Χαρακτηριστικά, δομή και λειτουργίες ομαλού ενδοπλασμικού δικτυώματος



Το Ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο είναι ένα μεμβρανικό κύτταρο οργανίδιο παρόν σε ευκαρυωτικά κύτταρα. Στα περισσότερα κύτταρα βρίσκεται σε μικρές αναλογίες. Ιστορικά, το ενδοπλασματικό δίκτυο έχει χωριστεί σε ομαλό και τραχύ. Αυτή η ταξινόμηση βασίζεται στην παρουσία ή όχι ριβοσωμάτων στις μεμβράνες.

Η ομαλή δεν έχει αυτές τις δομές προσαρτημένες στις μεμβράνες της και αποτελείται από ένα δίκτυο από σάκους και σωληνάρια συνδεδεμένα μεταξύ τους και κατανεμημένα σε όλο το εσωτερικό του κυττάρου. Το δίκτυο αυτό είναι ευρύ και θεωρείται το μεγαλύτερο κυτταρικό οργανίδιο

Αυτό το οργανίδιο είναι υπεύθυνο για τη βιοσύνθεση λιπιδίων, σε αντίθεση με το τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο, του οποίου η κύρια λειτουργία είναι η σύνθεση και η επεξεργασία πρωτεϊνών. Μπορεί να παρατηρηθεί στο κύτταρο ως ένα σωληνοειδές δίκτυο συνδεδεμένο μεταξύ τους, με μια πιο ακανόνιστη εμφάνιση σε σύγκριση με το τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο.

Αυτή η δομή παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 1945 από τους ερευνητές Keith Porter, Albert Claude και Ernest Fullam.

Ευρετήριο

  • 1 Γενικά χαρακτηριστικά
    • 1,1 Τοποθεσία
  • 2 Δομή
  • 3 Λειτουργίες
    • 3.1 Βιοσύνθεση λιπιδίων
    • 3.2 Φωσφολιπίδια
    • 3.3 Χοληστερόλη
    • 3.4 Κεραμίδια
    • 3.5 Λιποπρωτεΐνες
    • 3.6 Εξαγωγή λιπιδίων
    • 3.7 Σαρκοπλασματικό δίκτυο
    • 3.8 Αντιδράσεις αποτοξίνωσης
    • 3.9 Αντοχή στα ναρκωτικά
    • 3.10 Γλυκοενογένεση
  • 4 Αναφορά

Γενικά χαρακτηριστικά

Το ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο είναι ένας τύπος δικτυώματος με ένα διαταραγμένο δίκτυο σωληναρίων που στερείται ριβοσωμάτων. Η κύρια λειτουργία του είναι η σύνθεση δομικών λιπιδίων μεμβράνης σε ευκαρυωτικά κύτταρα και ορμόνες. Συμμετέχει επίσης στην ομοιόσταση του ασβεστίου και στις αντιδράσεις αποτοξίνωσης των κυττάρων.

Ενζυματικά, το ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο είναι πιο ευέλικτο από το τραχύ, επιτρέποντάς του να εκτελεί περισσότερες λειτουργίες.

Δεν έχουν όλα τα κύτταρα ταυτόσημο και ομοιογενές ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο. Στην πραγματικότητα, στις περισσότερες από τις κυψέλες αυτές οι περιοχές είναι πολύ σπάνιες και η διαφοροποίηση μεταξύ του ομαλού και του ακατέργαστου δικτυώματος δεν είναι πραγματικά πολύ καθαρή.

Η αναλογία μεταξύ ομαλής και τραχύτητας εξαρτάται από τον τύπο και τη λειτουργία του κυττάρου. Σε ορισμένες περιπτώσεις και οι δύο τύποι πλέγματος δεν καταλαμβάνουν φυσικά χωριστές περιοχές, με μικρές περιοχές χωρίς ριβοσώματα και άλλα καλύμματα.

Τοποθεσία

Στα κύτταρα όπου ο μεταβολισμός των λιπιδίων είναι ενεργός, το ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο είναι πολύ άφθονο.

Παραδείγματα είναι τα κύτταρα του ήπατος, του φλοιού των επινεφριδίων, των νευρώνων, των μυϊκών κυττάρων, των ωοθηκών, των όρχεων και των σμηγματογόνων αδένων. Τα κύτταρα που εμπλέκονται στη σύνθεση ορμονών έχουν μεγάλα διαμερίσματα ομαλού δικτυώματος, όπου βρέθηκαν ένζυμα που συνθέτουν τα εν λόγω λιπίδια.

Δομή

Το λείο και τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο σχηματίζει μια συνεχή δομή και είναι ένα ενιαίο διαμέρισμα. Η μεμβράνη του δικτυώματος είναι ενσωματωμένη στην πυρηνική μεμβράνη.

Η δομή του δικτυώματος είναι πολύ περίπλοκη επειδή υπάρχουν αρκετές περιοχές σε συνεχή αυλό (χωρίς διαμερίσματα), που διαχωρίζονται από μία μεμβράνη. Μπορούν να διακριθούν οι ακόλουθες ζώνες: ο πυρηνικός φάκελος, το περιφερειακό δίκτυο και το διασυνδεδεμένο σωληνοειδές δίκτυο.

Η ιστορική διαίρεση του δικτυώματος περιλαμβάνει τον τραχύ και ομαλό. Ωστόσο, αυτός ο διαχωρισμός είναι θέμα επίπονης συζήτησης μεταξύ των επιστημόνων. Οι δεξαμενές έχουν ριβοσώματα στη δομή τους και ως εκ τούτου το δικτυωτό δίκτυο θεωρείται τραχύ. Αντίθετα, οι σωληνίσκοι δεν έχουν αυτά τα οργανίδια και γι 'αυτό το λόγο ο δικτυωτός λέγεται λεία.

Το ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο είναι πιο περίπλοκο από το τραχύ. Το τελευταίο έχει μια πιο κοκκώδη υφή, χάρη στην παρουσία ριβοσωμάτων.

Η τυπική μορφή του ομαλού ενδοπλασμικού δικτύου είναι ένα πολυγωνικό δίκτυο με τη μορφή σωληναρίων. Αυτές οι δομές είναι περίπλοκες και έχουν μεγάλο αριθμό κλαδιών, που δίνουν μια εμφάνιση παρόμοια με σφουγγάρι.

Σε ορισμένους ιστούς που αναπτύσσονται στο εργαστήριο, ο ομαλός ενδοπλασματικός δικτυωτός ομαδοποιείται σε ομάδες στοιβαγμένων δεξαμενών. Μπορούν να εξαπλωθούν κατά μήκος του κυτταροπλάσματος ή να ευθυγραμμιστούν με τον πυρηνικό φάκελο.

Λειτουργίες

Το ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο είναι κυρίως υπεύθυνο για τη σύνθεση λιπιδίων, την αποθήκευση ασβεστίου και την αποτοξίνωση των κυττάρων, ειδικά στα ηπατικά κύτταρα. Αντίθετα, η βιοσύνθεση και η τροποποίηση των πρωτεϊνών συμβαίνουν στον τραχύ. Παρακάτω παρέχεται λεπτομερής επεξήγηση για κάθε μία από τις παραπάνω λειτουργίες:

Βιοσύνθεση λιπιδίων

Η ομαλή ενδοπλασματικό δίκτυο είναι το κύριο διαμέρισμα στο οποίο συντίθενται τα λιπίδια. Για λιπιδικό φύση τους, αυτές οι ενώσεις δεν μπορούν να συντεθούν σε ένα υδατικό περιβάλλον, όπως το κυτοσόλιο του κυττάρου. σύνθεση του πρέπει να πραγματοποιούνται σε συνδυασμό με τις υπάρχουσες μεμβράνες.

Αυτά τα βιομόρια είναι η βάση όλων των βιολογικών μεμβρανών, οι οποίες αποτελούνται από τρεις τύπους θεμελιωδών λιπιδίων: φωσφολιπίδια, γλυκολιπίδια και χοληστερόλη. Τα κύρια δομικά στοιχεία των μεμβρανών είναι τα φωσφολιπίδια.

Φωσφολιπίδια

Αυτά είναι τα αμφιπαθητικά μόρια. Έχουν πολική κεφαλή (υδρόφιλη) και μη πολική αλυσίδα άνθρακα (υδροβική). Είναι ένα μόριο γλυκερόλης συνδεδεμένο με λιπαρά οξέα και μια ομάδα φωσφορικών.

Η διεργασία σύνθεσης λαμβάνει χώρα στην πλευρά κυτοσόλης της μεμβράνης ενδοπλασμικού δικτυώματος. Το συνένζυμο Α συμμετέχει στη μεταφορά λιπαρών οξέων στη φωσφορική γλυκερόλη 3. Χάρη σε ένα ένζυμο αγκυρωμένο στη μεμβράνη, μπορούν να εισαχθούν φωσφολιπίδια σε αυτό.

Τα ένζυμα που υπάρχουν στο κυτοσολική πλευρά της μεμβράνης μπορεί σταυρονήματος καταλύει την πρόσδεση των διαφόρων χημικών ομάδων στην υδρόφιλο τμήμα του λιπιδίου, δίνοντας αφορμή για διαφορετικές ενώσεις ως φωσφατιδυλοχολίνη, φωσφατιδυλοσερίνη, φωσφατιδυλοαιθανολαμίνη ή φωσφατιδυλινοσιτόλη.

Καθώς συντίθενται τα λιπίδια, προστίθενται σε μία μόνο πλευρά της μεμβράνης (θυμίζοντας ότι οι βιολογικές μεμβράνες είναι διατεταγμένες ως λιπιδική διπλοστοιβάδα). Για να αποφευχθεί η ασύμμετρη ανάπτυξη και των δύο πλευρών, ορισμένα φωσφολιπίδια πρέπει να κινηθούν στο άλλο μισό της μεμβράνης.

Ωστόσο, αυτή η διαδικασία δεν μπορεί να συμβεί αυθόρμητα, καθώς απαιτεί τη διέλευση της πολικής περιοχής του λιπιδίου μέσα στη μεμβράνη. Οι πτυχές είναι ένζυμα που είναι υπεύθυνα για τη διατήρηση μιας ισορροπίας μεταξύ των λιπιδίων της διπλοστοιβάδας.

Χοληστερόλη

Τα μόρια χοληστερόλης συντίθενται επίσης. Δομικά, αυτό το λιπίδιο αποτελείται από τέσσερις δακτυλίους. Είναι ένα σημαντικό συστατικό στις μεμβράνες των ζωικών πλακών και επίσης στις απαραίτητες για τη σύνθεση των ορμονών.

Η χοληστερόλη ρυθμίζει τη ρευστότητα των μεμβρανών και γι 'αυτό είναι τόσο σημαντική στα ζωικά κύτταρα.

Η τελική επίδραση στη ρευστότητα εξαρτάται από τις συγκεντρώσεις της χοληστερόλης. Σε φυσιολογικά επίπεδα χοληστερόλης στις μεμβράνες και όταν οι ουρές των λιπιδίων που το συνθέτουν είναι μακρά, η χοληστερόλη δρα ακινητοποιώντας τα, μειώνοντας τη ρευστότητα της μεμβράνης.

Το αποτέλεσμα είναι η αντίστροφη όταν μειώνονται τα επίπεδα χοληστερόλης. Όταν αλληλεπιδρά με τις ουρές των λιπιδίων, το αποτέλεσμα που προκαλεί είναι ο διαχωρισμός αυτών, μειώνοντας έτσι τη ρευστότητα.

Ceramides

Η σύνθεση των κεραμιδίων εμφανίζεται στο ενδοπλασματικό δίκτυο. Τα κεραμίδια είναι σημαντικοί πρόδρομοι λιπιδίων (οι οποίοι δεν είναι παράγωγα γλυκερόλης) για μεμβράνες πλάσματος, όπως γλυκολιπίδια ή σφιγγομυελίνη. Αυτή η μετατροπή του κεραμιδίου συμβαίνει στη συσκευή Golgi.

Λιποπρωτεΐνες

Το ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο είναι άφθονο στα ηπατοκύτταρα (κύτταρα του ήπατος). Σε αυτό το διαμέρισμα εμφανίζεται η σύνθεση των λιποπρωτεϊνών. Αυτά τα σωματίδια είναι υπεύθυνα για τη μεταφορά των λιπιδίων σε διάφορα μέρη του σώματος.

Εξαγωγή λιπιδίων

Τα λιπίδια εξάγονται μέσω εκκριτικών κυψελίδων. Καθώς οι βιομεμβράνες αποτελούνται από λιπίδια, οι μεμβράνες των κυστιδίων μπορούν να συγχωνευθούν με αυτές και να απελευθερώσουν το περιεχόμενο σε άλλο οργανίδιο.

Σαρκοπλασματικό δίκτυο

Στα κύτταρα των διακλαδισμένων μυών υπάρχει ένας τύπος εξαιρετικά εξειδικευμένου ομαλού ενδοπλασμικού δικτύου που σχηματίζεται από σωληνάρια που ονομάζονται σαρκοπλασματικά δίκτυα. Αυτό το διαμέρισμα περιβάλλει κάθε myofibril. Χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη αντλιών ασβεστίου και ρυθμίζει την πρόσληψή τους και την απελευθέρωσή τους. Ο ρόλος του είναι να μεσολαβήσει στη συστολή και στη χαλάρωση των μυών.

Όταν υπάρχουν περισσότερα ιόντα ασβεστίου στο σαρκοπλασματικό δίκτυο σε σύγκριση με το σαρκοπλάσμα, το κύτταρο βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας.

Αντιδράσεις αποτοξίνωσης

Το ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο των ηπατικών κυττάρων συμμετέχει σε αντιδράσεις αποτοξίνωσης για την εξάλειψη τοξικών ενώσεων ή φαρμάκων από το σώμα.

Ορισμένες οικογένειες ενζύμων, όπως το κυτόχρωμα P450, καταλύουν διάφορες αντιδράσεις που εμποδίζουν τη συσσώρευση δυνητικά τοξικών μεταβολιτών. Αυτά τα ένζυμα προσθέτουν υδροξυλικές ομάδες στα "επιβλαβή" μόρια που είναι υδρόφοβα και βρίσκονται στη μεμβράνη.

Στη συνέχεια, ένα άλλο είδος ενζύμου που ονομάζεται UDP γλυκουρονυλοτρανσφεράση, το οποίο προσθέτει μόρια με αρνητικά φορτία, μπαίνει στο παιχνίδι. Έτσι οι ενώσεις αφήνουν το κύτταρο, φτάνουν στο αίμα και εξαλείφονται από τα ούρα. Ορισμένα φάρμακα που συντίθενται στο δικτυωτό δίκτυο είναι βαρβιτουρικά και επίσης αλκοόλ.

Αντοχή στα ναρκωτικά

Όταν τα υψηλά επίπεδα τοξικών μεταβολιτών εισέρχονται στην κυκλοφορία, ενεργοποιούνται τα ένζυμα που εμπλέκονται σε αυτές τις αντιδράσεις αποτοξίνωσης, αυξάνοντας τη συγκέντρωσή τους. Παρομοίως, κάτω από αυτές τις συνθήκες το ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο αυξάνει την επιφάνεια μέχρι δύο φορές σε μόλις δύο ημέρες.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο ρυθμός αντοχής σε ορισμένα φάρμακα αυξάνεται και για να επιτευχθεί ένα αποτέλεσμα είναι απαραίτητο να καταναλώνονται υψηλότερες δόσεις. Αυτή η αντίδραση αντίστασης δεν είναι εξ ολοκλήρου συγκεκριμένη και μπορεί να οδηγήσει σε αντίσταση σε πολλά φάρμακα ταυτόχρονα. Με άλλα λόγια, η κατάχρηση ενός συγκεκριμένου φαρμάκου μπορεί να οδηγήσει στην αναποτελεσματικότητα ενός άλλου.

Γλυκονογένεση

Η γλυκονεογένεση είναι μια μεταβολική οδός στην οποία εμφανίζεται ο σχηματισμός γλυκόζης από μόρια εκτός από τους υδατάνθρακες.

Στο ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο είναι το ένζυμο φωσφατάση γλυκόζης 6, υπεύθυνο για την καταλυτική διέλευση του φωσφορικού άλατος γλυκόζης 6 στη γλυκόζη.

Αναφορά

  1. Borgese, Ν., Francolini, Μ. & Snapp, Ε. (2006). Αρχιτεκτονική ενδοπλασμικού δικτυώματος: δομές σε ροή. Τρέχουσα Γνώση στην Κυτταρική Βιολογία, 18(4), 358-364.
  2. Campbell, Ν. Α. (2001). Βιολογία: Έννοιες και σχέσεις. Εκπαίδευση Pearson.
  3. English, Α. R., & Voeltz, G. Κ. (2013). Δομή ενδοπλασμικού δικτυώματος και διασυνδέσεις με άλλα οργανίδια. Cold Spring Harbor προοπτικές στη βιολογία, 5(4), a013227.
  4. Eynard, Α.Ρ., Valentich, Μ.Α., & Rovasio, R.A. (2008). Ιστολογία και εμβρυολογία του ανθρώπινου όντος: κυτταρικές και μοριακές βάσεις. Ed. Panamericana Medical.
  5. Voeltz, G. Κ., Rolls, Μ.Μ., & Rapoport, Τ. Α. (2002). Διαρθρωτική οργάνωση του ενδοπλασμικού δικτύου. Εκθέσεις EMBO, 3(10), 944-950.