Структура і функцыя эндаплазматычнай сеткі (ЭР)
Эндаплазматычная сетка (ЭР) з'яўляецца жыццёва важным кампанентам эўкарыятычных клетак, які адыгрывае вырашальную ролю ў розных біялагічных працэсах. У гэтым артыкуле будуць апісаны структура і функцыя ЭР, а таксама падрабязнае разуменне таго, наколькі важная гэтая структура для клетачнага жыцця.
Структура ER
ЭР — гэта вялікая структура, падобная на лабірынт, якая распасціраецца па ўсёй цытаплазме клеткі. У залежнасці ад структуры і функцыі ЭР можна падзяліць на два тыпы: шурпаты ЭР (ШЭР) і гладкі ЭР (ГР).
Прыблізны ER (RER)
Рэзістарны эндаметрычны рэтыкулент (РЭР) атрымаў такую назву таму, што яго паверхня пакрыта рыбасомамі, якія пад электронным мікраскопам надаюць яму шурпаты або плямісты выгляд. Гэтыя рыбасомы з'яўляюцца месцам сінтэзу бялку і прымацаваны да вонкавай мембраны шурпатага РЭР. Структура РЭР цесна звязана з працэсамі транскрыпцыі і трансляцыі, якія ўдзельнічаюць у сінтэзе бялку.
Гладкая ER (SER)
З іншага боку, на паверхні SER адсутнічаюць рыбасомы, што надае яму больш гладкі выгляд. SER адыгрывае ролю ў шэрагу важных функцый, такіх як сінтэз ліпідаў, вугляводны абмен і дэтоксікацыя шкодных хімічных рэчываў.
Гэтыя два тыпы ЭР раскіданыя па ўсёй цытаплазме і злучаныя адзін з адным, утвараючы бесперапынную мембранную сетку. Гэтая структура ЭР характарызуецца наяўнасцю вадкаснага прасвету ўнутры, які аддзелены ад цытазоля мембранай ЭР.
Функцыі ER
Функцыя ЭР можа адрознівацца ў залежнасці ад яго тыпу (РЭР або СЭР), але ў цэлым ЭР адыгрывае ролю ў вытворчасці, апрацоўцы і транспарце розных важных макрамалекул. Ніжэй прыведзены асноўныя функцыі кожнага тыпу ЭР:
Грубая функцыя ER
1. Сінтэз бялку: РЭР з'яўляецца асноўным месцам сінтэзу сакрэторных, мембранных і лізасомных бялкоў. Бялкі, сінтэзаваныя рыбасомамі на паверхні РЭР, трансліруюцца непасрэдна ў прасвет ЭР, дзе яны могуць падвяргацца далейшай мадыфікацыі.
2. Гліказіляванне: працэс дадання вугляводных ланцугоў да бялкоў, або гліказіляванне, адбываецца ў RER. Гэтая мадыфікацыя неабходная для таго, каб бялкі дасягнулі належнай функцыянальнасці і стабільнасці.
3. Выкарыстанне і транспарт бялку: Пасля сінтэзу і мадыфікацыі бялкі могуць быць упакаваны ў везікулы і адпраўлены ў апарат Гольджы для далейшай мадыфікацыі або ў іншыя месцы ў клетцы.
Гладкая функцыя ER
1. Сінтэз ліпідаў: Рэчыва-вытворца ўдзельнічае ў сінтэзе і метабалізме ліпідаў і фосфаліпідаў, неабходных кампанентаў клеткавых мембран. У Рэчыва-вытворцы таксама адбываецца выпрацоўка стэроідаў, у тым ліку стэроідных гармонаў у некаторых органах, такіх як наднырачнікі і палавыя залозы.
2. Метабалізм вугляводаў: Гэтая функцыя ўключае пераўтварэнне глюкоза-6-фасфату ў глюкозу ў працэсе глюканеагенезу. SER адыгрывае важную ролю ў рэгуляванні ўзроўню глюкозы ў крыві.
3. Дэтаксікацыя: СЭР у печані змяшчае ферменты, якія могуць мадыфікаваць шкодныя хімічныя рэчывы, каб яны маглі быць выведзеныя з арганізма (дэтаксікацыя). Гэта ўключае ў сябе метабалізм лекаў і таксінаў.
4. Захоўванне кальцыя: гладкі ЭПР таксама адказвае за рэгуляцыю захоўвання і вызвалення іонаў кальцыя, якія маюць вырашальнае значэнне ў якасці сігналаў для розных фізіялагічных працэсаў, у тым ліку скарачэння цягліц і вызвалення нейрамедыятараў.
Узаемадзеянне ЭР з іншымі арганэламі
ЭР не працуе самастойна, а цесна супрацоўнічае з рознымі іншымі арганэламі клеткі.
Апарат Гольджы
Пасля сінтэзу бялкоў у RER яны часта пакуюцца ў везікулы і транспартуюцца ў апарат Гольджы. Там яны могуць падвяргацца дадатковым мадыфікацыям, такім як далейшае гліказіляванне, перабудова іх трохмернай структуры або даданне фасфатных груп.
Лізасомы
У некаторых сітуацыях неабходна выдаліць няспраўныя або лішнія бялкі. ЭР дапамагае ў транспарціроўцы гэтых бялкоў для дэградацыі ў лізасомах або пратэасомах.
Плазматычная мембрана
Шматлікія бялкі і ліпіды, якія выпрацоўваюцца ЭР, перамяшчаюцца праз плазматычную мембрану для замены пашкоджаных кампанентаў мембраны або для працэсу экзацытозу (выдалення рэчываў з клеткі).
Мітахондрыі
ЭР і мітахондрыі ўзаемадзейнічаюць праз фізіялагічныя кантакты, якія ўключаюць рэгуляцыю размеркавання ліпідаў і кантроль кальцыевага гамеастазу, што мае вырашальнае значэнне для выпрацоўкі энергіі і метабалічнай функцыі клеткі.
Парушэнні функцыі ЭР
Парушэнні ў структуры або функцыі ЭР могуць прывесці да розных захворванняў. Напрыклад, стрэс ЭР, стан, пры якім адбываецца назапашванне няправільна згорнутых бялкоў у ЭР, можа прывесці да некалькіх дэгенератыўных захворванняў, такіх як дыябет, хвароба Альцгеймера і рак.
Стрэс ER і UPR
Калі клеткі адчуваюць стрэс ЭР, актывуецца механізм, вядомы як «рэакцыя разгорнутага бялку» (UPR). UPR накіравана на аднаўленне нармальнай функцыі шляхам зніжэння выпрацоўкі бялку і павелічэння здольнасці ЭР да згортвання бялку. Аднак, калі стрэс ЭР захоўваецца і не вырашаецца, ён можа справакаваць апоптоз (запраграмаваную гібель клетак).
Захворванні, звязаныя з ліпідамі
Парушэнні функцыі SER могуць выклікаць парушэнні ліпіднага абмену, што ў канчатковым выніку можа прывесці да тлушчавай хваробы печані, атэрасклерозу і іншых метабалічных парушэнняў.
Выснова
Эндаплазматычная сетка — гэта найважнейшая арганела, якая выконвае шматлікія жыццёва важныя функцыі ў сінтэзе і транспарце бялкоў і ліпідаў, вугляводным абмене і дэтоксікацыі таксічных рэчываў. Два тыпы ЭР, шурпаты ЭР і гладкі ЭР, маюць вельмі розныя, але дапаўняльныя ролі ў падтрыманні клеткавага гамеастазу і функцыі. Парушэнні функцыі ЭР могуць мець сур'ёзныя наступствы і спрыяць развіццю розных захворванняў. Такім чынам, разуменне структуры і функцыі ЭР, а таксама яго ролі ў клетках, мае вырашальнае значэнне для разумення клетачнай біялогіі і патагенезу захворванняў.
