Glatt endoplasmisk retikulum: Egenskaper, struktur og funksjoner

Det glatte endoplasmatiske retikulum er en membranøs celleorganel som er tilstede i eukaryotiske celler. I de fleste celler finnes det i små proporsjoner. Historisk har endoplasmatisk retikulum blitt delt inn i glatt og grovt. Denne klassifiseringen er basert på nærvær eller ikke av ribosomer i membranene.

Den glatte har ikke disse strukturene festet til membranene, og består av et nettverk av saccules og tubuli som er koblet til hverandre og fordelt gjennom cellemiljøet. Dette nettverket er bredt og regnes som den største cellulære organellen

Denne organellen er ansvarlig for biosyntesen av lipider, i motsetning til det grove endoplasmatiske retikulumet, hvis hovedfunksjon er syntese og behandling av proteiner. Det kan observeres i cellen som et rørformet nettverk forbundet med hverandre, med et mer uregelmessig utseende sammenlignet med det grove endoplasmatiske retikulum.

Denne strukturen ble først observert i 1945 av forskerne Keith Porter, Albert Claude og Ernest Fullam.

Generelle egenskaper

Det glatte endoplasmatiske retikulum er en type retikulum med et uordnet nettverk av tubuli som mangler ribosomer. Hovedfunksjonen er syntese av membranstrukturelle lipider i eukaryotiske celler og hormoner. På samme måte deltar den i kalsiumhomeostase og cellulære avgiftningsreaksjoner.

Enzymatisk er det glatte endoplasmatiske retikulum mer allsidig enn det grove, slik at det kan utføre et større antall funksjoner.

Ikke alle cellene har et identisk og homogent glatt endoplasmatisk retikulum. Faktisk er disse regionene i de fleste celler ganske sjeldne, og differensieringen mellom glatt og grovt retikulum er ikke helt klart.

Forholdet mellom glatt og grovt avhenger av celletypen og funksjonen. I noen tilfeller opptar begge typer gitter ikke fysisk separerte områder, med små områder fri for ribosomer og andre deksler.

plassering

I celler hvor lipid metabolisme er aktiv, er det glatte endoplasmatiske retikulum meget rikelig.

Eksempler er leverenes celler, adrenal cortex, neuroner, muskelceller, eggstokker, testikler og talgkirtler. Cellene som er involvert i syntesen av hormoner, har store deler av glatt retikulum, hvor enzymer er funnet å syntetisere lipidene.

struktur

Det glatte og grove endoplasmatiske retikulumet danner en kontinuerlig struktur og er et enkeltrom. Reticulummembranen er integrert med nukleærmembranen.

Strukturen til retikulumet er ganske kompleks fordi det er flere domener i et kontinuerlig lumen (uten rom), separert av en enkelt membran. Følgende soner kan skelnes mellom: Kjernehylsen, det perifere nettverket og det sammenkoblede rørformede nettverket.

Den historiske delen av reticleet inneholder det grove og glatte. Denne separasjonen er imidlertid et spørsmål om hard debatt blant forskere. Tankene har ribosomer i sin struktur, og derfor er retikulumet betraktet som grovt. Tilsvarende mangler tubulene disse organellene, og av denne grunn blir retikulum kalt glatt.

Det glatte endoplasmatiske retikulumet er mer innviklet enn det grove. Sistnevnte har en mer granulær tekstur, takket være tilstedeværelsen av ribosomer.

Den typiske formen av det glatte endoplasmatiske retikulum er et polygonalt nettverk i form av rør. Disse strukturene er komplekse og har et stort antall grener, noe som gir et utseende som ligner en svamp.

I enkelte vev som dyrkes i laboratoriet, blir det glatte endoplasmatiske retikulum gruppert i sett med stablede cisterner. De kan distribueres langs cytoplasma eller justeres med kjernekuvertet.

funksjoner

Det glatte endoplasmatiske retikulum er hovedsakelig ansvarlig for lipidsyntese, kalsiumlagring og celleavgiftning, spesielt i leverceller. I motsetning henger biosyntese og modifisering av proteiner i grovt. Nedenfor er en detaljert forklaring på hver av de nevnte funksjonene:

Lipidbiosyntese

Det glatte endoplasmatiske retikulum er hovedrommet der lipider syntetiseres. På grunn av deres lipid natur, kan disse forbindelsene ikke syntetiseres i et vandig miljø, slik som den cellulære cytosol. Sin syntese må utføres i forbindelse med eksisterende membraner.

Disse biomolekylene er basisen for alle biologiske membraner, som består av tre typer grunnleggende lipider: fosfolipider, glykolipider og kolesterol. De viktigste strukturelle komponentene i membranene er fosfolipidene.

fosfolipider

Disse er amfipatiske molekyler; De har et polarhode (hydrofilt) og en ikke-polar karbonkjede (hydrobica). Det er et molekyl av glyserol knyttet til fettsyrer og en fosfatgruppe.

Synteseprosessen skjer på cytosolsiden av endoplasmatisk retikulummembran. Coenzym A deltar i overføringen av fettsyrer til glycerol 3 fosfat. Takket være et enzym forankret i membranen, kan fosfolipider settes inn i den.

Enzymer som er tilstede på den cytosoliske siden av retikulummembranen kan katalysere bindingen av forskjellige kjemiske grupper til den hydrofile delen av lipidet, hvilket gir opphav til forskjellige forbindelser som fosfatidylkolin, fosfatidylserin, fosfatidyletanolamin eller fosfatidylinositol.

Da lipidene syntetiseres, blir de tilsatt til kun en side av membranen (husker at de biologiske membranene er arrangert som et lipid-dobbeltlag). For å unngå asymmetrisk vekst fra begge sider, må enkelte fosfolipider flytte til den andre halvdelen av membranen.

Imidlertid kan denne prosessen ikke skje spontant, siden det krever passasje av den polare regionen av lipiden inne i membranen. Flipaser er enzymer som er ansvarlige for å opprettholde en balanse mellom lipidene i dobbeltlaget.

kolesterol

Kolesterolmolekyler er også syntetisert. Strukturelt består denne lipiden av fire ringer. Det er en viktig komponent i dyreplasma membraner og er også nødvendig for syntese av hormoner.

Kolesterol regulerer fluiditeten i membranene, og det er derfor det er så viktig i dyreceller.

Den endelige effekten på fluiditet avhenger av kolesterolkonsentrasjoner. Ved normale nivåer av kolesterol i membranene og når haler av lipidene som komponerer det er lange, virker kolesterolet å immobilisere dem, reduserer membranets fluiditet.

Effekten er omvendt når kolesterolnivåene reduseres. Når det interagerer med lipidene, er effekten som forårsaker separasjonen av disse, noe som reduserer fluiditeten.

ceramider

Syntesen av ceramider forekommer i det endoplasmatiske retikulum. Ceramider er viktige lipidforløpere (som ikke er glycerolderivater) for plasmamembraner, for eksempel glykolipider eller sfingomyelin. Denne omdannelsen av ceramid forekommer i Golgi-apparatet.

lipoproteiner

Det glatte endoplasmatiske retikulum er rikelig i hepatocytter (leverceller). I dette rommet forekommer syntesen av lipoproteiner. Disse partiklene er ansvarlige for å transportere lipider til forskjellige deler av kroppen.

Lipid eksport

Lipidene eksporteres via sekretoriske vesikler. Siden biomembranene utgjøres av lipider, kan membranene i vesiklene smelte til disse og frigjøre innholdet til en annen organel.

Sarcoplasmisk retikulum

I striated muskelceller finnes det en type høyt spesialisert glatt endoplasmisk retikulum dannet av rør som kalles sarkoplasmisk retikulum. Dette rommet omgir hver myofibril. Det er preget av å ha kalsiumpumper og regulerer opptaket og frigjøringen. Dens rolle er å formidle muskelkontraksjon og avslapping.

Når det er flere kalsiumioner i sarkoplasmisk retikulum sammenlignet med sarkoplasma, ligger cellen i hvilestatus.

Avgiftningsreaksjoner

Det glatte endoplasmatiske retikulumet i leverenceller deltar i avgiftningsreaksjoner for å eliminere giftige forbindelser eller stoffer fra organismen.

Enkelte familier av enzymer, som cytokrom P450, katalyserer forskjellige reaksjoner som forhindrer akkumulering av potensielt giftige metabolitter. Disse enzymene tilsetter hydroksylgrupper til de "skadelige" molekylene som er hydrofobe og finnes i membranen.

Deretter kommer en annen type enzym som heter UDP glukuronyltransferase, som legger til molekyler med negative kostnader, inn i spill. Slik går forbindelsene ut av cellen, når blodet og elimineres av urinen. Noen stoffer som er syntetisert i reticulum er barbiturater og også alkohol.

Motstand mot narkotika

Når høye nivåer av toksiske metabolitter går inn i sirkulasjonen, blir enzymer involvert i disse avgiftningsreaksjonene utløst, og øker konsentrasjonen. På samme måte øker det glatte endoplasmatiske retikulum under overflaten opp til to ganger på bare noen få dager.

Derfor er resistansen mot visse stoffer økt, og for å oppnå en effekt er det nødvendig å konsumere høyere doser. Dette motstandssvaret er ikke helt spesifikt og kan føre til resistens mot flere stoffer samtidig. Med andre ord kan misbruk av et bestemt stoff føre til at en annen ikke har noen virkning.

glukoneogenesen

Glukoneogenese er en metabolsk vei hvor dannelsen av glukose fra andre molekyler enn karbohydrater forekommer.

I det glatte endoplasmatiske retikulum er enzymet glukose 6 fosfatase, ansvarlig for katalysering av passasjen av glukose 6 fosfat til glukose.

referanse

1. Borgese, N., Francolini, M., & Snapp, E. (2006). Endoplasmatisk retikulumarkitektur: strukturer i flux. Gjeldende mening i Cellbiology, 18 (4), 358-364.
2. Campbell, NA (2001). Biologi: Konsepter og relasjoner . Pearson Education.
3. Engelsk, AR, & Voeltz, GK (2013). Endoplasmisk Reticulum Struktur og sammenkoblinger med andre organeller. Cold Spring Harbour Perspectives in Biology, 5 (4), a013227.
4. Eynard, AR, Valentich, MA, & Rovasio, RA (2008). Histologi og embryologi av mennesket: cellulære og molekylære baser . Ed. Panamericana Medical.
5. Voeltz, GK, Rolls, MM, og Rapoport, TA (2002). Strukturell organisering av endoplasmatisk retikulum. EMBO-rapporter, 3 (10), 944-950.