматичного ретикулума - це функція хімічної фабрики
Як і фабрика, ER виробляє та переробляє хімічні речовини, необхідні клітині. Велика площа поверхні забезпечує простір для хімічних реакцій, а складки, що простягаються у віддалені райони клітини, роблять її ідеальним шляхом для розподілу білків та ліпідів.
Він отримує свої інструкції через месенджер рибонуклеїнова кислота (мРНК) з ядра, що діє на рибосоми. Якщо він виробляє додаткові хімічні речовини, він може зберігати їх у цистернах, поки вони не знадобляться.
Завод ER має різні секції. Гладка ЕР працює над синтезом хімічних речовин на самій мембрані ЕР, тоді як груба функція ЕР полягає в обробці необхідних білків.
RER має рибосоми, кожна з яких працює як мініатюрні складальні лінії для своєї продукції. Мембранні хімічні речовини виступають в якості завантажувальних доків, щоб пропускати білки рибосоми в ER. Інші механізми приймають хімічні речовини, що виробляються ER, і здійснюють розподіл в інші частини клітини.
Деякі продукти фабрики використовуються самою ER для росту та відновлення або для виробництва більшої кількості рибосом в ядрі. Інші хімічні речовини направляються в клітину для використання для росту клітин, поділ клітин і відновлення клітинних мембран. Інші хімічні речовини потрібні іншим частинам тіла, і ER клітини відправляє їх для секреції клітиною в навколишні тканини або в серцево-судинна система.
Завод ER має складні операції
Як і будь-яка фабрика, ER виробляє деякі товари самостійно, а інші постачає. Деякі рибосоми залишаються прикріпленими до RER, тоді як інші вільно плавають у клітині і прикріплюються до ER лише тоді, коли вони виробляють білки RER. Складові блоки для хімічного продукту та необхідна енергія повинні бути в наявності, а кінцевий продукт повинен бути відвантажений.
Типові кроки для належної грубої функції ER включають наступне:
-
Позначення гена: Клітина вирішує, який білок необхідний, і призначає відповідні гени клітинної ДНК для копіювання.
- Транскрипція гена: Позначені гени транскрибуються на молекули мРНК.
- Подання інструкції: Молекули мРНК виходять з ядро і знайти рибосоми, які можуть виробляти необхідний білок.
- Хімічне виробництво: Рибосоми приєднуються до RER і використовують сировину з клітинного цитозолю для отримання білка відповідно до закодованих інструкцій.
- Хімічна доставка: Оскільки рибосома синтезує білок, він переноситься в цистерни ER і направляється туди, де він необхідний.
Коли рибосоми отримують вказівки від іРНК, вони займають своє місце на зовнішній поверхні RER і відправляють продукований білок в RER для зберігання, доставки або використання.
Транскрипція та доставка генетичного коду
дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК), що містить оригінальний генетичний код, не може покинути ядро і міститься всередині внутрішньої ядерної мембрани. МРНК копіює гени, необхідні для виробництва певних хімічних речовин. Він може вийти з ядра через спеціальні пори у внутрішній ядерній мембрані, а потім може потрапити в клітинний цитозоль для надання необхідних інструкцій.
Якщо інструкції стосуються білка RER, мРНК зв’язується з рибосомою. Рибосома слідує інструкціям і прикріплюється до RER.
ДНК клітини є дволанцюговою спіраллю нуклеїнові кислоти. Молекула мРНК збирається відповідно до амінокислотної послідовності в одному з двох ланцюгів. Коли мРНК досягає рибосоми, інструкції щодо мРНК дозволяють відтворити амінокислотну послідовність ДНК.
Рибосома може приймати амінокислотні будівельні блоки з клітинного цитозолю і збирати їх у правильній послідовності, утворюючи складні білки.
Рибосоми формують необхідні білки
Самі рибосоми складаються з рибосомної РНК та особливих рибосомних білків. Один сегмент рибосоми читає інструкції щодо мРНК, а другий сегмент відповідно будує білкові ланцюги.
Зв’язані з мембраною рибосоми займаються синтезом білків, призначених для ER, і направляють свій продукт прямо через мембрану RER в цистерни RER. Рибосоми, які виробляють білки, не пов'язані з RER, можуть залишатися вільно плаваючими і вивільняти свої білки в клітинний цитозоль.
Коли вільно плаваюча рибосома починає виробляти білок, призначений для RER, вона приєднується до спеціального сайту RER, який називається транслокон. Білки RER містять сигнал націлювання, щоб повідомити рибосому, куди йти.
Спеціальна послідовність білків повідомляє рибосомі, що білок, який вона синтезує, призначений для ендоплазматичної сітки. Він приєднується до транслокона, виробляє необхідну кількість білка, а потім або від'єднується, і починає виробляти інші білки, або залишається приєднаним, але неактивним.
RER обробляє та зберігає білки, синтезовані рибосомами
Коли рибосоми приєднуються до фабрики білків RER і виконують роль мініатюрних складальних ліній, продукти, що виходять з ліній, ще не готові до використання. Рибосоми прикріпилися до транслокону і синтезували білки для RER через особливе послідовність сигналізації що білки містили. RER видаляє сигнальну послідовність з білків і згортає їх, щоб їх можна було зберігати або транспортувати за необхідності.
ER потребує частини вироблених білків для власного використання. ER-мембрану потрібно ремонтувати та підтримувати, і клітина може рости і потребуватиме більше ER-матеріалу.
Щоб зберегти необхідний йому білок, ER приєднує нову сигнальну послідовність, що позначає білок як такий, який буде залишатися всередині цистерн. Вони називаються ендоплазматичним ретикулумом резидентні білки, і вони підтримують функцію ендоплазматичного ретикулума.
ER розподіляє синтезовані білки за необхідністю
Білки, не потрібні самому ER, зберігаються в цистернах, поки їх не відправлять в одне з трьох місць:
- Ядро: Зовнішня мембрана ER триває як зовнішня мембрана ядра. Це означає, що існує тісний і безперервний зв'язок, що дозволяє білкам ER легко отримати доступ до ядра.
-
Поза камерою: Клітини з активним синтезом білка ER часто виділяють речовини для використання поза клітиною.
- Усередині клітини: Клітина сама потребує деяких білків для росту та відновлення.
Ядру потрібно багато різних видів білків для копіювання ДНК, підтримки мембрани, поділу клітин та створення рибосом. Він має легкий і швидкий доступ до цих білків через посилання на ER.
Білки ER присутні в межах загальна ER / ядро зовнішньої мембрани але за межами внутрішня ядерна мембрана. Виділені білки можуть потрапляти в ядро через спеціальні пори у внутрішній мембрані, оскільки ядро в них потребує.
У той час як ядро має прямий доступ до білків ER через зовнішню мембранну ланку, решта клітини та тканини поза клітиною потребують транспортного механізму для доставки ER хімікатів. Якби ER випустив свої хімічні речовини в цитозоль, вони реагували б з іншими речовинами, такими як кисень, і втрачали б свою ефективність.
Натомість ER надсилає свої хімічні речовини до решти клітини та інших тканин у спеціальних контейнерах.
Везикули розподіляють речовини ER там, де вони потрібні
ER розробив метод забезпечення того, щоб хімічні речовини, що переробляються та зберігаються в ER, незміненими надходили до місця призначення. Загальною метою цих хімічних речовин є Апарат Гольджі, що знаходиться поблизу ЕР в клітинній цитоплазмі. Апарат Гольджі приймає хімічні речовини ER та обробляє їх, додаючи послідовності сигналів, які визначають цілі та місця, де потрібні хімікати.
Цей розподіл хімічних речовин відбувається всередині везикули утворені ЕР та апаратом Гольджі.
Наприклад, після того, як білок синтезується рибосомою, приєднаною до RER, він далі обробляється в ER, а потім мігрує в гладкий ендоплазматичний ретикулум. Гладкий ER утворює кишеню з мембраною, поміщає білок всередину і від’єднує упаковку від ER як незалежну, повністю закриту пухирець.
Зазвичай пухирець рухається до апарату Гольджі, де білок отримує мітку з ціллю. Якщо білок необхідний всередині клітини, міхур доставляє його до іншої органели, наприклад мітохондрії або a лізосома. Везикула може приєднуватися до зовнішньої мембрани органели і вивільняти білок всередині органели.
Якщо білок необхідний поза клітиною, везикула рухається до зовнішньої клітинної мембрани, приєднується до мембрани і вивільняє білок назовні. Ефект полягає в тому, що клітина виділяє білок в навколишні тканини.
Тільки примітивні клітини можуть вижити без ендоплазматичного ретикулума
Хоча деякі спеціалізовані клітини, такі як клітини крові, не мають ні ядра, ні ER, більшість клітин у складних організмах потрібна ER для обробки білка RER та плавного синтезу ліпідів ER, які є важливими для клітини виживання.
Прокаріотичний клітини, такі як бактерії, не мають ER, але вони функціонують на набагато простішому рівні, при цьому хімічні речовини синтезуються і виділяються в загальній клітинній цитоплазмі. Еукаріотичний клітини, такі як ті, що знаходяться у тварин, потребують складної функціональності ER для здійснення своїх спеціалізованих операцій.
