Δομή και λειτουργίες σκληρού ενδοπλασμικού δικτυώματος

Το ελαστικό ενδοπλασματικό δίκτυο Είναι ένα οργανίδιο που βρίσκεται στα κύτταρα των ευκαρυωτικών οργανισμών. Αποτελείται από ένα διασυνδεδεμένο δίκτυο επίπεδων σάκων ή σωλήνων ενθυλακωμένων σε σχήμα μικρών διογκωμένων και επίπεδων σάκων. Αυτές οι μεμβράνες είναι συνεχείς και συνδέονται με την εξωτερική επιφάνεια του πυρήνα των κυττάρων.

Το ενδοπλασματικό δίκτυο μπορεί να βρεθεί σε όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα, εκτός από τα ερυθρά αιμοσφαίρια και τα κύτταρα σπέρματος. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα ευκαρυωτικά κύτταρα είναι αυτά που έχουν ένα κυτταρόπλασμα που περιέχει μια μεμβράνη και έχουν έναν καθορισμένο πυρήνα. Αυτά τα κύτταρα σχηματίζουν τους ιστούς όλων των ζώων και μια μεγάλη ποικιλία φυτών.

Υπάρχουν δύο τύποι ενδοπλασματικού δικτύου, ο τραχύς και ο ομαλός. Το τραχύ δικτύωμα περιβάλλεται από άλλα οργανίδια που ονομάζονται ριβοσώματα, τα οποία είναι υπεύθυνα για τη σύνθεση πρωτεϊνών.

Αυτός ο τύπος δικτυώματος είναι ιδιαίτερα εμφανής σε ορισμένους κυτταρικούς τύπους, όπως τα ηπατοκύτταρα, όπου η πρωτεϊνική σύνθεση συμβαίνει ενεργά. (BSCB, 2015)

Το τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο έχει πολλές λειτουργίες μέσα στο κύτταρο. Αυτές οι λειτουργίες περιλαμβάνουν μετασχηματισμό και μεταφορά πρωτεϊνών. Συγκεκριμένα, είναι υπεύθυνη για τη μεταφορά αυτών των πρωτεϊνών στη συσκευή Golgi. Υπάρχουν κάποιες άλλες πρωτεΐνες, όπως οι γλυκοπρωτεΐνες που κινούνται μέσω της δικτυωτής μεμβράνης.

Αυτό το τραχύ δίκτυο είναι επίσης υπεύθυνο για τη σήμανση των πρωτεϊνών που μεταφέρει με ένα διαδοχικό σήμα που είναι εγγεγραμμένο μέσα στον αυλό. Άλλες πρωτεΐνες κατευθύνονται προς το εξωτερικό του δικτυώματος, έτσι ώστε να μπορούν να συσκευάζονται σε κυστίδια και να αποβάλλονται από το κύτταρο μέσω του κυτταροσκελετού..

Συνοπτικά, το τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο μπορεί να θεωρηθεί ως το σύστημα μεταφοράς που χρησιμοποιείται από τα ευκαρυωτικά κύτταρα για να κινητοποιήσει τις πρωτεΐνες που περιέχονται σε αυτά τη στιγμή που πρέπει να μετακινηθούν. Βοηθώντας τη σύνθεση, την αναδίπλωση και τον ποιοτικό έλεγχο.

Ένα κύτταρο μπορεί να οριστεί ως ένα σύνολο μεμβρανών. Με αυτό τον τρόπο, το ενδοπλασματικό δίκτυο παρέχει το 50% των μεμβρανών που βρίσκονται στα κύτταρα των ζώων. Ωστόσο, έχει επίσης παρουσία στα κύτταρα των φυτών και είναι απαραίτητη για την παρασκευή λιπιδίων (λιπών) και πρωτεϊνών.

Χαρακτηριστικά του ακατέργαστου ενδοπλασματικού δικτύου

Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι ενδοπλασματικού δικτύου, ο ομαλός και ο τραχύς. Και οι δύο μεμβράνες που εκτελούν πολύ παρόμοιες λειτουργίες, ωστόσο, το τραχύ δίκτυο έχει διαφορετικό σχήμα, χάρη στην επιφάνειά του και είναι πιο κοντά στον πυρήνα του κυττάρου και στη συσκευή Golgi..

Με αυτόν τον τρόπο, το τραχύ δίκτυο έχει την εμφάνιση μικρών δίσκων που διογκώνονται, ενώ το ομαλό πλέγμα μοιάζει με σωληνοειδή μεμβράνη χωρίς ραβδώσεις. Αυτό που δίνει αυτή την εμφάνιση στο τραχύ δίκτυο είναι τα ριβοσώματα που συνδέονται κατά μήκος της μεμβράνης του (Studios, 2017).

Το τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο είναι ένα οργανίδιο που είναι παρούσα σε όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα και των οποίων η κύρια αποστολή είναι να επεξεργαστεί και να εκτοπίσει πρωτεϊνών από τον πυρήνα στα ριβοσώματα κατά μήκος της επιφάνειάς του.

Ενώ τα ριβοσώματα πρέπει να κατασκευάσουν τις αλυσίδες των αμινοξέων, το δίκτυο είναι υπεύθυνο για τη μετακίνηση αυτής της αλυσίδας στον ουρηθρικό χώρο και τη συσκευή Golgi, όπου μπορούν να τερματιστούν οι πιο σύνθετες πρωτεΐνες..

Τόσο τα κύτταρα των ζώων όσο και των φυτών έχουν την παρουσία και των δύο τύπων ενδοπλασματικού δικτύου. Ωστόσο, αυτοί οι δύο τύποι παραμένουν χωριστοί ανάλογα με το όργανο όπου βρίσκεται η κυψέλη.

Δεδομένου ότι τα κύτταρα των οποίων η κύρια λειτουργία είναι η σύνθεση και η παραγωγή των πρωτεϊνών θα έχει μια τραχιά δικτύωμα μεγαλύτερο, ενώ εκείνα που είναι υπεύθυνα για την παραγωγή λιπών και ορμόνες, έχουν υψηλότερη συγκέντρωση των λείων δίκτυο.

Πιστεύεται ότι μόλις οι πρωτεΐνες υποστούν επεξεργασία από το δικτυωτό δίκτυο, περνούν στη συσκευή Golgi σε κυστίδια μικρού φυσαλίδων.

Ωστόσο, ορισμένοι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι ο πυρήνας της κυτταρικής μεμβράνης δίκτυο και η συσκευή Golgi βρίσκονται τόσο τόσο κοντά, ώστε δεν χρειάζεται καν να υπάρχουν αυτά τα κυστίδια, και οι ουσίες είναι απλά φιλτράρονται από το ένα μέρος στο άλλο στο εσωτερικό αυτό το συγκρότημα.

Μόλις οι πρωτεΐνες περάσουν από τη συσκευή Golgi, μεταφέρονται από το δικτυωτό στο κυτταρόπλασμα που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί μέσα στο κύτταρο.

Λειτουργίες

Το ακατέργαστο ενδοπλασματικό δίκτυο είναι ένα όργανο έκτασης που αποτελείται από επίπεδα, εξογκωμένους και ερμητικούς σάκους που βρίσκονται δίπλα στην πυρηνική μεμβράνη.

Ονομάζεται «τραχιά» σε αυτό το είδος της δικτυώματος, επειδή έχει ένα γραμμωτούς υφή στην εξωτερική του επιφάνεια, η οποία είναι σε επαφή με το κυτοσόλιο και ριβοσώματα.

Τα ριβοσώματα που βρίσκονται δίπλα στο τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο είναι γνωστά ως ριβοσώματα προσαρμοσμένα στη μεμβράνη και είναι σταθερά προσκολλημένα στην κυτοσολική πλευρά του δικτυώματος. Περίπου 13 εκατομμύρια ριβοσώματα υπάρχουν στο τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο κάθε ηπατικού κυττάρου.

Γενικά, αυτός ο τύπος δικτυωτού δικτύου κατανέμεται ομοιόμορφα στο εσωτερικό οποιουδήποτε κυττάρου, ωστόσο, μπορεί να παρατηρηθεί σε υψηλότερη συγκέντρωση πλησίον του πυρήνα και της συσκευής Golgi οποιουδήποτε ευκαρυωτικού κυττάρου. (SoftSchools.com, 2017)

Ribosomes

Τα ριβοσώματα που βρίσκονται στο τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο έχουν τη λειτουργία δημιουργίας πολλών πρωτεϊνών. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως μετάφραση και λαμβάνει χώρα κυρίως στα παγκρεατικά κύτταρα και την πεπτική οδό, θέσεις θα πρέπει να αναπτύσσει υψηλό όγκο των πρωτεϊνών και ενζύμων.

Το τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο λειτουργεί σε συνδυασμό με ριβοσώματα συνδεδεμένα στη μεμβράνη για να πάρουν τα πολυπεπτίδια και τα αμινοξέα από το κυτοσόλιο και να συνεχίσουν με τη διαδικασία παρασκευής πρωτεϊνών. Μέσα σε αυτή τη διαδικασία, ο δικτυωτός είναι υπεύθυνος για την παροχή μιας "ετικέτας" σε κάθε πρωτεΐνη κατά το αρχικό στάδιο σχηματισμού της.

Οι πρωτεΐνες που παράγονται από την μεμβράνη πλάσματος, η συσκευή Golgi, εκκριτικά κυστίδια, λυσοσώματα, ενδοσώματα και την ίδια ενδοπλασματικό δίκτυο. Ορισμένες πρωτεΐνες αποτίθενται στον αυλό ή κενό χώρο μέσα στο δίκτυο, ενώ άλλες επεξεργάζονται μέσα στο ίδιο.

Στον αυλό, οι πρωτεΐνες αναμιγνύονται με ομάδες σακχάρων για να σχηματίσουν γλυκοπρωτεΐνες. Μερικές μπορούν επίσης να αναμιχθεί με μέταλλο ομάδες κατά τη διέλευσή τους μέσα από το ενδοπλασματικό δίκτυο, δημιουργώντας πολυπεπτιδικές αλυσίδες συνδυάζονται για να δώσουν αφορμή για αιμοσφαιρίνης.

Αναδίπλωση πρωτεϊνών

Μέσα στον αυλό του αδρού ενδοπλασματικού δικτύου, οι αναδιπλωμένες πρωτεΐνες για βιοχημικές μονάδες σχηματίζει σύνθετη αρχιτεκτονική, τα οποία είναι κωδικοποιημένα για να κάνουν πιο σύνθετες δομές. 

Ποιοτικός έλεγχος των πρωτεϊνών

Στον αυλό, πραγματοποιείται εξαντλητική διαδικασία ποιοτικού ελέγχου των πρωτεϊνών. Κάθε μία από αυτές ελέγχεται για πιθανά σφάλματα.

Σε περίπτωση εύρεσης λανθασμένης πρωτεΐνης, ο αυλός θα την απορρίψει και δεν θα την αφήσει να συνεχίσει στη διαδικασία σχηματισμού πιο πολύπλοκων δομών.

Οι απορριπτόμενες πρωτεΐνες αποθηκεύονται στον αυλό ή ανακυκλώνονται και τελικά επανασυντίθενται σε αμινοξέα. Για παράδειγμα, πνευμονικό εμφύσημα τύπου Α παράγεται όταν ο έλεγχος ποιότητας λαμβάνει χώρα στον αυλό του αδρού ενδοπλασματικού δικτύου, συνεχώς απορρίπτει πρωτεΐνες δεν έχουν ευθυγραμμισμένα σωστά.

Η λανθασμένη σύσταση της πρωτεΐνης θα έχει ως αποτέλεσμα ένα τροποποιημένο γενετικό μήνυμα που θα είναι αδύνατο να διαβαστεί στον αυλό.

Αυτή η πρωτεΐνη δεν θα αφήσει ποτέ τον αυλό του δικτυώματος. Σήμερα, έχουν διεξαχθεί μελέτες που σχετίζονται με αυτή τη διαδικασία σε πιθανές αποτυχίες που προκαλούνται στο σώμα υπό την παρουσία του HIV..

Έλεγχος ποιότητας και κυστική ίνωση

Υπάρχει ένας τύπος κυστικής ίνωσης που παράγεται όταν ένα αμινοξύ (φαινυλαμίνη) λείπει σε μια συγκεκριμένη θέση στη διαδικασία παρασκευής πρωτεϊνών.

Αυτές οι πρωτεΐνες μπορούν να λειτουργήσουν καλά χωρίς το αμινοξύ, ωστόσο, ο αυλός ανιχνεύει ότι υπάρχει ένα σφάλμα σε αυτή την πρωτεΐνη και την απορρίπτει, εμποδίζοντας την να προχωρήσει μέσα στην εκπαιδευτική διαδικασία.

Σε αυτή την περίπτωση, ο ασθενής με κυστική ίνωση χάσει εντελώς την ικανότητα να οικοδομήσουν πιο περίτεχνα πρωτεΐνες, δεδομένου ότι ο αυλός δεν αφήνει να περάσει η κακή ποιότητα των πρωτεϊνών (Benedetti, Banhegyi, και Burchell, 2005).

Από το δικτυωτό στη συσκευή Golgi

Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι πρωτεΐνες μεταφέρονται στη συσκευή Golgi για να "τερματιστούν". Σε αυτό το σημείο μεταφέρονται σε κυστίδια ή ενδεχομένως βρίσκονται μεταξύ της επιφάνειας του ενδοπλασματικού δικτύου και της συσκευής Golgi. Μόλις ολοκληρωθούν, αποστέλλονται σε συγκεκριμένες θέσεις εντός του σώματος (Rogers, 2014).

Δομή

Δομικά, το τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο είναι ένα δίκτυο των μεμβρανών που μπορούν να βρεθούν πουθενά στο κύτταρο και συνδέεται απευθείας με το πυρήνα.

Οι μεμβράνες είναι ελαφρώς διαφορετικές από το ένα κύτταρο στο άλλο, καθώς η λειτουργία του κυττάρου καθορίζει το μέγεθος και τη δομή του δικτυώματος που χρειάζεται.

Για παράδειγμα, μερικά κύτταρα όπως οι προκαρυώτες, το σπέρμα ή τα ερυθροκύτταρα δεν έχουν κανένα τύπο ενδοπλασματικού δικτυώματος.

Τα κύτταρα που συνθέτουν και απελευθερώνουν υψηλότερη συγκέντρωση πρωτεϊνών και, από την άλλη πλευρά, πρέπει να έχουν μεγαλύτερο ενδοπλασματικό δίκτυο.

Αυτό φαίνεται σαφώς στα κύτταρα του παγκρέατος και του ήπατος, όπου τα κύτταρα έχουν ένα μεγάλο τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο για να συνθέσουν τις πρωτεΐνες (Inc., 2002).

Αναφορές

1. Benedetti, Α., Bánhegyi, G., & Burchell, Α. (2005). Ενδοπλασματικό δίκτυο: ένα μεταβολικό διαμέρισμα. Σιένα: IOS Press.
2. (19 Νοεμβρίου 2015). Βρετανική Εταιρεία Βιολογίας Κυττάρων. Ανακτήθηκε από το ενδοπλασματικό δίκτυο (τραχύ και ομαλό): bscb.org.
3. , Τ. G. (2002). Ενδοπλασματικό δίκτυο. Ανακτήθηκε από το ενδοπλασματικό δίκτυο: encyclopedia.com.
4. Rogers, Κ. (12 Δεκεμβρίου 2014). Encyclopædia Britannica. Ανακτήθηκε από ενδοπλασματικό δίκτυο (ER): global.britannica.com.
5. com. (2017). SoftSchools.com. Ανακτήθηκε από τη λειτουργία του ενδοπλασμικού δικτυώματος: softschools.com.
6. Studios, Α. R. (2017). Βιολογία για παιδιά. Ανακτήθηκε από Ενδοπλασμικό Δίκτυο - το Αναδίπλωση Up: biology4kids.com.