Eps v buňce plní funkci. Endoplazmatické retikulum
Endoplazmatické retikulum neboli EPS je soubor membrán relativně rovnoměrně distribuovaných v cytoplazmě eukaryotických buněk. EPS má obrovské množství poboček a je to komplexně strukturovaný systém vztahů.
EPS je jednou ze složek buněčné membrány. Zahrnuje kanály, trubky a cisterny, které umožňují rozložit vnitřní prostor buňky do určitých oblastí a také jej výrazně rozšířit. Celý prostor uvnitř buňky je vyplněn matricí – hustou syntetizovanou látkou a každá její sekce má jiné chemické složení. V dutině buňky tedy může proběhnout několik chemických reakcí najednou, které pokrývají pouze určitou oblast, nikoli celý systém. ER končí perinukleárním prostorem.
Lipidy a proteiny jsou hlavními látkami v membráně endoplazmatického retikula. Často se také vyskytují různé enzymy.
Typy EPS:
- Agranulární (aPS) je v podstatě systém propojených trubic, který neobsahuje ribozomy. Povrch takového EPS je díky absenci čehokoliv na něm hladký.
- Granulovaný (grES) - stejný jako předchozí, ale na povrchu má ribozomy, díky nimž je pozorována drsnost.
V některých případech tento seznam zahrnuje přechodné endoplazmatické retikulum (TER). Jeho druhé jméno je přechodné. Nachází se na křižovatce dvou typů sítí.
Hrubý ES lze pozorovat uvnitř všech živých buněk, kromě spermií. V každém organismu je však vyvinut v různé míře.
Například GRES je poměrně vysoce vyvinutý v plazmatických buňkách, které produkují imunoglobuliny, ve fibroblastech, které produkují kolagen, a v buňkách žlázového epitelu. Ty se nacházejí ve slinivce břišní, kde syntetizují enzymy, a v játrech produkujících albumin.
Hladký ES je reprezentován buňkami nadledvin, o kterých je známo, že vytvářejí hormony. Nachází se také ve svalech, kde probíhá metabolismus vápníku, a ve fundických žaludečních žlázách, které vylučují chlór.
Existují také dva typy vnitřních EPS membrán. První je systém trubic s četnými větvemi, které jsou nasyceny různými enzymy. Druhým typem jsou vezikuly – malé bublinky s vlastní membránou. Plní transportní funkci pro syntetizované látky.
Funkce EPS
Za prvé, endoplazmatické retikulum je syntetizující systém. Ale také se neméně podílí na transportu cytoplazmatických sloučenin, což činí celou buňku schopnou složitějších funkčních rysů.
Výše popsané schopnosti EPS jsou typické pro všechny jeho typy. Tato organela je tedy univerzálním systémem.
Společné funkce pro granulární a agranulární sítě:
- Syntetizující – tvorba membránových tuků (lipidů) pomocí enzymů. Jsou to oni, kdo umožňuje EPS reprodukovat samostatně.
- Strukturování - organizace oblastí cytoplazmy a zabránění vstupu nepotřebných látek do ní.
- Vodivé - výskyt vzrušujících impulsů v důsledku reakce mezi membránami.
- Transport - odvod látek i přes membránové stěny.
Kromě hlavních znaků má každý rod endoplazmatického retikula své vlastní specifické funkce.
Funkce hladkého (agranulárního) endoplazmatického retikula
JE, kromě vlastností charakteristických pro všechny typy EPS, má své vlastní následující funkce:
- Detoxikace – eliminace toxinů uvnitř i vně buňky.
Fenobarbital se působením oxidázových enzymů ničí v buňkách ledvin, konkrétně v hepatocytech.
- Syntetizující - produkce hormonů a cholesterolu. Ten se vylučuje na několika místech najednou: gonády, ledviny, játra a nadledviny. A tuky (lipidy) se syntetizují ve střevech a do krve se dostávají lymfou.
AES podporuje syntézu glykogenu v játrech díky působení enzymů.
- Transport – sarkoplazmatické retikulum, známé také jako speciální ER v příčně pruhovaných svalech, slouží jako úložiště iontů vápníku. A díky specializovaným kalciovým pumpám uvolňuje vápník přímo do cytoplazmy, odkud jej okamžitě posílá do oblasti kanálu. Zapojuje se do toho svalová ER, kvůli změnám množství vápníku speciálními mechanismy. Nacházejí se především v buňkách srdce, kosterních svalech, ale i neuronech a vajíčku.
Funkce hrubého (granulárního) endoplazmatického retikula
Stejně jako agranulární má GRES funkce, které jsou specifické pouze pro něj:
- Transport - pohyb látek po intramembránovém úseku, např. produkované proteiny po povrchu ER přecházejí do Golgiho komplexu, načež opouštějí buňku.
- Syntetizace – vše je stejné jako dříve: produkce bílkovin. Začíná to ale na volných polysomech a teprve poté se látky naváží na EPS.
- Díky granulárnímu endoplazmatickému retikulu jsou syntetizovány doslova všechny typy proteinů: sekreční, ty, které jdou dovnitř samotné buňky, specifické ve vnitřní fázi organel, stejně jako všechny látky v buněčné membráně, s výjimkou mitochondrií, chloroplastů a některé druhy bílkovin.
- Generatrix, Golgiho komplex, vytváří mimo jiné státní elektrárna.
- Modifikace – zahrnuje fosforylaci, sulfataci a hydroxylaci proteinů. Proces glykosylace zajišťuje speciální enzym, glykosyltransferáza. V podstatě předchází transportu látek k výstupu z cytoplazmy nebo nastává před buněčnou sekrecí.
Je vidět, že funkce rES jsou zaměřeny především na regulaci transportu proteinů syntetizovaných na povrchu endoplazmatického retikula v ribozomech. Přeměňují se na terciární strukturu, kroucení, a to na EPS.
Typickým chováním proteinu je vstup do granulárního ER, poté do Golgiho aparátu a nakonec výstup do jiných organel. Dá se odložit i jako rezerva. Ale často je v procesu pohybu schopen radikálně změnit své složení a vzhled: například fosforylovat nebo přeměnit na glykoprotein.
Oba typy endoplazmatického retikula přispívají k detoxikaci jaterních buněk, to znamená k odstranění toxických sloučenin z nich.
EPS nepropouští látky skrz sebe ve všech oblastech, díky čemuž je počet spojů v tubulech a mimo ně odlišný. Na stejném principu funguje i propustnost vnější membrány. Tato vlastnost hraje určitou roli v životě buňky.
V buněčné cytoplazmě svalů je mnohem méně iontů vápníku než v jejich endoplazmatickém retikulu. Důsledkem toho je úspěšná svalová kontrakce, protože právě vápník při odchodu z EPS kanálů tento proces zajišťuje.
Tvorba endoplazmatického retikula
Hlavními složkami EPS jsou proteiny a lipidy. První jsou transportovány z membránových ribozomů, druhé jsou syntetizovány samotným endoplazmatickým retikulem pomocí svých enzymů. Protože hladký ER (aPS) nemá na svém povrchu ribozomy a není schopen syntetizovat samotný protein, vzniká, když jsou ribozomy vyřazeny sítí granulárního typu.
Endoplazmatické retikulum (ER), také nazývané endoplazmatické retikulum, je důležitou eukaryotickou buňkou. Hraje vedoucí roli při výrobě, zpracování a transportu proteinů a lipidů. ER produkuje transmembránové proteiny a lipidy pro svou membránu, stejně jako pro mnoho dalších buněčných složek, včetně sekrečních váčků a rostlinných buněk.
Endoplazmatické retikulum je síť tubulů a zploštělých váčků, které plní mnoho funkcí v a. Existují dvě části EPR, které se liší jak strukturou, tak funkcí. Jedna část se nazývá granulární (hrubá) ER, protože má ribozomy připojené k cytoplazmatické straně membrány. Druhá část se nazývá agranulární (hladká) ER, protože postrádá připojené ribozomy.
Hladký ER je typicky potrubní síť, zatímco hrubý ER se skládá ze série zploštělých vaků. Prostor uvnitř ER se nazývá lumen. Endoplazmatické retikulum se rozprostírá široce od buněčné membrány a tvoří souvislé spojení s jaderným obalem. Protože ER je spojen s jaderným obalem, lumen a prostor uvnitř jaderného obalu jsou součástí stejného kompartmentu.
Granulované endoplazmatické retikulum
Granulované (drsné) endoplazmatické retikulum produkuje membrány a sekreční proteiny. Ribozomy připojené ke granulárnímu ER syntetizují proteiny během translace. V některých leukocytech (bílých krvinkách) vytváří hrubý ER protilátky. V buňkách slinivky břišní produkuje inzulín.
Granulovaný a agranulární ER jsou typicky propojeny a proteiny a membrány produkované hrubým ER jsou translokovány do hladkého ER. Některé proteiny jsou posílány do Golgiho aparátu speciálními transportními váčky. Jakmile byly proteiny v Golgiho aparátu modifikovány, jsou transportovány do svých správných destinací v buňce nebo exportovány z buňky pomocí .
Agranulární endoplazmatické retikulum
Agranulární (hladké) endoplazmatické retikulum má širokou škálu funkcí, včetně syntézy sacharidů a lipidů. Lipidy, jako jsou fosfolipidy a cholesterol, jsou nezbytné pro tvorbu buněčných membrán. Hladká ER také slouží jako přechodová oblast pro vezikuly, které transportují produkty endoplazmatického retikula do různých destinací.
V jaterních buňkách agranulární ER produkuje enzymy, které pomáhají detoxikovat určité sloučeniny. Ve svalech pomáhá při kontrakci svalových buněk a v mozkových buňkách syntetizuje mužské a ženské hormony.
Pokud najdete chybu, zvýrazněte část textu a klikněte Ctrl+Enter.
Endoplazmatické retikulum (ER) nebo endoplazmatické retikulum (ER), byl objeven až s příchodem elektronového mikroskopu. EPS se nachází pouze v eukaryotických buňkách a je to složitý systém membrán, které tvoří zploštělé dutiny a trubice. Dohromady to vypadá jako síť. EPS označuje jednomembránové buněčné organely.
Membrány ER se rozprostírají od vnější membrány jádra a mají podobnou strukturu jako já.
Endoplazmatické retikulum se dělí na hladké (agranulární) a drsné (granulární). Ten je posetý ribozomy, které jsou k němu připojeny (proto vzniká „drsnost“). Hlavní funkce obou typů souvisí se syntézou a transportem látek. Pouze ten hrubý je zodpovědný za bílkoviny a ten hladký za sacharidy a tuky.
Z hlediska své struktury je ER souborem párových paralelních membrán, které pronikají téměř celou cytoplazmou. Pár membrán tvoří destičku (dutina uvnitř má různé šířky a výšky), ale hladké endoplazmatické retikulum má tubulární strukturu. Takové zploštělé membránové vaky se nazývají EPS nádrže.
Ribozomy umístěné na hrubém ER syntetizují proteiny, které vstupují do ER kanálů, tam dozrávají (získají terciární strukturu) a jsou transportovány. V takových proteinech je nejprve syntetizována signální sekvence (skládající se převážně z nepolárních aminokyselin), jejíž konfigurace odpovídá specifickému EPS receptoru. Výsledkem je, že ribozom a endoplazmatické retikulum komunikují. V tomto případě receptor tvoří kanál pro průchod syntetizovaného proteinu do nádrží EPS.
Jakmile protein vstoupí do kanálu endoplazmatického retikula, signální sekvence se od něj oddělí. Poté se zhroutí do své terciární struktury. Při transportu po EPS získává protein řadu dalších změn (fosforylace, tvorba vazby se sacharidem, tj. přeměna na glykoprotein).
Většina proteinů nalezených v drsném ER pak vstupuje do Golgiho aparátu (komplexu). Odtud jsou proteiny buď vylučovány z buňky, nebo vstupují do jiných organel (obvykle lysozomů), nebo jsou uloženy jako zásobní granule.
Je třeba mít na paměti, že ne všechny buněčné proteiny jsou syntetizovány na hrubém ER. Část (obvykle menší) je syntetizována volnými ribozomy v hyaloplazmě, takové proteiny využívá samotná buňka. V nich se signální sekvence nesyntetizuje, protože je to zbytečné.
Hlavní funkcí hladkého endoplazmatického retikula je syntéza lipidů(tuk). Například EPS střevního epitelu je syntetizuje z mastných kyselin a glycerolu absorbovaného ze střeva. Lipidy pak vstupují do Golgiho komplexu. Kromě střevních buněk je hladký ER dobře vyvinut v buňkách, které vylučují steroidní hormony (steroidy jsou klasifikovány jako lipidy). Například v buňkách nadledvin, intersticiálních buňkách varlat.
Syntéza a transport bílkovin, tuků a sacharidů nejsou jedinou funkcí EPS. Při pečení se endoplazmatické retikulum podílí na detoxikačních procesech. Speciální forma hladkého ER - sarkoplazmatické retikulum - je přítomna ve svalových buňkách a zajišťuje kontrakci pumpováním vápenatých iontů.
Struktura, objem a funkčnost endoplazmatického retikula buňky není v průběhu buněčného cyklu konstantní, ale podléhá určitým změnám.
Struktura endoplazmatického retikula
Definice 1
Endoplazmatické retikulum(ER, endoplazmatické retikulum) je komplexní ultramikroskopický, vysoce rozvětvený, vzájemně propojený systém membrán, který víceméně rovnoměrně proniká hmotou cytoplazmy všech eukaryotických buněk.
EPS je membránová organela skládající se z plochých membránových vaků - cisteren, kanálů a trubek. Díky této struktuře endoplazmatické retikulum výrazně zvětšuje plochu vnitřního povrchu buňky a rozděluje buňku na sekce. Uvnitř je naplněný matice(středně hustý sypký materiál (produkt syntézy)). Obsah různých chemických látek v řezech není stejný, proto mohou v buňce probíhat různé chemické reakce, a to jak současně, tak v určité sekvenci, v malém objemu buňky. Otevře se endoplazmatické retikulum perinukleární prostor(dutina mezi dvěma karyolémovými membránami).
Membránu endoplazmatického retikula tvoří proteiny a lipidy (hlavně fosfolipidy), dále enzymy: adenosintrifosfatáza a enzymy pro syntézu membránových lipidů.
Existují dva typy endoplazmatického retikula:
- Hladký (agranulární, aES), představované trubicemi, které se navzájem anastomují a nemají na povrchu ribozomy;
- Hrubý (granulární, grES), sestávající rovněž z propojených cisteren, které jsou však pokryty ribozomy.
Poznámka 1
Někdy také přidělují procházející nebo přechodné(tES) endoplazmatické retikulum, které se nachází v oblasti přechodu jednoho typu ES na druhý.
Granulovaný ES je charakteristický pro všechny buňky (kromě spermií), ale stupeň jeho vývoje se liší a závisí na specializaci buňky.
GRES epiteliálních žlázových buněk (pankreas, produkující trávicí enzymy, játra, syntetizující sérový albumin), fibroblastů (buňky pojivové tkáně produkující kolagenový protein), plazmatických buněk (produkující imunoglobuliny) je vysoce vyvinut.
Agranulární ES převládá v buňkách nadledvin (syntéza steroidních hormonů), ve svalových buňkách (metabolismus vápníku), v buňkách fundických žláz žaludku (uvolňování iontů chlóru).
Dalším typem EPS membrán jsou rozvětvené membránové trubice obsahující uvnitř velké množství specifických enzymů a vezikuly - malé vezikuly obklopené membránou, umístěné hlavně vedle trubek a cisteren. Zajišťují přenos těch látek, které se syntetizují.
Funkce EPS
Endoplazmatické retikulum je aparát pro syntézu a částečně i transport cytoplazmatických látek, díky kterému buňka plní složité funkce.
Poznámka 2
Funkce obou typů EPS jsou spojeny se syntézou a transportem látek. Endoplazmatické retikulum je univerzální transportní systém.
Hladké a drsné endoplazmatické retikulum se svými membránami a obsahem (matrice) plní běžné funkce:
- separace (strukturování), díky kterému je cytoplazma distribuována uspořádaným způsobem a nemíchá se a také zabraňuje náhodným látkám vstupovat do organely;
- transmembránový transport, díky kterému jsou potřebné látky přenášeny přes membránovou stěnu;
- syntéza membránových lipidů za účasti enzymů obsažených v samotné membráně a zajištění reprodukce endoplazmatického retikula;
- Díky rozdílu potenciálů, který vzniká mezi dvěma povrchy membrán ES, je možné zajistit vedení budicích impulsů.
Každý typ sítě má navíc své specifické funkce.
Funkce hladkého (agranulárního) endoplazmatického retikula
Agranulární endoplazmatické retikulum kromě jmenovaných funkcí společných pro oba typy ES plní také funkce, které jsou pro něj jedinečné:
- depot vápníku. V mnoha buňkách (kosterní svaly, srdce, vajíčka, neurony) existují mechanismy, které mohou měnit koncentraci iontů vápníku. Příčně pruhovaná svalová tkáň obsahuje specializované endoplazmatické retikulum nazývané sarkoplazmatické retikulum. Toto je rezervoár vápenatých iontů a membrány této sítě obsahují výkonné vápníkové pumpy, které dokážou uvolnit velké množství vápníku do cytoplazmy nebo jej transportovat do dutin síťových kanálů během setin sekundy;
- syntéza lipidů látky jako cholesterol a steroidní hormony. Steroidní hormony jsou syntetizovány především v endokrinních buňkách gonád a nadledvin, v buňkách ledvin a jater. Střevní buňky syntetizují lipidy, které jsou vylučovány do lymfy a následně do krve;
detoxikační funkce– neutralizace exogenních a endogenních toxinů;
Příklad 1
Ledvinové buňky (hepatocyty) obsahují enzymy oxidázy, které mohou zničit fenobarbital.
účastní se organelové enzymy syntéza glykogenu(v jaterních buňkách).
Funkce hrubého (granulárního) endoplazmatického retikula
Kromě uvedených obecných funkcí se granulární endoplazmatické retikulum vyznačuje také speciálními funkcemi:
- syntéza bílkovin ve Státní elektrárně má některé zvláštnosti. Začíná na volných polysomech, které se následně vážou na membrány ES.
- Granulované endoplazmatické retikulum syntetizuje: všechny proteiny buněčné membrány (kromě některých hydrofobních proteinů, proteiny vnitřních membrán mitochondrií a chloroplastů), specifické proteiny vnitřní fáze membránových organel a také sekreční proteiny, které jsou transportovány po celém těle. buňky a vstupují do extracelulárního prostoru.
- posttranslační modifikace proteinů: hydroxylace, sulfatace, fosforylace. Důležitým procesem je glykosylace, ke které dochází působením membránově vázaného enzymu glykosyltransferázy. Glykosylace nastává před sekrecí nebo transportem látek do určitých částí buňky (Golgiho komplex, lysozomy nebo plazmalema).
- transport látek podél intramembránové části sítě. Syntetizované proteiny se přesouvají mezerami ES do Golgiho komplexu, který odstraňuje látky z buňky.
- v důsledku účasti granulárního endoplazmatického retikula Vzniká Golgiho komplex.
Funkce granulárního endoplazmatického retikula jsou spojeny s transportem proteinů, které jsou syntetizovány v ribozomech a nacházejí se na jeho povrchu. Syntetizované proteiny vstupují do EPS, skládají se a získávají terciární strukturu.
Protein, který je transportován do cisteren, se během cesty výrazně mění. Může být například fosforylován nebo přeměněn na glykoprotein. Obvyklá cesta pro protein je přes granulární ER do Golgiho aparátu, odkud buď opouští buňku, jde do jiných organel téže buňky, jako jsou lysozomy), nebo se ukládá jako zásobní granule.
V jaterních buňkách se granulární i negranulární endoplazmatické retikulum účastní procesů detoxikace toxických látek, které jsou následně z buňky odstraňovány.
Endoplazmatické retikulum má stejně jako vnější plazmatická membrána selektivní permeabilitu, v důsledku čehož není koncentrace látek uvnitř a vně kanálků retikula stejná. To má důsledky pro buněčnou funkci.
Příklad 2
V endoplazmatickém retikulu svalových buněk je více iontů vápníku než v jeho cytoplazmě. Ionty vápníku opouštějí kanály endoplazmatického retikula a spouštějí proces kontrakce svalových vláken.
Tvorba endoplazmatického retikula
Lipidové složky membrán endoplazmatického retikula jsou syntetizovány enzymy samotného retikula, zatímco proteinové složky pocházejí z ribozomů umístěných na jeho membránách. Hladké (agranulární) endoplazmatické retikulum nemá vlastní faktory syntézy proteinů, proto se předpokládá, že tato organela vzniká v důsledku ztráty ribozomů granulárním endoplazmatickým retikulem.
Mezi buněčnými organelami jsou nejrozmanitější jednomembránové organely. Jedná se o membránou obklopené kompartmenty cytoplazmy ve formě váčků, trubiček a váčků. Mezi jednomembránové organely patří endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex, lysozomy, vakuoly, peroxisomy a podobně. Obecně mohou zabírat až 17 % objemu buňky. Jednomembránové organely tvoří systém pro syntézu, segregaci (separaci) a intracelulární transport makromolekul.
Endoplazmatické retikulum nebo endoplazmatického retikula (z lat. Reticulum - síťovina) - jednomembránové organely eukaryotických buněk ve formě uzavřeného systému tubulů a plochých membránových vaků-cisteren. EPS poprvé objevil americký vědec K. Porter v roce 1945 pomocí elektronového mikroskopu. ER je organela, která rozděluje cytoplazmu na kompartmenty a je spojena s plazmalemou a jadernými membránami. Za účasti ER se v období mezi buněčnými děleními tvoří jaderná membrána.
Struktura . EPS formulář cisterny, tubulární membránové tubuly, membránové vezikuly(přepravní látky syntetizované) a vnitřní látka - matice s velké množství enzymů. Retikulum obsahuje proteiny a lipidy, včetně mnoha fosfolipidů, stejně jako enzymy pro syntézu lipidů a sacharidů. Membrány ER, stejně jako složky cytoskeletu, jsou polární: na jednom konci rostou a na druhém se rozpadají na samostatné fragmenty. Existují dva typy endoplazmatického retikula: hrubý (zrnitý) a hladké (zemědělský). Hrubý ER má ribozomy, které tvoří komplexy s mRNA (polyribosomy nebo polyzomy), a je přítomen ve všech živých eukaryotických buňkách (s výjimkou spermií a zralých erytrocytů), ale stupeň jeho vývoje se liší a závisí na specializaci buňky. Žlázové buňky pankreatu, hepatocyty, fibroblasty (buňky pojivové tkáně produkující kolagenový protein) a plazmatické buňky (produkující imunoglobuliny) mají tedy vysoce vyvinutý hrubý EPS. Hladký ER nemá ribozomy a je derivátem hrubého ER. Převažuje v buňkách nadledvin (syntetizuje steroidní hormony), ve svalových buňkách (podílí se na metabolismu vápníku) a v buňkách hlavních žláz žaludku (podílí se na sekreci kyseliny chlorovodíkové).
Funkce . Hladký a drsný EPS plní společné funkce: 1) vymezující - zajišťuje uspořádanou distribuci cytoplazmy; 2) doprava - potřebné látky jsou transportovány v buňce; 3) syntetizovat - tvorba membránových lipidů. Každý typ EPS navíc plní své vlastní speciální funkce.
Struktura EPS 1 - volné ribozomy; 2 - EPS dutiny; C - ribozomy na membránách EPS; 4 - hladký EPS
Typy a funkce EPS
typ EPS |
funkcí |
agranulární |
1) uloženo(například v příčné svalové tkáni je specializovaný hladký ER, nazývaný sarkoplazmatické retikulum, což je rezervoár Ca2+) 2) syntéza lipidů a sacharidů - vzniká cholesterol, steroidní hormony nadledvin, pohlavní hormony, glykogen atd.; 3) detoxikační - detoxikaci |
zrnitý |
1) biosyntéza bílkovin- membránové proteiny, vznikají sekreční proteiny, které vstupují do extracelulárního prostoru atd.; 2) upravující- modifikace proteinů, které vznikly po translaci; 3) účast na vzniku Golgiho komplexu |