Biology ng cell

Ang endoplasmic reticulum

Ang endoplasmic reticulum (ER) ay isang sistema ng lamad na cisternae (na-flat na mga sako) na umaabot sa buong cytoplasm. Kadalasan ito ay bumubuo ng higit sa kalahati ng kabuuang lamad sa cell. Ang istraktura na ito ay unang nabanggit sa huling bahagi ng ika-19 na siglo, nang ang mga pag-aaral ng mga marumi na selula ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng ilang uri ng malawak na istruktura ng cytoplasmic, pagkatapos ay tinawag na gastroplasm. Ang mikroskopyo ng elektron ay naging posible sa pag-aaral ng morphology ng organelle na ito noong 1940s, nang ito ay binigyan ng kasalukuyan nitong pangalan.

Ang endoplasmic reticulum ay maaaring maiuri sa dalawang function na naiibang mga form, ang makinis na endoplasmic reticulum (SER) at ang magaspang na endoplasmic reticulum (RER). Ang pagkakaiba-iba ng morphological sa pagitan ng dalawa ay ang pagkakaroon ng mga particle na synthesizing ng protina, na tinatawag na ribosom, na nakakabit sa panlabas na ibabaw ng RER.

Ang makinis na endoplasmic reticulum

Ang mga pag-andar ng SER, isang meshwork ng pinong mga tubo ng lamad ng lamad, ay nag-iiba-iba mula sa cell hanggang cell. Isang mahalagang papel ay ang synthesis ng phospholipids at kolesterol, na mga pangunahing sangkap ng plasma at panloob na lamad. Ang Phospholipids ay nabuo mula sa mga fatty acid, gliserol phosphate, at iba pang maliliit na tubig na natutunaw ng tubig sa pamamagitan ng mga enzyme na nakatali sa lamad ng ER kasama ang kanilang mga aktibong site na nakaharap sa cytosol. Ang ilang mga pospolipid ay nananatili sa lamad ng ER, kung saan, na-catalyzed ng mga tiyak na enzyme sa loob ng mga lamad, maaari silang "pitik" mula sa cytoplasmic na bahagi ng bilayer, kung saan sila nabuo, sa exoplasmic, o panloob, sa gilid. Tinitiyak ng prosesong ito ang simetriko na paglaki ng lamad ng ER. Ang iba pang mga phospholipid ay inilipat sa pamamagitan ng cytoplasm sa iba pang mga lamad na istruktura, tulad ng lamad ng cell at mitochondrion, sa pamamagitan ng mga espesyal na protina ng paglipat ng phospholipid.

Sa mga selula ng atay, ang SER ay dalubhasa para sa detoxification ng isang iba't ibang uri ng mga compound na ginawa ng mga proseso ng metabolic. Ang Liver SER ay naglalaman ng isang bilang ng mga enzyme na tinatawag na cytochrome P450, na nagpapagana sa pagkasira ng mga carcinogens at iba pang mga organikong molekula. Sa mga cell ng adrenal glandula at gonads, ang kolesterol ay binago sa SER sa isang yugto ng pagbabalik nito sa mga hormone ng steroid. Sa wakas, ang SER sa mga cell ng kalamnan, na kilala bilang ang sarcoplasmic reticulum, mga tagasunod ng mga ion ng calcium mula sa cytoplasm. Kapag ang kalamnan ay na-trigger ng nerve stimuli, ang calcium ion ay pinakawalan, na nagiging sanhi ng pag-urong ng kalamnan.

Ang magaspang na endoplasmic reticulum

Ang RER sa pangkalahatan ay isang serye ng mga nakakonektang mga nababalot na sako. Ito ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa synthesis at pag-export ng mga protina at glycoproteins at pinakamahusay na pinag-aralan sa mga cell secretory na dalubhasa sa mga pagpapaandar na ito. Ang maraming mga cell secretory sa katawan ng tao ay kinabibilangan ng mga cell ng atay na nagtatago ng mga protina ng serum tulad ng albumin, mga selulang endocrine na nagtatago ng mga peptide hormones tulad ng insulin, salivary glandula at pancreatic acinar cells na nagtatago ng mga digestive enzymes, mga mammary gland cell na nagtatago ng mga protina ng gatas, at mga selula ng kartilago na nagtatago ng collagen at proteoglycans.

Ang ribosome ay mga partikulo na synthesize ang mga protina mula sa mga amino acid. Ang mga ito ay binubuo ng apat na molekula ng RNA at sa pagitan ng 40 at 80 na mga protina na natipon sa isang malaki at isang maliit na subunit. Ang mga ribosom ay alinman sa libre (ibig sabihin, hindi nakagapos sa lamad) sa cytoplasm ng cell o nakasalalay sa RER. Ang mga lysosomal enzymes, mga protina na nakalaan para sa ER, Golgi, at mga cell lamad, at mga protina na lihim mula sa cell ay kabilang sa mga synthesize sa mga ribosom ng lamad. Ang mga tela sa libreng ribosom ay mga protina na natitira sa cytosol at ang mga nakasalalay sa panloob na ibabaw ng panlabas na lamad, pati na rin ang isasama sa nucleus, mitochondria, chloroplast, peroxisome, at iba pang mga organelles. Ang mga espesyal na tampok ng protina ay nilalagay ang mga ito para sa transportasyon sa mga tiyak na patutunguhan sa loob o labas ng cell. Noong 1971 ipinanganak ng Aleman na cellular at molekular na biologo na si Günter Blobel at ang ipinanganak na cellular biologist na Argentinian na si David Sabatini na ang amino-terminal na bahagi ng protina (ang unang bahagi ng molekula na gagawin) ay maaaring kumilos bilang isang "pagkakasunud-sunod ng signal." Iminungkahi nila na ang nasabing isang pagkakasunud-sunod ng signal ay mapadali ang pag-attach ng lumalagong protina sa lamad ng ER at hahantong ang protina alinman sa lamad o sa pamamagitan ng lamad sa ER lumen (interior).

Ang signal hypothesis ay pinatunayan ng isang malaking katawan ng ebidensiyang ebidensya. Pagsasalin ng blueprint para sa isang tiyak na protina na naka-encode sa isang messenger na RNA molekula ay nagsisimula sa isang libreng ribosom. Bilang lumalagong protina, kasama ang pagkakasunud-sunod ng signal sa dulo ng amino-terminal na ito, ay lumilitaw mula sa ribosom, ang pagkakasunud-sunod ay nagbubuklod sa isang kumplikadong anim na protina at isang molekula ng RNA na kilala bilang partido ng pagkilala ng signal (SRP). Ang SRP ay nagbubuklod din sa ribosom upang ihinto ang karagdagang pagbuo ng protina. Ang lamad ng ER ay naglalaman ng mga site ng receptor na nagbubuklod sa SRP-ribosome complex sa RER membrane. Sa pag-iisa, ang pagpapatuloy ay isinasagawa, kasama ang SRP na nakikipaghiwalay mula sa kumplikado at pagkakasunud-sunod ng signal at ang nalalabi sa nascent protein threading sa pamamagitan ng lamad, sa pamamagitan ng isang channel na tinatawag na isang translocon, sa ER lumen. Sa puntong iyon, ang protina ay permanenteng ihiwalay mula sa cytosol. Sa karamihan ng mga kaso, ang pagkakasunud-sunod ng signal ay tinanggal mula sa protina sa pamamagitan ng isang enzyme na tinatawag na signal peptidase dahil lumilitaw ito sa luminal na ibabaw ng lamad ng ER. Bilang karagdagan, sa isang proseso na kilala bilang glycosylation, ang oligosaccharide (kumplikadong asukal) na kadena ay madalas na idinagdag sa protina upang makabuo ng isang glycoprotein. Sa loob ng ER lumen, ang protina ay natitiklop sa katangian na three-dimensional conform.

Sa loob ng lumen, ang mga protina na lihim mula sa cell ay magkakalat sa transisyonal na bahagi ng ER, isang rehiyon na higit sa lahat ay walang mga ribosom. Nariyan ang mga molekula ay nakabalot sa maliit na mga vesicle ng transportasyon na may lamad, na hiwalay mula sa lamad ng ER at lumipat sa pamamagitan ng cytoplasm sa isang target na lamad, karaniwang ang Golgi complex. Doon ang mga transportasyon ng lamad ng transportasyon ay sumasama sa Golgi membrane, at ang mga nilalaman ng vesicle ay inihatid sa lumen ng Golgi. Ito, tulad ng lahat ng mga proseso ng budicle budding at fusion, pinapanatili ang sidedness ng mga lamad; iyon ay, ang cytoplasmic na ibabaw ng lamad ay laging nakaharap sa panlabas, at ang mga nilalaman ng luminal ay palaging sunud-sunod mula sa cytoplasm.

Ang ilang mga nonsecretory na protina na ginawa sa RER ay nananatiling bahagi ng lamad ng cell ng cell. Ang mga protina ng lamad na ito, bilang karagdagan sa pagkakasunud-sunod ng signal, isa o higit pang mga rehiyon ng angkla na binubuo ng mga lipid-soluble amino acid. Pinipigilan ng mga amino acid ang pagpasa ng protina nang ganap sa ER lumen sa pamamagitan ng pag-angkon nito sa phospholipid bilayer ng lamad ng ER.