Гладка характеристика, структура и функции на ендоплазмения ретикулум



на Гладък ендоплазмен ретикулум е мембранозна клетъчна органела, присъстваща в еукариотни клетки. В повечето клетки се среща в малки пропорции. Исторически, ендоплазменият ретикулум е разделен на гладък и груб. Тази класификация се основава на наличието или липсата на рибозоми в мембраните.

Гладката не притежава тези структури, прикрепени към нейните мембрани и е съставена от мрежа от мехурчета и тубули, свързани помежду си и разпределени по вътрешността на клетката. Тази мрежа е широка и се счита за най-голямата клетъчна органела

Тази органела е отговорна за биосинтеза на липидите, за разлика от грубия ендоплазмен ретикулум, чиято основна функция е синтез и обработка на протеини. Може да се види в клетката като тръбна мрежа, свързана една с друга, с по-неравномерен вид в сравнение с грубия ендоплазмен ретикулум..

Тази структура е наблюдавана за първи път през 1945 г. от изследователи Кийт Портър, Алберт Клод и Ернест Фулам.

индекс

  • 1 Общи характеристики
    • 1.1 Местоположение
  • 2 Структура
  • 3 Функции
    • 3.1 Липидна биосинтеза
    • 3.2 Фосфолипиди
    • 3.3 Холестерол
    • 3.4 Керамиди
    • 3.5 Липопротеини
    • 3.6 Износ на липиди
    • 3.7 Саркоплазмен ретикулум
    • 3.8 Реакции на детоксикация
    • 3.9 Резистентност към лекарства
    • 3.10 Глюконеогенеза
  • 4 Справочник

Общи характеристики

Гладкият ендоплазмен ретикулум е вид ретикулум с нарушена мрежа от тубули, в която липсват рибозоми. Неговата основна функция е синтеза на мембранни структурни липиди в еукариотни клетки и хормони. Участва в калциевата хомеостаза и клетъчните детоксикационни реакции.

Ензимно, гладката ендоплазмена ретикулум е по-гъвкава от грубата, позволявайки му да изпълнява повече функции.

Не всички клетки имат идентичен и хомогенен гладък ендоплазмен ретикулум. Всъщност в повечето от тези клетки тези райони са доста оскъдни и диференциацията между гладката и грубия ретикулум наистина не е много ясна..

Съотношението между гладка и груба зависи от типа и функцията на клетката. В някои случаи и двата вида решетки не заемат физически отделни региони, с малки площи без рибозоми и други покрития..

местоположение

В клетките, където активността на липидния метаболизъм е активна, гладката ендоплазмена ретикулум е много богата.

Примери за това са клетките на черния дроб, надбъбречната кора, невроните, мускулните клетки, яйчниците, тестисите и мастните жлези. Клетките, участващи в синтеза на хормони, имат големи отделения на гладък ретикулум, където се открива, че ензимите синтезират споменатите липиди..

структура

Гладък и груб ендоплазмен ретикулум образува непрекъсната структура и представлява единично отделение. Мембраната на ретикулума е интегрирана с ядрената мембрана.

Структурата на ретикулума е доста сложна, защото има няколко домена в непрекъснат лумен (без отделения), разделени от една мембрана. Могат да се разграничат следните зони: ядрената обвивка, периферната мрежа и взаимосвързаната тръбна мрежа.

Историческото разделение на мрежата включва груб и гладък. Това разделение обаче е въпрос на труден дебат сред учените. В резервоарите има рибозоми и следователно ретикулумът се счита за груб. За разлика от тях, тубулите нямат тези органели и по тази причина тази мрежа се нарича гладка.

Гладкият ендоплазмен ретикулум е по-сложен от грубия. Последната има по-зърнеста структура, благодарение на наличието на рибозоми.

Типичната форма на гладката ендоплазмена ретикулум е многоъгълна мрежа под формата на тубули. Тези структури са сложни и имат голям брой клони, което придава вид, подобен на гъба.

В някои тъкани, отглеждани в лабораторията, гладката ендоплазмена ретикулум се групира в групи от подредени цистерни. Те могат да се разпространяват по цитоплазмата или да се изравнят с ядрената обвивка.

функции

Гладкият ендоплазмен ретикулум е отговорен главно за липидния синтез, съхранението на калций и детоксикацията на клетките, особено в чернодробните клетки. За разлика от това, биосинтезата и модификацията на протеините се срещат грубо. По-долу е дадено подробно обяснение на всяка от гореспоменатите функции:

Липидна биосинтеза

Гладката ендоплазмена ретикулум е основното отделение, в което се синтезират липиди. Поради тяхната липидна природа, тези съединения не могат да бъдат синтезирани във водна среда, такава като клетъчния цитозол. Неговият синтез трябва да се извърши заедно със съществуващите мембрани.

Тези биомолекули са в основата на всички биологични мембрани, които са съставени от три вида основни липиди: фосфолипиди, гликолипиди и холестерол. Основните структурни компоненти на мембраните са фосфолипиди.

фосфолипиди

Това са амфипатни молекули; Те имат полярна глава (хидрофилна) и неполярна въглеродна верига (хидробица). Той е молекула глицерол, свързана с мастни киселини и фосфатна група.

Синтезният процес протича на цитозолната страна на ендоплазмената ретикулумна мембрана. Коензим А участва в трансфера на мастни киселини към глицерол 3 фосфат. Благодарение на ензима, закотвен в мембраната, фосфолипидите могат да бъдат вмъкнати в това.

Ензимите, присъстващи в цитозолната страна на ретикулумната мембрана, могат да катализират свързването на различни химически групи към хидрофилната част на липида, като водят до различни съединения като фосфатидилхолин, фосфатидилсерин, фосфатидилетаноламин или фосфатидилинозитол..

Тъй като липидите се синтезират, те се добавят само към едната страна на мембраната (като помним, че биологичните мембрани са подредени като липиден бислой). За да се избегне асиметричен растеж на двете страни, някои фосфолипиди трябва да се придвижат до другата половина на мембраната.

Този процес обаче не може да се случи спонтанно, тъй като изисква преминаване на полярната област на липида вътре в мембраната. Флипазите са ензими, които са отговорни за поддържането на баланс между липидите на бислоя.

холестерол

Молекулите на холестерола също се синтезират. Структурно този липид се състои от четири пръстена. Той е важен компонент в плазмените мембрани на животните и също така е необходим за синтеза на хормони.

Холестеролът регулира течливостта на мембраните и затова е толкова важен в животинските клетки.

Крайният ефект върху течливостта зависи от концентрациите на холестерола. При нормални нива на холестерол в мембраните и когато опашките на липидите, които го съставляват, са дълги, холестеролът действа като ги имобилизира, намалявайки течливостта на мембраната..

Ефектът е обратен, когато нивата на холестерола намаляват. При взаимодействие с опашките на липидите, ефектът, който причинява, е разделянето им, като по този начин се намалява течливостта.

серамиди

Синтезът на керамидите се среща в ендоплазмения ретикулум. Керамидите са важни липидни прекурсори (които не са глицеролови производни) за плазмените мембрани, като гликолипиди или сфингомиелин. Това превръщане на керамид се осъществява в апарата на Голджи.

липопротеини

Гладката ендоплазмена ретикулум е в изобилие в хепатоцитите (чернодробни клетки). В този компартмент настъпва синтеза на липопротеини. Тези частици са отговорни за транспортирането на липиди до различни части на тялото.

Липиден износ

Липидите се изнасят чрез секреторни везикули. Тъй като биомембраните са съставени от липиди, мембраните на везикулите могат да се сливат с тях и да освобождават съдържанието в друга органела.

Саркоплазматичен ретикулум

В набраздените мускулни клетки има вид на високоспециализиран гладък ендоплазмен ретикулум, образуван от тубули, наречени саркоплазматичен ретикулум. Това отделение обгражда всеки миофибрил. Характеризира се с калциеви помпи и регулира тяхното поемане и освобождаване. Неговата роля е да медиира контракцията и мускулната релаксация.

Когато има повече калциеви йони в саркоплазмения ретикулум в сравнение със саркоплазмата, клетката е в състояние на покой..

Детоксикационни реакции

Плавният ендоплазмен ретикулум на чернодробните клетки участва в детоксикационните реакции за отстраняване на токсични съединения или лекарства от организма.

Някои семейства ензими, като цитохром Р450, катализират различни реакции, които предотвратяват натрупването на потенциално токсични метаболити. Тези ензими добавят хидроксилни групи към "вредните" молекули, които са хидрофобни и се намират в мембраната.

Впоследствие, друг тип ензим, наречен UDP глюкуронил трансфераза, който добавя молекули с отрицателни заряди, влиза в игра. Ето как съединенията напускат клетката, достигат до кръвта и се елиминират с урината. Някои лекарства, които се синтезират в ретикулума са барбитурати и също алкохол.

Устойчивост на лекарства

Когато в кръвообращението влизат високи нива на токсични метаболити, ензимите, включени в тези детоксикационни реакции, се задействат, увеличавайки тяхната концентрация. Също така, при тези условия гладката ендоплазмена ретикулум увеличава повърхността си до два пъти само за няколко дни.

Затова се повишава степента на резистентност към някои лекарства и за постигане на ефект е необходимо да се консумират по-високи дози. Тази реакция на резистентност не е напълно специфична и може да доведе до резистентност към няколко лекарства едновременно. С други думи, злоупотребата с дадено лекарство може да доведе до неефективност на друго.

глюконеогенезата

Глюконеогенезата е метаболитен път, при който се образува глюкоза от молекули, различни от въглехидрати.

В гладкия ендоплазмен ретикулум е ензим глюкоза 6 фосфатаза, отговорен за катализиране на преминаването на глюкоза 6 фосфат в глюкоза.

препратка

  1. Borgese, N., Francolini, M., & Snapp, E. (2006). Архитектура на ендоплазмения ретикулум: структури в поток. Текущо мнение в клетъчната биология, 18(4), 358-364.
  2. Кембъл, Н. А. (2001). Биология: Концепции и взаимоотношения. Образование в Пиърсън.
  3. Английски, A. R., & Voeltz, G. K. (2013). Структура на ендоплазмения ретикулум и взаимовръзки с други органели. Студената пролетна пристанищна перспектива в биологията, 5(4), a013227.
  4. Eynard, A.R., Valentich, M.A., & Rovasio, R.A. (2008). Хистология и ембриология на човека: клетъчни и молекулярни бази. Ed. Panamericana Medical.
  5. Voeltz, G.K., Rolls, M.M., & Rapoport, T.A. (2002). Структурна организация на ендоплазмения ретикулум. EMBO Доклади, 3(10), 944-950.