Характеристики, структура и функции гладкого эндоплазматического ретикулума

Гладкая эндоплазматическая сеть органелла мембранных клеток, присутствующая в эукариотических клетках В большинстве клеток это найдено в небольших пропорциях. Исторически эндоплазматическая сеть делится на гладкую и шероховатую. Эта классификация основана на наличии или отсутствии рибосом в мембранах.

Гладкое не имеет этих структур, прикрепленных к его мембранам, и состоит из сети мешочков и канальцев, соединенных друг с другом и распределенных по всей внутренней части клетки. Эта сеть широка и считается крупнейшей клеточной органеллой.

Эта органелла отвечает за биосинтез липидов, в отличие от шероховатого эндоплазматического ретикулума, основной функцией которого является синтез и обработка белков. В клетке его можно увидеть как трубчатую сеть, соединенную друг с другом, с более нерегулярным внешним видом по сравнению с шероховатой эндоплазматической сетью.

Эта структура была впервые обнаружена в 1945 году исследователями Китом Портером, Альбертом Клодом и Эрнестом Фулламом..

индекс

• 1 Общая характеристика
  • 1.1 Местоположение
• 2 Структура
• 3 функции
  • 3.1 Липидный биосинтез
  • 3.2 Фосфолипиды
  • 3.3 Холестерин
  • 3.4 Керамиды
  • 3.5 Липопротеины
  • 3.6 Экспорт липидов
  • 3.7 Саркоплазматический ретикулум
  • 3.8 Реакции детоксикации
  • 3.9 Лекарственная устойчивость
  • 3.10 Глюконеогенез
• 4 Ссылка

Общие характеристики

Гладкий эндоплазматический ретикулум - это тип ретикулума с неупорядоченной сетью канальцев, в котором отсутствуют рибосомы. Его основной функцией является синтез структурных мембранных липидов в эукариотических клетках и гормонах. Он также участвует в гомеостазе кальция и реакциях детоксикации клеток..

Ферментативно гладкий эндоплазматический ретикулум более универсален, чем шероховатый, что позволяет ему выполнять больше функций.

Не все клетки имеют одинаковую и однородную гладкую эндоплазматическую сеть. На самом деле, в большинстве клеток этих областей довольно мало, и различие между гладкой и шероховатой сетью действительно не очень ясно.

Соотношение между гладкой и шероховатой зависит от типа и функции ячейки. В некоторых случаях оба типа решеток не занимают физически отдельных областей, с небольшими участками, свободными от рибосом и других покрытий.

место

В клетках, где активен липидный обмен, гладкая эндоплазматическая сеть очень распространена.

Примерами являются клетки печени, коры надпочечников, нейронов, мышечных клеток, яичников, яичек и сальных желез. Клетки, участвующие в синтезе гормонов, имеют большие компартменты гладкой сети, в которых, как обнаружено, ферменты синтезируют указанные липиды..

структура

Гладкий и шероховатый эндоплазматический ретикулум образует непрерывную структуру и представляет собой единое отделение. Ретикулярная мембрана интегрирована с ядерной мембраной.

Структура ретикулума довольно сложна, потому что в непрерывном просвете (без отделений) есть несколько доменов, разделенных одной мембраной. Можно выделить следующие зоны: ядерная оболочка, периферийная сеть и взаимосвязанная трубчатая сеть..

Историческое разделение сетки включает грубое и гладкое. Тем не менее, это разделение является предметом острых дискуссий среди ученых. У резервуаров есть рибосомы в их структуре, и поэтому сетчатка считается грубой. Напротив, в канальцах отсутствуют эти органеллы, и по этой причине сетка называется гладкой..

Гладкий эндоплазматический ретикулум более сложный, чем грубый. Последний имеет более зернистую структуру благодаря наличию рибосом.

Типичная форма гладкого эндоплазматического ретикулума представляет собой многоугольную сеть в виде канальцев. Эти структуры сложны и имеют большое количество ветвей, что дает вид, похожий на губку.

В определенных тканях, выращенных в лаборатории, гладкий эндоплазматический ретикулум сгруппирован в наборы сложенных цистерн. Они могут распространяться вдоль цитоплазмы или совпадать с ядерной оболочкой.

функции

Гладкая эндоплазматическая сеть в основном отвечает за синтез липидов, накопление кальция и детоксикацию клеток, особенно в клетках печени. Напротив, биосинтез и модификация белков происходит в грубой. Ниже приводится подробное объяснение каждой из вышеупомянутых функций:

Липидный биосинтез

Гладкий эндоплазматический ретикулум является основным компартментом, в котором синтезируются липиды. Из-за своей липидной природы эти соединения не могут быть синтезированы в водной среде, такой как клеточный цитозоль. Его синтез должен осуществляться в сочетании с существующими мембранами..

Эти биомолекулы являются основой всех биологических мембран, которые состоят из трех типов основных липидов: фосфолипиды, гликолипиды и холестерин. Основными структурными компонентами мембран являются фосфолипиды.

фосфолипиды

Это амфипатические молекулы; Они имеют полярную головку (гидрофильную) и неполярную углеродную цепь (гидробика). Это молекула глицерина, связанная с жирными кислотами и фосфатной группой.

Процесс синтеза происходит на цитозольной стороне мембраны эндоплазматического ретикулума. Коэнзим А участвует в переносе жирных кислот в глицерин-3-фосфат. Благодаря ферменту, закрепленному на мембране, фосфолипиды могут быть включены в этот.

Ферменты, присутствующие на цитозольной стороне мембраны ретикулума, могут катализировать связывание различных химических групп с гидрофильной частью липида, приводя к образованию различных соединений, таких как фосфатидилхолин, фосфатидилсерин, фосфатидилэтаноламин или фосфатидилинозитол..

Поскольку липиды синтезируются, они добавляются только к одной стороне мембраны (помня, что биологические мембраны расположены в виде липидного бислоя). Чтобы избежать асимметричного роста обеих сторон, некоторые фосфолипиды должны перемещаться на другую половину мембраны.

Однако этот процесс не может происходить самопроизвольно, поскольку требует прохождения полярной области липида внутри мембраны. Флипазы - это ферменты, которые отвечают за поддержание баланса между липидами бислоя..

холестерин

Молекулы холестерина также синтезируются. Конструктивно этот липид состоит из четырех колец. Это важный компонент в плазматических мембранах животных, а также необходимый для синтеза гормонов.

Холестерин регулирует текучесть мембран, и поэтому он так важен для клеток животных..

Окончательное влияние на текучесть зависит от концентрации холестерина. При нормальном уровне холестерина в мембранах и когда хвосты липидов, составляющих его, длинные, холестерин действует иммобилизируя их, уменьшая текучесть мембраны..

Эффект обратный, когда уровень холестерина снижается. При взаимодействии с хвостами липидов их эффект заключается в их разделении, что снижает текучесть.

керамиды

Синтез керамидов происходит в эндоплазматической сети. Церамиды являются важными предшественниками липидов (которые не являются производными глицерина) для плазматических мембран, таких как гликолипиды или сфингомиелин. Это превращение керамида происходит в аппарате Гольджи.

липопротеины

Гладкая эндоплазматическая сеть в изобилии присутствует в гепатоцитах (клетках печени). В этом отсеке происходит синтез липопротеинов. Эти частицы отвечают за транспортировку липидов в разные части тела..

Экспорт липидов

Липиды экспортируются через секреторные пузырьки. Поскольку биомембраны состоят из липидов, мембраны везикул могут сливаться с ними и высвобождать содержимое в другую органеллу..

Саркоплазматическая сеть

В поперечно-полосатых мышечных клетках существует тип узкоспециализированного гладкого эндоплазматического ретикулума, образованного канальцами, называемого саркоплазматическим ретикулумом. Этот отсек окружает каждую миофибриллу. Он характеризуется наличием кальциевых насосов и регулирует их усвоение и высвобождение. Его роль - опосредовать сокращение и расслабление мышц..

Когда в саркоплазматической сети больше ионов кальция, чем в саркоплазме, клетка находится в состоянии покоя.

Реакции детоксикации

Гладкий эндоплазматический ретикулум клеток печени участвует в реакциях детоксикации для выведения токсических соединений или лекарств из организма.

Некоторые семейства ферментов, такие как цитохром P450, катализируют различные реакции, которые предотвращают накопление потенциально токсичных метаболитов. Эти ферменты добавляют гидроксильные группы к «вредным» молекулам, которые являются гидрофобными и находятся в мембране..

Впоследствии в игру вступает другой тип фермента, называемый UDP глюкуронилтрансфераза, который добавляет молекулы с отрицательными зарядами. Так соединения покидают клетки, попадают в кровь и выводятся с мочой. Некоторые препараты, которые синтезируются в сети, являются барбитуратами, а также алкоголем.

Стойкость к лекарствам

Когда в кровь попадают высокие уровни токсичных метаболитов, ферменты, участвующие в этих реакциях детоксикации, запускаются, увеличивая их концентрацию. Аналогично, в этих условиях гладкий эндоплазматический ретикулум увеличивает площадь своей поверхности в два раза всего за пару дней..

Вот почему уровень устойчивости к определенным лекарственным препаратам повышается, и для достижения эффекта необходимо употреблять более высокие дозы. Этот ответ на резистентность не является полностью специфическим и может привести к резистентности к нескольким лекарствам одновременно. Другими словами, злоупотребление одним лекарством может привести к неэффективности другого.

глюконеогенез

Глюконеогенез - это метаболический путь, по которому происходит образование глюкозы из молекул, отличных от углеводов..

В гладком эндоплазматическом ретикулуме находится фермент глюкозо-6-фосфатаза, ответственный за катализирование перехода глюкозо-6-фосфата в глюкозу.

ссылка

1. Borgese, N., Francolini, M. & Snapp, E. (2006). Архитектура эндоплазматического ретикулума: структуры в движении. Современное мнение в клеточной биологии, 18(4), 358-364.
2. Кэмпбелл, Н. А. (2001). Биология: концепции и отношения. Пирсон Образование.
3. English, A.R. & Voeltz, G.K. (2013). Структура эндоплазматического ретикулума и взаимосвязь с другими органеллами. Перспективы Колд Спринг Харбор в биологии, 5(4), a013227.
4. Эйнард А.Р., Валентич М.А. и Ровасио Р.А. (2008). Гистология и эмбриология человека: клеточные и молекулярные основы. Ed. Panamericana Medical.
5. Voeltz, G.K., Rolls, M.M., & Rapoport, T.A. (2002). Структурная организация эндоплазматического ретикулума. Отчеты EMBO, 3(10), 944-950.