Hücrenin endoplazmik retikulumu. Endoplazmik retikulum. Hücrenin organelleri ve diğer bileşenleri. Granüler endoplazmik retikulumun işlevleri

Endoplazmik retikulum (ER) olarak da adlandırılan endoplazmik retikulum önemli bir ökaryotik hücredir. Proteinlerin ve lipitlerin üretiminde, işlenmesinde ve taşınmasında öncü bir rol oynar. ER, kendi zarı için transmembran proteinleri ve lipitlerin yanı sıra salgı kesecikleri ve bitki hücreleri de dahil olmak üzere diğer birçok hücresel bileşen için üretir.

Endoplazmik retikulum, ve içinde birçok işlevi yerine getiren tübüller ve düzleştirilmiş keselerden oluşan bir ağdır. EPR'nin hem yapı hem de işlev açısından farklılık gösteren iki bölümü vardır. Bir parça, zarın sitoplazmik tarafına bağlı ribozomlara sahip olduğundan granüler (kaba) ER olarak adlandırılır. Diğer kısma agranüler (pürüzsüz) ER denir çünkü bağlı ribozomlardan yoksundur.

Tipik olarak pürüzsüz ER bir kanal ağıdır, kaba ER ise bir dizi düzleştirilmiş keseden oluşur. ER'nin içindeki boşluğa lümen denir. Endoplazmik retikulum hücre zarından geniş bir alana uzanır ve nükleer zarfla sürekli bir bağlantı oluşturur. ER nükleer zarfa bağlı olduğundan içindeki lümen ve boşluk nükleer zarf aynı bölmenin parçalarıdır.

Granüler endoplazmik retikulum

Granüler (kaba) endoplazmik retikulum, membranlar ve salgı proteinleri üretir. Granüler ER'ye bağlı ribozomlar, çeviri sırasında proteinleri sentezler. Bazı lökositlerde (beyaz kan hücreleri) kaba ER antikorlar üretir. Pankreas hücrelerinde insülin üretir.

Granüler ve agranüler ER tipik olarak birbirine bağlıdır ve kaba ER tarafından üretilen proteinler ve membranlar, pürüzsüz ER'ye yer değiştirir. Bazı proteinler özel taşıma kesecikleri aracılığıyla Golgi aygıtına gönderilir. Proteinler Golgi'de değiştirildikten sonra hücre içindeki uygun yerlere taşınır veya hücreden dışarı çıkarılır.

Agranüler endoplazmik retikulum

Agranüler (pürüzsüz) endoplazmik retikulum, karbonhidratların ve lipitlerin sentezi de dahil olmak üzere geniş bir fonksiyon yelpazesine sahiptir. Hücre zarlarını oluşturmak için fosfolipitler ve kolesterol gibi lipitler gereklidir. Pürüzsüz ER ayrıca endoplazmik retikulum ürünlerini çeşitli yerlere taşıyan veziküller için bir geçiş bölgesi görevi görür.

Karaciğer hücrelerinde agranüler ER, detoksifikasyona yardımcı olan enzimler üretir. belirli bileşikler. Kaslarda kas hücrelerinin kasılmasına yardımcı olur, beyin hücrelerinde ise erkek ve kadın hormonlarını sentezler.

Hayvanlar ve insanlar. Hücrenin bu bileşeninin işlevleri çeşitlidir ve temel olarak sentez, modifikasyon ve taşıma ile ilişkilidir.

Endoplazmik retikulum ilk kez 1945'te keşfedildi. Amerikalı bilim adamı K. Porter bunu ilk elektrik mikroskoplarından birini kullanarak gördü. O andan itibaren aktif araştırması başladı.

Hücrede bu organelin iki tipi vardır:

Granüler veya kaba endoplazmik retikulum (birçok ribozomla kaplı).
Agranüler veya pürüzsüz endoplazmik retikulum.

Her retikulum tipinin bazı özellikleri vardır ve tamamen farklı işlevleri yerine getirir. Onlara daha detaylı bakalım.

Granüler endoplazmik retikulum: yapı. Bu organel sarnıçlar, kesecikler ve tübüllerden oluşan bir sistemdir. Duvarları bilipoz membrandan oluşur. Boşluğun genişliği 20 nm'den birkaç mikrometreye kadar değişebilir - her şey hücrenin salgı aktivitesine bağlıdır.

Düşük düzeyde metabolizma ile karakterize edilen birkaç özel hücrede, EPS yalnızca birkaç dağınık sarnıçla temsil edilir. Aktif olarak protein sentezleyen bir hücrenin içinde, endoplazmik retikulum birçok sarnıçtan ve dallanmış bir tübül sisteminden oluşur.

Kural olarak, granüler ER, tübüller yoluyla nükleer zarfın zarlarına bağlanır - bu tam olarak böyledir karmaşık süreçler Protein moleküllerinin sentezi ve taşınması.

Granüler endoplazmik retikulum: işlevler. Daha önce de belirtildiği gibi, ER'nin sitoplazmik taraftaki tüm yüzeyi, ER'ye dahil olduğu bilinen ribozomlarla kaplıdır - burası, protein bileşiklerinin sentez ve taşınma bölgesidir.

Bu organel sitoplazmik membranın sentezinden sorumludur. Ancak çoğu durumda yaratıldı protein molekülleri Daha sonra membran kesecikleri yardımıyla hücre ve dokuların ihtiyaçlarına göre daha da değiştirilip dağıtılacakları yere taşınırlar.

Ek olarak, EPS tanklarının boşluklarında bazı protein değişiklikleri meydana gelir - örneğin buna bir karbonhidrat bileşeninin eklenmesi. Burada agregasyonla büyük salgı granülleri oluşur.

Agranüler endoplazmik retikulum: yapısı ve fonksiyonları. Pürüzsüz EPS'nin yapısında bazı farklılıklar vardır. Örneğin böyle bir organel yalnızca sarnıçlardan oluşur ve tübül sistemine sahip değildir. Bu tür EPS kompleksleri kural olarak daha küçüktür, ancak aksine tankın genişliği daha büyüktür.

Pürüzsüz endoplazmik retikulum, protein bileşenlerinin senteziyle ilgili değildir, ancak bir dizi eşit derecede önemli işlevi yerine getirir. Örneğin insanlarda ve tüm omurgalılarda steroid hormonlarının sentezi burada gerçekleşir. Bu nedenle adrenal hücrelerdeki pürüzsüz ER hacmi oldukça büyüktür.

Karaciğer hücrelerinde EPS, karbonhidrat metabolizmasında, yani glikojenin parçalanmasında rol oynayan gerekli enzimleri üretir. Ayrıca karaciğer hücrelerinin toksinleri nötralize etmekten sorumlu olduğu da bilinmektedir. Bu organelin tanklarında hidrofilik bir bileşen sentezlenir ve bu bileşen daha sonra toksik moleküle bağlanarak kan ve idrardaki çözünürlüğünü arttırır. Toksinlerin (zehirler, alkol) etkisine sürekli duyarlı olan hepatositlerde, neredeyse tüm hücrenin yoğun olarak yerleştirilmiş pürüzsüz ER tankları tarafından işgal edilmesi ilginçtir.

Kas hücreleri özel bir tür pürüzsüz ER içerir - sarkoplazmik retikulum. Kalsiyum deposu görevi görür, böylece hücre aktivitesi ve dinlenme süreçlerini düzenler.

Gördüğünüz gibi EPS'nin işlevleri çeşitlidir ve sağlıklı bir hücrenin normal işleyişi için çok önemlidir.

Endoplazmik retikulum (ER) veya endoplazmik retikulum (ER), membran sarnıçları, kanalları ve keseciklerden oluşan bir sistemdir. Tüm hücre zarlarının yaklaşık yarısı ER'de bulunur.

Morfofonksiyonel olarak ER 3 bölüme ayrılır: kaba (granüler), pürüzsüz (agranüler) ve orta. Granüler ER ribozomları (PC) içerirken, pürüzsüz ve orta düzey ER'de bunlar yoktur. Granüler ER esas olarak sarnıçlarla temsil edilirken, pürüzsüz ve orta düzey ER esas olarak kanallarla temsil edilir. Tankların, kanalların ve kabarcıkların zarları birbirine geçebilir. ER, özel bir kimyasal bileşimle karakterize edilen yarı sıvı bir matris içerir.

ER'nin işlevleri:

bölümlendirme;
sentetik;
ulaşım;
detoksifikasyon;
kalsiyum iyon konsantrasyonunun düzenlenmesi.

Bölümlendirme işlevi ER membranları kullanılarak hücrelerin bölmelere (bölmelere) bölünmesiyle ilişkilidir. Bu tür bir bölünme, sitoplazmanın içeriğinin bir kısmının hiyaloplazmadan izole edilmesini mümkün kılar ve hücrenin belirli süreçleri izole etmesini ve lokalize etmesini, ayrıca bunların daha verimli ve yönlendirilmiş bir şekilde gerçekleşmesini sağlar.

Sentetik fonksiyon. Sentezi mitokondrinin kendisinde meydana gelen iki mitokondriyal lipit hariç, hemen hemen tüm lipitler pürüzsüz ER'de sentezlenir. Kolesterol, pürüzsüz ER'nin zarlarında sentezlenir (insanlarda, günde 1 g'a kadar, esas olarak karaciğerde; karaciğer hasarı ile kandaki kolesterol miktarı düşer, kırmızı kan hücrelerinin şekli ve işlevi değişir ve anemi gelişir).
Protein sentezi kaba ER'de gerçekleşir:

ER'nin iç fazı, Golgi kompleksi, lizozomlar, mitokondri;
salgı proteinleri, örneğin hormonlar, immünoglobulinler;
membran proteinleri.

Protein sentezi sitozoldeki serbest ribozomlarda başlar. Kimyasal dönüşümlerden sonra proteinler, ER'den ayrılan ve hücrenin diğer bölgelerine, örneğin Golgi kompleksine taşınan membran keseciklerine paketlenir.
ER'de sentezlenen proteinler iki akıma ayrılabilir:

ER'de kalan dahili olanlar;
Acil serviste kalmayan harici olanlar.

Dahili proteinler de iki akıma ayrılabilir:

Estonya Cumhuriyeti'nden ayrılmayan sakinler;
transit, Estonya Cumhuriyeti'nden ayrılıyor.

Acil serviste oluyor detoksifikasyon zararlı maddeler hücreye giren veya hücrenin kendisinde oluşanlar. Zararlı maddelerin çoğu
hidrofobik maddeler, bu nedenle vücuttan idrarla atılamazlar. ER membranları sitokrom P450 adı verilen bir protein içerir. hidrofobik maddeler hidrofilik olanlara dönüştürülür ve daha sonra idrarla vücuttan atılırlar.

Endoplazmik retikulumun yapısı

Tanım 1

Endoplazmik retikulum(ER, endoplazmik retikulum) - karmaşık ultramikroskopik, çok dallanmış, birbirine bağlı sistem tüm ökaryotik hücrelerin sitoplazma kütlesine az çok eşit şekilde nüfuz eden zarlar.

EPS, düz membran keselerinden (sarnıçlar, kanallar ve tüpler) oluşan bir membran organelidir. Bu yapı sayesinde endoplazmik retikulum, hücrenin iç yüzeyinin alanını önemli ölçüde arttırır ve hücreyi bölümlere ayırır. İçerisi dolu matris(orta derecede yoğun gevşek malzeme (sentez ürünü)). Çeşitli içerikler kimyasallar bölümler aynı değildir, bu nedenle bir hücrede çeşitli şeyler hem aynı anda hem de belirli bir sırayla gerçekleşebilir kimyasal reaksiyonlar küçük bir hücre hacminde. Endoplazmik retikulum açılır perinükleer alan(iki karyolem zarı arasındaki boşluk).

Endoplazmik retikulumun zarı, proteinler ve lipitlerin (çoğunlukla fosfolipitler) yanı sıra enzimlerden oluşur: adenosin trifosfataz ve membran lipitlerinin sentezi için enzimler.

İki tip endoplazmik retikulum vardır:

Düz (agranüler, aES), birbiriyle anastomoz yapan ve yüzeyinde ribozom bulunmayan tüplerle temsil edilir;
Kaba (granüler, grES), yine birbirine bağlı sarnıçlardan oluşur, ancak bunlar ribozomlarla kaplıdır.

Not 1

Bazen de tahsis ediyorlar geçen veya geçici(tES) bir tip ES'nin diğerine geçiş bölgesinde bulunan endoplazmik retikulum.

Granüler ES, tüm hücrelerin (sperm hariç) karakteristiğidir, ancak gelişim derecesi değişir ve hücrenin uzmanlaşmasına bağlıdır.

Epitelyal glandüler hücrelerin GRES'i (pankreas, sindirim enzimleri üreten, karaciğer, serum albümini sentezleyen), fibroblastlar (hücreler) bağ dokusu, kollajen proteini üretir), plazma hücreleri (immünoglobulinlerin üretimi).

Agranüler ES, adrenal hücrelerde (steroid hormonlarının sentezi), kas hücrelerinde (kalsiyum metabolizması), midenin fundik bezlerinin hücrelerinde (klor iyonlarının salınımı) baskındır.

Başka bir EPS membran türü, içinde çok sayıda spesifik enzim içeren dallanmış membran tüpleridir ve veziküller - esas olarak tüplerin ve sarnıçların yanında bulunan, bir zarla çevrelenmiş küçük keseciklerdir. Sentezlenen maddelerin transferini sağlarlar.

EPS işlevleri

Endoplazmik retikulum, hücrenin karmaşık işlevleri yerine getirmesi sayesinde sitoplazmik maddelerin sentezi ve kısmen taşınması için bir aparattır.

Not 2

Her iki EPS türünün işlevleri, maddelerin sentezi ve taşınmasıyla ilişkilidir. Endoplazmik retikulum evrensel bir taşıma sistemidir.

Pürüzsüz ve pürüzlü endoplazmik retikulum, membranları ve içerikleri (matris) ile ortak işlevleri yerine getirir:

sitoplazmanın düzenli bir şekilde dağıldığı ve karışmadığı ve aynı zamanda rastgele maddelerin organele girmesini önlediği için ayrılma (yapılanma);
gerekli maddelerin zar duvarından aktarılması nedeniyle zar ötesi taşıma;
zarın kendisinde bulunan enzimlerin katılımıyla zar lipitlerinin sentezi ve endoplazmik retikulumun çoğalmasının sağlanması;
ES membranlarının iki yüzeyi arasında ortaya çıkan potansiyel farkı nedeniyle uyarma impulslarının iletilmesini sağlamak mümkündür.

Ayrıca her ağ türünün kendine özgü işlevleri vardır.

Pürüzsüz (agranüler) endoplazmik retikulumun işlevleri

Agranüler endoplazmik retikulum, her iki ES tipinde ortak olan adlandırılmış işlevlere ek olarak, kendisine özgü işlevleri de yerine getirir:

kalsiyum deposu. Birçok hücrede (iskelet kasları, kalp, yumurtalar, nöronlar) kalsiyum iyonlarının konsantrasyonunu değiştirebilecek mekanizmalar vardır. Çizgili kas dokusu sarkoplazmik retikulum adı verilen özel bir endoplazmik retikulum içerir. Bu bir kalsiyum iyonları deposudur ve bu ağın zarları, büyük miktarlarda kalsiyumu sitoplazmaya salabilen veya saniyenin yüzde biri kadar bir sürede ağ kanallarının boşluklarına taşıyabilen güçlü kalsiyum pompaları içerir;
lipit sentezi, kolesterol ve steroid hormonları gibi maddeler. Steroid hormonları esas olarak gonadların ve adrenal bezlerin endokrin hücrelerinde, böbrek ve karaciğer hücrelerinde sentezlenir. Bağırsak hücreleri lipitleri sentezler ve bunlar önce lenfe, sonra da kana salgılanır;

detoksifikasyon fonksiyonu– eksojen ve endojen toksinlerin nötralizasyonu;

Örnek 1

Böbrek hücreleri (hepatositler), fenobarbital'i yok edebilen oksidaz enzimleri içerir.

organel enzimleri görev alır glikojen sentezi(karaciğer hücrelerinde).

Kaba (granüler) endoplazmik retikulumun işlevleri

Listelenenler dışındaki granüler endoplazmik retikulum için genel işlevler, ayrıca özel olanlar da var:

protein sentezi Devlet Elektrik Santrali'nin bazı özellikleri var. Daha sonra ES membranlarına bağlanan serbest polisomlarda başlar.
Granüler endoplazmik retikulum şunları sentezler: hücre zarının tüm proteinleri (bazı hidrofobik proteinler, mitokondri ve kloroplastların iç zarlarının proteinleri hariç), zar organellerinin iç fazının spesifik proteinlerinin yanı sıra hücre boyunca taşınan salgı proteinleri. hücre ve hücre dışı boşluğa girer.
proteinlerin translasyon sonrası modifikasyonu: hidroksilasyon, sülfatlama, fosforilasyon. Önemli bir işlem, membrana bağlı glikosiltransferaz enziminin etkisi altında meydana gelen glikosilasyondur. Glikosilasyon, maddelerin hücrenin belirli kısımlarına (Golgi kompleksi, lizozomlar veya plazmalemma) salgılanmasından veya taşınmasından önce meydana gelir.
maddelerin taşınması ağın intramembran kısmı boyunca. Sentezlenen proteinler ES boşluklarından geçerek maddeleri hücreden uzaklaştıran Golgi kompleksine doğru hareket eder.
granüler endoplazmik retikulumun katılımı nedeniyle Golgi kompleksi oluşur.

Granüler endoplazmik retikulumun işlevleri, ribozomlarda sentezlenen ve yüzeyinde bulunan proteinlerin taşınmasıyla ilişkilidir. Sentezlenen proteinler EPS'ye girer, katlanır ve üçüncül bir yapı kazanır.

Sarnıçlara taşınan protein, yol boyunca önemli ölçüde değişir. Örneğin fosforile edilebilir veya bir glikoproteine dönüştürülebilir. Bir proteinin olağan yolu, granüler ER yoluyla Golgi aygıtına gitmektir; buradan ya hücreden çıkar, aynı hücrenin lizozomlar gibi diğer organellerine gider ya da depo granülleri olarak biriktirilir.

Karaciğer hücrelerinde hem granüler hem de granüler olmayan endoplazmik retikulum, toksik maddelerin detoksifikasyon süreçlerinde yer alır ve bunlar daha sonra hücreden uzaklaştırılır.

Dış plazma zarı gibi, endoplazmik retikulum da seçici geçirgenliğe sahiptir, bunun sonucunda retikulum kanallarının içindeki ve dışındaki maddelerin konsantrasyonu aynı değildir. Bunun hücre fonksiyonu üzerinde etkileri vardır.

Örnek 2

Kas hücrelerinin endoplazmik retikulumunda sitoplazmasından daha fazla kalsiyum iyonu vardır. Endoplazmik retikulumun kanallarını terk eden kalsiyum iyonları, kas liflerinin kasılma sürecini tetikler.

Endoplazmik retikulumun oluşumu

Endoplazmik retikulumun zarlarının lipit bileşenleri, retikulumun kendi enzimleri tarafından sentezlenirken, protein bileşenleri, zarlarında bulunan ribozomlardan gelir. Pürüzsüz (agranüler) endoplazmik retikulumun kendi protein sentez faktörleri yoktur, bu nedenle bu organelin granüler endoplazmik retikulum tarafından ribozom kaybı sonucu oluştuğuna inanılmaktadır.