Značilnosti, struktura in funkcije gladkega endoplazmatskega retikuluma



The Gladek endoplazmatski retikulum membranske celične organele, prisotne v evkariontskih celicah. V večini celic najdemo v majhnih razmerjih. V preteklosti je bil endoplazmatski retikulum razdeljen na gladko in grobo. Ta razvrstitev temelji na prisotnosti ribosomov v membranah ali ne.

Te gladke strukture nimajo pritrjenih na svoje membrane in so sestavljene iz mreže sakul in tubul, ki so med seboj povezane in porazdeljene po celični notranjosti. To omrežje je široko in velja za največje celično organelo

Ta organel je odgovoren za biosintezo lipidov, v nasprotju z grobim endoplazmičnim retikulumom, katerega glavna funkcija je sinteza in predelava beljakovin. V celici jo lahko vidimo kot cevno mrežo, ki je med seboj povezana, z bolj nepravilnim videzom v primerjavi z grobim endoplazmičnim retikulom..

To strukturo so leta 1945 prvič opazili raziskovalci Keith Porter, Albert Claude in Ernest Fullam.

Indeks

  • 1 Splošne značilnosti
    • 1.1 Lokacija
  • 2 Struktura
  • 3 Funkcije
    • 3.1 Biosinteza lipidov
    • 3.2 Fosfolipidi
    • 3.3 Holesterol
    • 3.4 Ceramidi
    • 3.5 Lipoproteini
    • 3.6 Izvoz lipidov
    • 3.7 Sarkoplazmični retikulum
    • 3.8 Reakcije razstrupljanja
    • 3.9 Odpornost na zdravila
    • 3.10 Glukoneogeneza
  • 4 Referenca

Splošne značilnosti

Gladki endoplazmatski retikulum je vrsta retikuluma z neurejenim omrežjem tubulov, ki nima ribosomov. Njegova glavna funkcija je sinteza membranskih strukturnih lipidov v evkariontskih celicah in hormonih. Sodeluje tudi pri homeostazi kalcija in reakcijah razstrupljanja celic.

Enzimsko je gladki endoplazmatski retikulum bolj vsestranski kot grob, kar mu omogoča izvajanje več funkcij.

Vse celice nimajo identičnega in homogenega gladkega endoplazmatskega retikuluma. Dejansko so v večini celic te regije precej redke in razlika med gladkim in grobim retikulom res ni zelo jasna..

Razmerje med gladko in grobo je odvisno od tipa in funkcije celice. V nekaterih primerih obe vrsti rešetk ne zasedata fizično ločenih regij, majhna območja brez ribosomov in drugih pokrovov..

Lokacija

V celicah, kjer je metabolizem lipidov aktiven, je gladki endoplazmatski retikulum zelo bogat.

Primeri so celice jeter, skorje nadledvične žleze, nevroni, mišične celice, jajčniki, moda in žleze lojnice. Celice, ki sodelujejo pri sintezi hormonov, imajo velike predele gladkega retikuluma, kjer so encimi sintetizirani..

Struktura

Gladka in groba endoplazmična retikulum tvorita neprekinjeno strukturo in sta enodelna. Mreža retikuluma je integrirana z jedrsko membrano.

Struktura retikuluma je precej zapletena, ker je v neprekinjenem lumnu (brez predelkov) več področij, ločenih z eno samo membrano. Razlikujemo naslednje cone: jedrsko ovojnico, periferno omrežje in medsebojno povezano cevno omrežje.

Zgodovinska delitev križa vključuje grobo in gladko. Vendar pa je ta ločitev stvar dolgotrajne razprave med znanstveniki. Rezervoarji imajo v svoji strukturi ribosome, zato je retikulum grob. Za razliko od teh tubulov primanjkuje teh organelov in zato se ta križ imenuje gladka.

Gladki endoplazmatski retikulum je bolj zapleten kot grob. Slednja ima bolj zrnato strukturo, zahvaljujoč prisotnosti ribosomov.

Tipična oblika gladkega endoplazmatskega retikuluma je poligonalno omrežje v obliki tubul. Te strukture so kompleksne in imajo veliko število vej, kar daje videz, podoben gobici.

V nekaterih tkivih, ki se gojijo v laboratoriju, je gladki endoplazmatski retikulum razvrščen v skupine nabitih cistern. Lahko se širijo vzdolž citoplazme ali se poravnajo z jedrskim ovojem.

Funkcije

Gladki endoplazmatski retikulum je predvsem odgovoren za sintezo lipidov, shranjevanje kalcija in razstrupljanje celic, zlasti v jetrnih celicah. V nasprotju s tem se biosinteza in modifikacija proteinov pojavljata v grobem. Spodaj je podrobno pojasnjeno vsako od navedenih funkcij:

Biosinteza lipidov

Gladki endoplazmatski retikulum je glavni predel, v katerem se sintetizirajo lipidi. Zaradi svoje lipidne narave teh spojin ni mogoče sintetizirati v vodnem okolju, kot je celični citosol. Njegovo sintezo je treba izvesti skupaj z obstoječimi membranami.

Te biomolekule so osnova vseh bioloških membran, ki so sestavljene iz treh tipov osnovnih lipidov: fosfolipidov, glikolipidov in holesterola. Glavne strukturne komponente membran so fosfolipidi.

Fosfolipidi

To so amfipatske molekule; Imajo polarno glavo (hidrofilno) in nepolarno ogljikovo verigo (hydrobica). Je molekula glicerola, povezana z maščobnimi kislinami in fosfatno skupino.

Sintezni proces poteka na citosolni strani membrane endoplazmatskega retikuluma. Koencim A sodeluje pri prenosu maščobnih kislin v glicerol 3 fosfat. Zahvaljujoč encimu, ki je zasidran v membrani, lahko v to vstavimo fosfolipide.

Encimi, prisotni na citosolni strani membrane retikuluma, lahko katalizirajo vezavo različnih kemijskih skupin na hidrofilni del lipida, kar povzroči nastanek različnih spojin, kot so fosfatidilholin, fosfatidilserin, fosfatidiletanolamin ali fosfatidilinozitol.

Ker se lipidi sintetizirajo, se dodajo le eni strani membrane (ne pozabite, da so biološke membrane urejene kot lipidni dvosloj). Da bi se izognili asimetrični rasti obeh strani, se morajo nekateri fosfolipidi premakniti na drugo polovico membrane.

Vendar pa se ta proces ne more zgoditi spontano, ker zahteva prehod polarne regije lipida v membrani. Flipaze so encimi, ki so odgovorni za vzdrževanje ravnotežja med lipidi dvosloja.

Holesterol

Tudi sintetizirajo se molekule holesterola. Strukturno je ta lipid sestavljen iz štirih obročev. Je pomembna sestavina živalskih plazemskih membran in tudi potrebna za sintezo hormonov.

Holesterol uravnava fluidnost membran, zato je v živalskih celicah tako pomemben.

Končni učinek na fluidnost je odvisen od koncentracij holesterola. Pri normalnih ravneh holesterola v membranah in ko so repi lipidov, ki ga sestavljajo, dolgi, holesterol deluje imobilizirajoče, kar zmanjšuje fluidnost membrane..

Učinek je obraten, če se raven holesterola zmanjša. Pri medsebojnem delovanju z repi lipidov je učinek, ki povzroča, ločevanje teh lipidov, s čimer se zmanjša fluidnost.

Ceramidi

Sinteza ceramidov se pojavi v endoplazmatskem retikulumu. Keramidi so pomembni predhodniki lipidov (ki niso glicerolni derivati) za plazemske membrane, kot so glikolipidi ali sfingomyelin. Ta pretvorba ceramida se pojavi v Golgijevem aparatu.

Lipoproteini

Gladki endoplazmatski retikulum je bogat v hepatocitih (jetrne celice). V tem razdelku nastane sinteza lipoproteinov. Ti delci so odgovorni za transport lipidov v različne dele telesa.

Izvoz lipidov

Lipide izvozimo preko sekretornih veziklov. Ker so biomembrane sestavljene iz lipidov, se lahko membrane veziklov spajajo z njimi in sproščajo vsebino v drugo organe.

Sarkoplazmični retikulum

V progastih mišičnih celicah obstaja vrsta visoko specializiranega gladkega endoplazmatskega retikuluma, ki ga tvorijo tubuli, imenovani sarkoplazmični retikulum. Ta predel obdaja vsak miofibril. Zanj je značilna uporaba kalcijevih črpalk in regulacija njihovega vnosa in sproščanja. Njegova vloga je posredovati krčenje in sprostitev mišic.

Če je v sarkoplazmičnem retikumu več kalcijevih ionov v primerjavi s sarkoplazmom, je celica v stanju mirovanja.

Reakcije razstrupljanja

Gladki endoplazmatski retikulum jetrnih celic sodeluje v reakcijah razstrupljanja za odstranitev strupenih spojin ali zdravil iz telesa.

Nekatere družine encimov, kot je citokrom P450, katalizirajo različne reakcije, ki preprečujejo kopičenje potencialno strupenih metabolitov. Ti encimi dodajajo hidroksilne skupine "škodljivim" molekulam, ki so hidrofobne in se nahajajo v membrani.

Nato se pojavi druga vrsta encima, imenovanega UDP glukuronil transferaza, ki dodaja molekule z negativnimi naboji. Tako spojine zapustijo celico, dosežejo kri in se izločijo z urinom. Nekatera zdravila, ki se sintetizirajo v retikumu, so barbiturati in tudi alkohol.

Odpornost na zdravila

Ko v obtok vstopijo visoke ravni strupenih metabolitov, se sprožijo encimi, ki sodelujejo pri teh detoksikacijskih reakcijah, kar povečuje njihovo koncentracijo. Prav tako pod takimi pogoji gladki endoplazmatski retikulum poveča svojo površino do dvakrat v samo nekaj dneh.

Zato se stopnja odpornosti na nekatera zdravila poveča in za dosego učinka je potrebno porabiti večje odmerke. Odziv na odpornost ni povsem specifičen in lahko povzroči odpornost na več zdravil hkrati. Z drugimi besedami, zloraba določenega zdravila lahko privede do neučinkovitosti drugega.

Glukoneogeneza

Glukoneogeneza je presnovna pot, pri kateri nastaja glukoza iz molekul, ki niso ogljikovi hidrati..

V gladkem endoplazmatskem retikulumu je encim glukoza 6 fosfataza, odgovoren za kataliziranje prehoda glukoze 6 fosfata v glukozo.

Referenca

  1. Borgese, N., Francolini, M., & Snapp, E. (2006). Arhitektura endoplazmatskega retikuluma: strukture v toku. Trenutno mnenje o biologiji celic, 18(4), 358-364.
  2. Campbell, N. A. (2001). Biologija: Koncepti in odnosi. Pearson Education.
  3. Angleščina, A. R., & Voeltz, G. K. (2013). Struktura endoplazmatskega retikuluma in medsebojne povezave z drugimi organeli. Perspektive hladnega pomladnega pristanišča v biologiji, 5(4), a013227.
  4. Eynard, A.R., Valentich, M.A., & Rovasio, R.A. (2008). Histologija in embriologija človeka: celične in molekularne baze. Ed Panamericana Medical.
  5. Voeltz, G.K., Rolls, M.M., & Rapoport, T.A. (2002). Strukturna organizacija endoplazmatskega retikuluma. EMBO poročila, 3(10), 944-950.