Характеристики, структура і функції гладкого ендоплазматичного ретикулуму

The Гладкий ендоплазматичний ретикулум являє собою мембранозний органел, присутній в еукаріотичних клітинах. У більшості клітин вона зустрічається в невеликих пропорціях. Історично ендоплазматичний ретикулум був розділений на гладкий і шорсткий. Ця класифікація ґрунтується на наявності або відсутності рибосом у мембранах.

Гладкі не мають цих структур, прикріплених до її мембранам і складаються з мережі молекул і канальців, з'єднаних один з одним і розподілених по всій клітці інтер'єру. Ця мережа широка і вважається найбільшою клітинною органелою

Ця органелла відповідальна за біосинтез ліпідів, на відміну від грубого ендоплазматичного ретикулума, основною функцією якого є синтез і обробка білків. Він може бути видно в клітці як трубчаста мережа, з'єднана один з одним, з більш нерівномірною зовнішністю порівняно з грубим ендоплазматичним ретикулом..

Цю структуру вперше спостерігали в 1945 році дослідники Кейт Портер, Альберт Клод і Ернест Фуллам.

Індекс

• 1 Загальна характеристика
  • 1.1 Розташування
• 2 Структура
• 3 Функції
  • 3.1 Біосинтез ліпідів
  • 3.2 Фосфоліпіди
  • 3.3. Холестерин
  • 3.4 Кераміди
  • 3.5. Ліпопротеїни
  • 3.6 Експорт ліпідів
  • 3.7 Саркоплазматичний ретикулум
  • 3.8 Реакції детоксикації
  • 3.9 Резистентність до лікарських засобів
  • 3.10 Глюконеогенез
• 4 Посилання

Загальна характеристика

Гладкий ендоплазматичний ретикулум є типом сітки з неупорядкованою мережею канальців, у яких немає рибосом. Її основною функцією є синтез мембранних структурних ліпідів в еукаріотичних клітинах і гормонах. Він також бере участь в гомеостазі кальцію і реакціях детоксикації клітин.

Ензиматично гладкий ендоплазматичний ретикулум є більш універсальним, ніж грубий, що дозволяє виконувати більше функцій.

Не всі клітини мають ідентичний і однорідний гладкий ендоплазматичний ретикулум. Насправді, у більшості клітин ці області є досить дефіцитними, і диференціація між гладким і грубим ретикулюмом дійсно не дуже чітка.

Співвідношення між гладким і грубим залежить від типу та функції клітини. У деяких випадках обидва типи ґрат не займають фізично окремих областей, з невеликими ділянками, вільними від рибосом і інших покривів..

Розташування

У клітинах, де активний ліпідний обмін, гладкий ендоплазматичний ретикулум дуже рясний.

Прикладами є клітини печінки, кори надниркових залоз, нейронів, м'язових клітин, яєчників, яєчок і сальних залоз. Клітини, що беруть участь у синтезі гормонів, мають великі відділи гладкого ретикулума, де виявлено, що ферменти синтезують зазначені ліпіди.

Структура

Гладка і шорстка ендоплазматична мережа утворює суцільну структуру і є єдиним відсіком. Мембрана ретикулума інтегрована з ядерною мембраною.

Структура ретикулума досить складна, оскільки в безперервному просвіті (без відсіків) є кілька доменів, розділених однією мембраною. Розрізняють такі зони: ядерну оболонку, периферійну мережу і взаємопов'язану трубчасту мережу.

Історичний поділ сітки включає грубий і гладкий. Однак це поділ є предметом важких дебатів серед вчених. Танки мають у своєму складі рибосоми і тому сітчастий сітка вважається грубим. Навпаки, у канальцях відсутні ці органели і з цієї причини сітка називається гладкою.

Гладкий ендоплазматичний ретикулум більш складний, ніж грубий. Останній має більш зернисту текстуру, завдяки наявності рибосом.

Типовою формою гладкого ендоплазматичного ретикулума є полігональна мережа у вигляді канальців. Ці структури є складними і мають велику кількість гілок, що дає зовнішній вигляд, схожий на губку.

У деяких тканинах, вирощених в лабораторії, гладкий ендоплазматичний ретикулум згруповано в набори укладених цистерн. Вони можуть поширюватися вздовж цитоплазми або вирівнюватися з ядерною оболонкою.

Функції

Гладкий ендоплазматичний ретикулум в основному відповідає за синтез ліпідів, зберігання кальцію і детоксикацію клітин, особливо в клітинах печінки. Навпаки, біосинтез і модифікація білків відбувається грубо. Нижче наводиться докладне пояснення кожної з вищезазначених функцій:

Біосинтез ліпідів

Гладкий ендоплазматичний ретикулум є основним відділенням, в якому синтезуються ліпіди. З-за їх ліпідного характеру ці сполуки не можуть бути синтезовані у водному середовищі, такому як клітинний цитозоль. Її синтез необхідно проводити спільно з існуючими мембранами.

Ці біомолекули є основою всіх біологічних мембран, які складаються з трьох типів фундаментальних ліпідів: фосфоліпідів, гліколіпідів і холестерину. Основними структурними компонентами мембран є фосфоліпіди.

Фосфоліпіди

Це амфіпатичні молекули; Вони мають полярну головку (гідрофільну) і неполярний вуглецевий ланцюг (гідробіка). Це молекула гліцерину, пов'язана з жирними кислотами і фосфатною групою.

Процес синтезу відбувається на цитозольній стороні мембрани ендоплазматичного ретикулума. Кофермент А бере участь у перенесенні жирних кислот до фосфату гліцерину. Завдяки ферменту, закріпленому в мембрані, фосфоліпіди можуть бути вставлені в це.

Ферменти, присутні в цитозольній стороні мембрани ретикулума, можуть каталізувати зв'язування різних хімічних груп з гідрофільною частиною ліпіду, даючи при цьому різні сполуки, такі як фосфатидилхолін, фосфатидилсерин, фосфатидилэтаноламін або фосфатидилинозитол..

При синтезі ліпідів вони додаються лише до однієї сторони мембрани (пам'ятаючи, що біологічні мембрани розташовані як ліпідний бішар). Щоб уникнути асиметричного росту обох сторін, деякі фосфоліпіди повинні рухатися до іншої половини мембрани.

Однак цей процес не може відбуватися спонтанно, оскільки вимагає проходження полярної області ліпіду всередині мембрани. Фліпази є ферментами, які відповідають за підтримання рівноваги між ліпідами бішару.

Холестерин

Молекули холестерину також синтезуються. Структурно цей ліпід складається з чотирьох кілець. Він є важливим компонентом у плазматичних мембранах тварин, а також в необхідних для синтезу гормонів.

Холестерин регулює плинність мембран, і тому вона настільки важлива в клітинах тварин.

Кінцевий вплив на плинність залежить від концентрації холестерину. При нормальних рівнях холестерину в мембранах і при хвостах ліпідів, які складають його, довго холестерин діє іммобілізуючим, зменшуючи плинність мембрани..

Ефект є зворотним, коли рівень холестерину знижується. При взаємодії з хвостами ліпідів, наслідком цього є поділ цих ліпідів, що знижує плинність.

Кераміди

Синтез церамідів відбувається в ендоплазматичній мережі. Кераміди є важливими ліпідними попередниками (які не є похідними гліцерину) для плазматичних мембран, таких як гліколіпіди або сфінгомієлін. Така конверсія цераміду відбувається в апараті Гольджі.

Ліпопротеїни

Гладкий ендоплазматичний ретикулум рясний у гепатоцитах (клітинах печінки). У цьому компартменте відбувається синтез ліпопротеїнів. Ці частинки відповідають за транспортування ліпідів до різних частин тіла.

Експорт ліпідів

Ліпіди експортуються через секреторні везикули. Оскільки біомембрани складаються з ліпідів, мембрани везикул можуть зливатися з ними і вивільняти вміст в іншу органелу.

Саркоплазматичний ретикулум

У клітинах смугастої м'язи існує тип вузькоспеціалізованого гладкого ендоплазматичного ретикулума, утвореного канальцями, що називаються саркоплазматичним ретикулом. Цей відсік оточує кожну миофибрил. Він характеризується наявністю кальцієвих насосів і регулює їх поглинання і вивільнення. Його роль полягає в опосередкуванні скорочення і розслаблення м'язів.

Коли в саркоплазматичному ретикулумі більше іонів кальцію порівняно з саркоплазмою, клітина знаходиться в стані спокою.

Реакції детоксикації

Гладкий ендоплазматичний ретикулум клітин печінки бере участь в реакціях детоксикації для усунення токсичних сполук або ліків з організму.

Деякі сімейства ферментів, такі як цитохром Р450, каталізують різні реакції, що запобігають накопиченню потенційно токсичних метаболітів. Ці ферменти додають гідроксильні групи до "шкідливих" молекул, які є гідрофобними і знаходяться в мембрані.

Згодом вступає в дію інший тип ферменту, який називається UDP глюкуронілтрансфераза, який додає молекули з негативними зарядами. Таким чином сполуки залишають клітину, потрапляють в кров і усуваються сечею. Деякими препаратами, що синтезуються в ретикулуме, є барбітурати, а також алкоголь.

Стійкість до ліків

Коли високий рівень токсичних метаболітів вступає в кровообіг, ферменти, що беруть участь у цих реакціях детоксикації, спрацьовують, збільшуючи їх концентрацію. Крім того, за цих умов гладкий ендоплазматичний ретикулум збільшує площу своєї поверхні до двох разів за кілька днів.

Тому швидкість стійкості до деяких препаратів збільшується і для досягнення ефекту необхідно споживати більш високі дози. Ця реакція на стійкість не є повністю специфічною і може призвести до стійкості до декількох лікарських засобів одночасно. Іншими словами, зловживання певним препаратом може призвести до неефективності іншого.

Глюконеогенез

Глюконеогенез - це метаболічний шлях, в якому відбувається утворення глюкози з молекул, відмінних від вуглеводів..

У гладкому ендоплазматичному ретикулумі знаходиться фермент фосфатаза глюкоза 6, відповідальний за каталізацію проходження фосфату глюкози 6 до глюкози.

Довідка

1. Borgese, N., Francolini, M., & Snapp, E. (2006). Архітектура ендоплазматичного ретикулума: структури у потоці. Актуальна думка в клітинній біології, 18(4), 358-364.
2. Кемпбелл, Н. А. (2001). Біологія: Поняття та відносини. Освіта Пірсона.
3. Англійська, А. R., & Voeltz, G. K. (2013). Структура ендоплазматичного ретикулуму та взаємозв'язки з іншими органелами. Перспективи холодної весни Харбор в біології, 5(4), a013227.
4. Eynard, A.R., Valentich, M.A., & Rovasio, R.A. (2008). Гістологія та ембріологія людини: клітинні та молекулярні основи. Ed. Panamericana Medical.
5. Voeltz, G.K., Rolls, M.M., & Rapoport, T.A. (2002). Структурна організація ендоплазматичного ретикулума. Звіти EMBO, 3(10), 944-950.