Hladké charakteristiky endoplazmatického retikula, struktura a funkce

Hladké endoplazmatické retikulum je organická membránová buňka přítomná v eukaryotických buňkách. Ve většině buněk se nachází v malých proporcích. Historicky bylo endoplazmatické retikulum rozděleno na hladké a drsné. Tato klasifikace je založena na přítomnosti ribozomů v membránách.

Hladká nemá tyto struktury připojené ke svým membránám a je tvořena sítí kostek a trubiček, které jsou navzájem spojeny a rozloženy po celém vnitřku buňky. Tato síť je široká a je považována za největší buněčnou organelu

Tato organela je zodpovědná za biosyntézu lipidů, na rozdíl od hrubého endoplazmatického retikula, jehož hlavní funkcí je syntéza a zpracování proteinů. To může být viděno v buňce jako tubulární síť propojená k sobě, s více nepravidelným vzhledem ve srovnání s hrubým endoplazmatickým retikulem \ t.

Tato struktura byla poprvé pozorována v roce 1945 výzkumníky Keithem Porterem, Albertem Claudem a Ernestem Fullamem.

Index

• 1 Obecné charakteristiky
  • 1,1 Poloha
• 2 Struktura
• 3 Funkce
  • 3.1 Biosyntéza lipidů
  • 3.2 Fosfolipidy
  • 3.3 Cholesterol
  • 3.4 Keramidy
  • 3,5 Lipoproteiny
  • 3.6 Vývoz lipidů
  • 3.7 Sarkoplazmatické retikulum
  • 3.8 Detoxikační reakce
  • 3.9 Odolnost vůči lékům
  • 3.10 Glukoneogeneze
• 4 Odkaz

Obecné vlastnosti

Hladké endoplazmatické retikulum je typ retikula s poruchou sítě tubulů, které postrádají ribozomy. Jeho hlavní funkcí je syntéza membránových strukturních lipidů v eukaryotických buňkách a hormonech. Podílí se také na reakcích na homeostázu vápníku a detoxikaci buněk.

Enzymaticky je hladký endoplazmatický retikulum univerzálnější než hrubý, což mu umožňuje provádět více funkcí.

Ne všechny buňky mají identické a homogenní hladké endoplazmatické retikulum. Ve většině buněk jsou tyto regiony poměrně vzácné a rozlišení mezi hladkým a hrubým retikulem není opravdu jasné..

Poměr mezi hladkým a hrubým závisí na typu buňky a funkci. V některých případech oba typy svazků nezabírají fyzicky oddělené oblasti, s malými plochami bez ribozomů a jiných krytů.

Poloha

V buňkách, kde je metabolismus lipidů aktivní, je hladké endoplazmatické retikulum velmi hojné.

Příklady jsou buňky jater, kůry nadledvin, neuronů, svalových buněk, vaječníků, varlat a mazových žláz. Buňky podílející se na syntéze hormonů mají velké kompartmenty hladkého retikula, kde enzymy syntetizují uvedené lipidy..

Struktura

Hladké a hrubé endoplazmatické retikulum tvoří spojitou strukturu a je to jediné oddělení. Retikulární membrána je integrována s jadernou membránou.

Struktura retikula je poměrně složitá, protože existuje několik domén v kontinuálním lumenu (bez kompartmentů) oddělených jednou membránou. Rozlišují se následující zóny: jaderná obálka, periferní síť a propojená trubková síť.

Historické dělení kříže zahrnuje hrubé a hladké. Tato separace je však záležitostí náročných debat mezi vědci. Nádrže mají ve své struktuře ribozomy, a proto je retikulum považováno za hrubé. Naproti tomu tubuly tyto organely postrádají, a proto se sítko nazývá hladké.

Hladké endoplazmatické retikulum je složitější než hrubé. Ten má díky přítomnosti ribozomů výraznější strukturu.

Typická forma hladkého endoplazmatického retikula je polygonální síť ve formě tubulů. Tyto struktury jsou složité a mají vysoký počet větví, což dává vzhled podobný houbě.

V některých tkáních pěstovaných v laboratoři je hladké endoplazmatické retikulum seskupeno do sad skládaných cisteren. Mohou se šířit podél cytoplazmy nebo se vyrovnat s jadernou obálkou.

Funkce

Hladké endoplazmatické retikulum je hlavně zodpovědné za syntézu lipidů, ukládání vápníku a detoxikaci buněk, zejména v jaterních buňkách. Naproti tomu biosyntéza a modifikace proteinů se vyskytuje u drsné. Níže uvádíme podrobné vysvětlení každé z výše uvedených funkcí:

Biosyntéza lipidů

Hladké endoplazmatické retikulum je hlavním kompartmentem, ve kterém jsou syntetizovány lipidy. Vzhledem ke své lipidové povaze nemohou být tyto sloučeniny syntetizovány ve vodném prostředí, jako je buněčný cytosol. Jeho syntéza musí být prováděna ve spojení s existujícími membránami.

Tyto biomolekuly jsou základem všech biologických membrán, které se skládají ze tří typů základních lipidů: fosfolipidů, glykolipidů a cholesterolu. Hlavní strukturní složky membrán jsou fosfolipidy.

Fosfolipidy

Jedná se o amfipatické molekuly; Mají polární hlavu (hydrofilní) a nepolární uhlíkový řetězec (hydrobica). Jedná se o molekulu glycerolu spojenou s mastnými kyselinami a fosfátovou skupinou.

Proces syntézy probíhá na cytosolové straně endoplazmatické retikulární membrány. Koenzym A se podílí na přenosu mastných kyselin na fosfát glycerolu 3. Díky enzymu ukotvenému v membráně se do něj mohou vložit fosfolipidy.

Enzymy přítomné v cytosolické straně membránové ohniskové destičky může katalyzovat ligaci různých chemických skupin k hydrofilní části lipidu, což vede různé sloučeniny, jako je fosfatidylcholin, fosfatidylserin, fosfatidylethanolamin nebo fosfatidylinositol.

Když jsou lipidy syntetizovány, přidávají se pouze na jednu stranu membrány (pamatujíce, že biologické membrány jsou uspořádány jako lipidová dvojvrstva). Aby se zabránilo asymetrickému růstu obou stran, musí se některé fosfolipidy přesunout na druhou polovinu membrány.

Tento proces však nemůže probíhat spontánně, protože vyžaduje průchod polární oblasti lipidu uvnitř membrány. Flipázy jsou enzymy, které jsou zodpovědné za udržení rovnováhy mezi lipidy dvojvrstvy.

Cholesterol

Také se syntetizují molekuly cholesterolu. Strukturálně se tento lipid skládá ze čtyř kruhů. Je důležitou složkou ve zvířecích plazmatických membránách a také nezbytnou pro syntézu hormonů.

Cholesterol reguluje tekutost membrán, a proto je v živočišných buňkách tak důležitý.

Konečný účinek na tekutost závisí na koncentracích cholesterolu. Při normálních hladinách cholesterolu v membránách a když jsou ocasy lipidů, které ho tvoří, dlouhé, cholesterol působí imobilizací, což snižuje tekutost membrány..

Účinek je opačný, když hladiny cholesterolu klesají. Při interakci s ocasy lipidů je to důsledek jejich separace, čímž se snižuje tekutost.

Ceramidy

Syntéza ceramidů se vyskytuje v endoplazmatickém retikulu. Ceramidy jsou významnými prekurzory lipidů (které nejsou deriváty glycerolu) pro plazmatické membrány, jako jsou glykolipidy nebo sfingomyelin. Tato přeměna ceramidu probíhá v Golgiho aparátu.

Lipoproteiny

Hladké endoplazmatické retikulum je hojné v hepatocytech (jaterních buňkách). V tomto oddělení dochází k syntéze lipoproteinů. Tyto částice jsou zodpovědné za transport lipidů do různých částí těla.

Export lipidů

Lipidy jsou exportovány prostřednictvím sekrečních váčků. Vzhledem k tomu, že biomembrány jsou tvořeny lipidy, membrány vesikulů se k nim mohou fúzovat a uvolňovat obsah do jiné organely..

Sarkoplazmatické retikulum

Ve svalových buňkách s pruhovanými svazky je typ vysoce specializovaného hladkého endoplazmatického retikula tvořeného tubuly zvanými sarkoplazmatické retikulum. Toto oddělení obklopuje každou myofibrilu. Vyznačuje se tím, že má vápníková čerpadla a reguluje jejich příjem a uvolňování. Jeho úlohou je zprostředkovat kontrakci a svalovou relaxaci.

Pokud existuje více iontů vápníku v sarkoplazmatickém retikulu ve srovnání se sarkoplazmou, buňka je v klidovém stavu.

Detoxikační reakce

Hladké endoplazmatické retikulum jaterních buněk se účastní detoxikačních reakcí za účelem eliminace toxických sloučenin nebo léčiv z těla..

Některé rodiny enzymů, jako je cytochrom P450, katalyzují různé reakce, které zabraňují hromadění potenciálně toxických metabolitů. Tyto enzymy přidávají hydroxylové skupiny k "škodlivým" molekulám, které jsou hydrofobní a nacházejí se v membráně.

Následně přichází do hry další typ enzymu nazývaný UDP glukuronyl transferáza, který přidává molekuly se zápornými náboji. To je to, jak sloučeniny opouštějí buňku, dosahují krve a jsou vylučovány močí. Některé léky, které jsou syntetizovány v retikulu, jsou barbituráty a také alkohol.

Odolnost vůči drogám

Když se do oběhu dostanou vysoké hladiny toxických metabolitů, spustí se enzymy zapojené do těchto detoxikačních reakcí, čímž se zvýší jejich koncentrace. Rovněž za těchto podmínek hladký endoplazmatický retikulum zvětšuje svou povrchovou plochu až dvakrát za pár dní.

Proto se zvyšuje rychlost rezistence na některé léky a pro dosažení efektu je nutné konzumovat vyšší dávky. Tato rezistence není zcela specifická a může vést k rezistenci na několik léků současně. Jinými slovy, zneužívání určitého léku může vést k neúčinnosti druhého.

Glukoneogeneze

Glukoneogeneze je metabolická cesta, při které dochází k tvorbě glukózy z molekul jiných než sacharidů.

V hladkém endoplazmatickém retikulu je enzym glukóza 6 fosfatáza, který je zodpovědný za katalyzování průchodu glukózy 6 fosfátem na glukózu.

Odkaz

1. Borgese, N., Francolini, M., & Snapp, E. (2006). Architektura endoplazmatického retikula: struktury v toku. Aktuální stanovisko v Cell Biology, 18(4), 358-364.
2. Campbell, N. A. (2001). Biologie: Pojmy a vztahy. Pearson Education.
3. Angličtina, A. R., & Voeltz, G. K. (2013). Struktura endoplazmatického retikula a propojení s jinými organelami. Studené jarní přístav perspektivy v biologii, 5(4), a013227.
4. Eynard, A.R., Valentich, M.A., & Rovasio, R.A. (2008). Histologie a embryologie člověka: buněčné a molekulární základy. Panamericana Medical.
5. Voeltz, G. K., Rolls, M. M., & Rapoport, T. A. (2002). Strukturní uspořádání endoplazmatického retikula. EMBO zprávy, 3(10), 944-950.