Glatte endoplasmatiske retikulumegenskaper og funksjoner

De glatt endoplasmatisk retikulum det er en membranøs cellulær organell som er tilstede i eukaryote celler. I de fleste celler finnes den i små proporsjoner. Historisk har endoplasmatisk retikulum blitt delt inn i glatt og grovt. Denne klassifiseringen er basert på tilstedeværelse eller fravær av ribosomer i membranene.

Det glatte har ikke disse strukturene festet til membranene og er sammensatt av et nettverk av saccules og tubuli som er koblet til hverandre og distribuert i hele celleinteriøret. Dette nettverket er omfattende og regnes som den største cellulære organellen

Denne organellen er ansvarlig for lipids biosyntese, i motsetning til grovt endoplasmatisk retikulum, hvis hovedfunksjon er syntese og prosessering av proteiner. Det kan sees i cellen som et tilkoblet rørformet nettverk, med et mer uregelmessig utseende sammenlignet med det grove endoplasmatiske retikulumet.

Denne strukturen ble observert for første gang i 1945 av forskerne Keith Porter, Albert Claude og Ernest Fullam..

Artikkelindeks

• 1 Generelle egenskaper
  • 1.1 Plassering
• 2 Struktur
• 3 funksjoner
  • 3.1 Lipids biosyntese
  • 3.2 Fosfolipider
  • 3.3 Kolesterol
  • 3.4 Keramider
  • 3.5 Lipoproteiner
  • 3.6 Eksport av lipider
  • 3.7 Sarkoplasmatisk retikulum
  • 3.8 Avgiftningsreaksjoner
  • 3.9 Legemiddelresistens
  • 3.10 Glukoneogenese
• 4 Referanse

Generelle egenskaper

Det glatte endoplasmatiske retikulum er en type retikulum formet som et uordnet nettverk av tubuli som mangler ribosomer. Hovedfunksjonen er syntesen av strukturelle membranlipider i eukaryote celler og hormoner. På samme måte deltar den i kalsiumhomeostase og i celleavgiftningsreaksjoner..

Enzymatisk er det glatte endoplasmatiske retikulumet mer allsidig enn det grove, slik at det kan utføre flere funksjoner..

Ikke alle celler har et identisk og homogent glatt endoplasmatisk retikulum. Faktisk er disse regionene i de fleste celler ganske sparsomme, og forskjellen mellom det glatte og grove retikulumet er egentlig ikke veldig tydelig..

Forholdet mellom glatt og grovt avhenger av celletype og funksjon. I noen tilfeller okkuperer ikke begge typer retikulum fysisk separate regioner, med små områder uten ribosomer og andre tildekket.

plassering

I celler der lipidmetabolisme er aktiv, er det glatte endoplasmatiske retikulum veldig rikelig.

Eksempler på dette er levercellene, binyrebarken, nevroner, muskelceller, eggstokkene, testiklene og talgkjertlene. Cellene som er involvert i syntesen av hormoner har store rom med glatt retikulum, der enzymene som syntetiserer disse lipidene er funnet.

Struktur

Det glatte og grove endoplasmatiske retikulumet danner en kontinuerlig struktur og er et enkelt rom. Retikulummembranen er integrert med kjernemembranen.

Strukturen til retikulumet er ganske kompleks fordi det er flere domener i et kontinuerlig lumen (uten rom), atskilt med en enkelt membran. Følgende områder kan skilles ut: kjernekapslingen, det perifere retikulumet og det sammenkoblede rørnettet.

Den historiske inndelingen av nettverket inkluderer grovt og glatt. Imidlertid er denne separasjonen gjenstand for heftig debatt blant forskere. Cisternae har ribosomer i strukturen, og derfor blir retikulum ansett som grovt. Derimot mangler tubuli disse organellene, og av denne grunn kalles dette retikulumet glatt.

Det glatte endoplasmatiske retikulumet er mer intrikat enn det grove. Sistnevnte har en mer granulær tekstur, takket være tilstedeværelsen av ribosomer.

Den typiske formen på det glatte endoplasmatiske retikulumet er et polygonal nettverk i form av tubuli. Disse strukturene er komplekse og har et stort antall grener, noe som gir det et svamplignende utseende..

I visse vev som dyrkes i laboratoriet, samler de glatte endoplasmatiske retikulumene seg i stablet sett med cisterner. De kan distribueres i hele cytoplasmaet eller justeres med kjernekonvolutten.

Funksjoner

Det glatte endoplasmatiske retikulumet er primært ansvarlig for lipidsyntese, kalsiumlagring og celleavgiftning, spesielt i leverceller. I kontrast, i grovt forekommer proteinbiosyntese og modifisering. Hver av de ovennevnte funksjonene er forklart i detalj nedenfor:

Lipids biosyntese

Det glatte endoplasmatiske retikulumet er hovedrommet der lipider syntetiseres. På grunn av deres lipid-natur kan disse forbindelsene ikke syntetiseres i et vandig miljø, slik som cellecytosolen. Syntesen må utføres i tilknytning til eksisterende membraner.

Disse biomolekylene er grunnlaget for alle biologiske membraner, som består av tre grunnleggende typer lipider: fosfolipider, glykolipider og kolesterol. De viktigste strukturelle komponentene i membraner er fosfolipider.

Fosfolipider

Dette er amfipatiske molekyler; de har et polært (hydrofilt) hode og en ikke-polær (hydrobolisk) karbonkjede. Det er et glyserolmolekyl knyttet til fettsyrer og en fosfatgruppe.

Synteseprosessen skjer på cytosolsiden av den endoplasmatiske retikulummembranen. Koenzym A deltar i overføringen av fettsyrer til glyserol 3 fosfat. Takket være et enzym som er forankret i membranen, kan fosfolipider settes inn i membranen..

Enzymene som er tilstede på den cytosoliske overflaten av retikulummembranen, kan katalysere bindingen av forskjellige kjemiske grupper til den hydrofile delen av lipidet, noe som gir opphav til forskjellige forbindelser som fosfatidylkolin, fosfatidylserin, fosfatidyletanolamin eller fosfatidylinositol..

Etter hvert som lipider syntetiseres, blir de bare tilsatt til en overflate av membranen (husk at biologiske membraner er ordnet som et lipiddobbelag). For å unngå asymmetrisk vekst på begge sider, må noen fosfolipider bevege seg til den andre halvdelen av membranen.

Imidlertid kan denne prosessen ikke forekomme spontant, siden den krever passering av lipidens polare område gjennom det indre av membranen. Flipaser er enzymer som er ansvarlige for å opprettholde en balanse mellom lipidene i dobbeltlaget.

Kolesterol

Kolesterolmolekyler syntetiseres også i retikulumet. Strukturelt sett består dette lipidet av fire ringer. Det er en viktig komponent i plasmamembraner fra dyr og er også nødvendig for syntesen av hormoner..

Kolesterol regulerer fluiditeten i membraner, og det er derfor det er så viktig i dyreceller.

Den endelige effekten på flytbarhet avhenger av kolesterolkonsentrasjoner. Ved normale nivåer av kolesterol i membranene og når halene på lipidene som er sammensatt av det er lange, virker kolesterol ved å immobilisere dem, og reduserer dermed fluiditeten i membranen..

Effekten blir reversert når kolesterolnivået synker. Ved å samhandle med lipidhalene, er effekten det skiller ut disse, og reduserer dermed væske.

Ceramides

Ceramidsyntese forekommer i endoplasmatisk retikulum. Ceramider er viktige lipidforløpere (ikke avledet fra glyserol) for plasmamembraner, slik som glykolipider eller sfingomyelin. Denne ceramidomdannelsen skjer i Golgi-apparatet.

Lipoproteiner

Det glatte endoplasmatiske retikulumet er rikelig i hepatocytter (leverceller). Lipoproteinsyntese forekommer i dette rommet. Disse partiklene er ansvarlige for å transportere lipider til forskjellige deler av kroppen.

Lipid eksport

Lipider eksporteres via sekretorisk vesikkelbane. Siden biomembraner består av lipider, kan membranene i vesiklene smelte sammen med dem og frigjøre innholdet til en annen organell..

Sarkoplasmatisk retikulum

I strierte muskelceller er det en høyspesialisert type glatt endoplasmatisk retikulum som består av tubuli kalt sarcoplasmic reticulum. Dette rommet omgir hver myofibril. Det er preget av å ha kalsiumpumper og regulerer opptak og frigjøring. Dens rolle er å formidle muskelsammentrekning og avslapning.

Når det er flere kalsiumioner i sarkoplasmatisk retikulum sammenlignet med sarkoplasma, er cellen i hviletilstand.

Avgiftningsreaksjoner

Det glatte endoplasmatiske retikulumet i leverceller deltar i avgiftningsreaksjoner for å fjerne giftige forbindelser eller medikamenter fra kroppen..

Enkelte familier av enzymer, som cytokrom P450, katalyserer forskjellige reaksjoner som forhindrer opphopning av potensielt giftige metabolitter. Disse enzymene tilfører hydroksylgrupper til "dårlige" molekyler som er hydrofobe og finnes i membranen..

Senere kommer en annen type enzym kalt UDP glukuronyltransferase inn, som tilfører molekyler med negative ladninger. Dette er hvordan forbindelsene forlater cellen, når blodet og blir eliminert i urinen. Noen medikamenter som syntetiseres i retikulum er barbiturater og også alkohol.

Narkotikamotstand

Når høye nivåer av giftige metabolitter kommer inn i sirkulasjonen, utløses enzymene som deltar i disse avgiftningsreaksjonene, og øker konsentrasjonen. På samme måte øker det glatte endoplasmatiske retikulum overflaten under disse forholdene opptil to ganger på bare et par dager..

Derfor øker resistenshastigheten mot visse legemidler, og for å oppnå en effekt er det nødvendig å konsumere høyere doser. Denne resistensresponsen er ikke helt spesifikk og kan føre til resistens mot flere legemidler samtidig. Misbruk av et bestemt stoff kan med andre ord føre til ineffektiviteten til et annet.

Glukoneogenese

Glukoneogenese er en metabolsk vei der glukosedannelse oppstår fra andre molekyler enn karbohydrater..

I det glatte endoplasmatiske retikulumet er enzymet glukose 6 fosfatase, ansvarlig for å katalysere passeringen av glukose 6 fosfat til glukose.

Henvisning

1. Borgese, N., Francolini, M., & Snapp, E. (2006). Endoplasmatisk retikulumarkitektur: strukturer i flux. Nåværende mening i cellebiologi, 18(4), 358-364.
2. Campbell, N. A. (2001). Biologi: Begreper og relasjoner. Pearson Education.
3. Engelsk, A. R., og Voeltz, G. K. (2013). Endoplasmic Reticulum Structure and Interconnections with Other Organelles. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 5(4), a013227.
4. Eynard, A. R., Valentich, M. A., og Rovasio, R. A. (2008). Menneskets histologi og embryologi: cellulære og molekylære baser. Panamerican Medical Ed..
5. Voeltz, G. K., Rolls, M. M., og Rapoport, T. A. (2002). Strukturell organisering av endoplasmatisk retikulum. EMBO-rapporter, 3(10), 944-950.