Hladké endoplazmatické retikulární charakteristiky a funkce

4103
Simon Doyle

The hladké endoplazmatické retikulum je to membránová buněčná organela přítomná v eukaryotických buňkách. Ve většině buněk se nachází v malých poměrech. Historicky bylo endoplazmatické retikulum rozděleno na hladké a drsné. Tato klasifikace je založena na přítomnosti nebo nepřítomnosti ribozomů v membránách.

Hladký nemá tyto struktury připojené ke svým membránám a je složen ze sítě vakul a tubulů spojených navzájem a distribuovaných po celém vnitřku buňky. Tato síť je rozsáhlá a je považována za největší buněčnou organelu

Tato organela je zodpovědná za biosyntézu lipidů, na rozdíl od drsného endoplazmatického retikula, jehož hlavní funkcí je syntéza a zpracování proteinů. To může být viděno v buňce jako připojená trubicová síť s nepravidelnějším vzhledem ve srovnání s hrubým endoplazmatickým retikulem.

Poprvé tuto strukturu pozorovali v roce 1945 vědci Keith Porter, Albert Claude a Ernest Fullam..

Rejstřík článků

  • 1 Obecná charakteristika
    • 1.1 Umístění
  • 2 Struktura
  • 3 funkce
    • 3.1 Biosyntéza lipidů
    • 3.2 Fosfolipidy
    • 3,3 Cholesterol
    • 3.4 Ceramidy
    • 3,5 lipoproteiny
    • 3.6 Export lipidů
    • 3.7 Sarkoplazmatické retikulum
    • 3.8 Detoxikační reakce
    • 3.9 Odolnost vůči lékům
    • 3.10 Glukoneogeneze
  • 4 Reference

Obecná charakteristika

Hladké endoplazmatické retikulum je typ retikula ve tvaru neuspořádané sítě tubulů, které postrádají ribozomy. Jeho hlavní funkcí je syntéza lipidů strukturní membrány v eukaryotických buňkách a hormonech. Rovněž se účastní homeostázy vápníku a detoxikačních reakcí buněk..

Enzymaticky je hladké endoplazmatické retikulum univerzálnější než drsné, což mu umožňuje provádět více funkcí..

Ne všechny buňky mají identické a homogenní hladké endoplazmatické retikulum. Ve skutečnosti jsou ve většině buněk tyto oblasti poměrně řídké a rozdíl mezi hladkým a hrubým retikulem není příliš jasný..

Poměr hladké a drsné závisí na typu a funkci buňky. V některých případech oba typy retikula nezabírají fyzicky oddělené oblasti s malými plochami bez ribozomů a jinými pokrytými.

Umístění

V buňkách, kde je aktivní metabolismus lipidů, je velmi hojné hladké endoplazmatické retikulum.

Příkladem toho jsou buňky jater, kůra nadledvin, neurony, svalové buňky, vaječníky, varlata a mazové žlázy. Buňky zapojené do syntézy hormonů mají velké oddíly hladkého retikula, kde se nacházejí enzymy pro syntézu těchto lipidů.

Struktura

Hladké a drsné endoplazmatické retikulum tvoří souvislou strukturu a tvoří jeden oddíl. Retikulární membrána je integrována do jaderné membrány.

Struktura retikula je poměrně složitá, protože v kontinuálním lumenu (bez kompartmentů) je několik domén oddělených jedinou membránou. Lze rozlišit následující oblasti: jaderný obal, periferní retikulum a propojená trubicová síť.

Historické rozdělení retikula zahrnuje hrubé a hladké. Toto oddělení je však předmětem vášnivé debaty mezi vědci. Cisternae mají ve své struktuře ribozomy, a proto je retikulum považováno za drsné. Naproti tomu tubuly tyto organely postrádají, a proto se tomuto retikulu říká hladké.

Hladké endoplazmatické retikulum je složitější než drsné. Ten má díky přítomnosti ribozomů zrnitější strukturu.

Typickým tvarem hladkého endoplazmatického retikula je polygonální síť ve formě tubulů. Tyto struktury jsou složité a mají vysoký počet větví, což jí dodává houbovitý vzhled..

V určitých tkáních pěstovaných v laboratoři se hladké endoplazmatické retikulum shlukuje do naskládaných sad cisteren. Mohou být distribuovány po celé cytoplazmě nebo srovnány s jaderným obalem.

Funkce

Hladké endoplazmatické retikulum je primárně zodpovědné za syntézu lipidů, ukládání vápníku a detoxikaci buněk, zejména v jaterních buňkách. Naproti tomu v hrubém stavu dochází k biosyntéze a modifikaci proteinu. Každá z výše uvedených funkcí je podrobně vysvětlena níže:

Biosyntéza lipidů

Hladké endoplazmatické retikulum je hlavní kompartment, ve kterém jsou syntetizovány lipidy. Vzhledem ke své lipidové povaze nemohou být tyto sloučeniny syntetizovány ve vodném prostředí, jako je buněčný cytosol. Jeho syntéza musí být provedena ve spojení se stávajícími membránami.

Tyto biomolekuly jsou základem všech biologických membrán, které jsou tvořeny třemi základními typy lipidů: fosfolipidy, glykolipidy a cholesterol. Hlavními strukturálními složkami membrán jsou fosfolipidy.

Fosfolipidy

Jedná se o amfipatické molekuly; mají polární (hydrofilní) hlavu a nepolární (hydrobolický) uhlíkový řetězec. Jedná se o molekulu glycerolu spojenou s mastnými kyselinami a fosfátovou skupinou.

Proces syntézy probíhá na straně cytosolu membrány endoplazmatického retikula. Koenzym A se podílí na přenosu mastných kyselin na glycerol 3 fosfát. Díky enzymu ukotvenému v membráně lze do membrány vložit fosfolipidy..

Enzymy přítomné na cytosolické ploše membrány retikula mohou katalyzovat vazbu různých chemických skupin na hydrofilní část lipidu, což vede k vzniku různých sloučenin, jako je fosfatidylcholin, fosfatidylserin, fosfatidylethanolamin nebo fosfatidylinositol..

Protože jsou lipidy syntetizovány, přidávají se pouze k jedné straně membrány (nezapomeňte, že biologické membrány jsou uspořádány jako lipidová dvojvrstva). Aby se zabránilo asymetrickému růstu na obou stranách, musí se některé fosfolipidy přesunout do druhé poloviny membrány.

Tento proces však nemůže nastat spontánně, protože vyžaduje průchod polární oblasti lipidu vnitřkem membrány. Flipázy jsou enzymy, které jsou odpovědné za udržování rovnováhy mezi lipidy dvojvrstvy.

Cholesterol

Molekuly cholesterolu jsou také syntetizovány v retikulu. Strukturálně je tento lipid složen ze čtyř kruhů. Je důležitou složkou v plazmatických membránách zvířat a je také nezbytný pro syntézu hormonů..

Cholesterol reguluje tekutost membrán, a proto je ve zvířecích buňkách tak důležitý.

Konečný účinek na tekutost závisí na koncentraci cholesterolu. Při normální hladině cholesterolu v membránách a když jsou ocasy lipidů, které ji tvoří, dlouhé, působí cholesterol jejich imobilizací, čímž snižuje tekutost membrány..

Účinek je obrácen, když hladina cholesterolu klesá. Interakcí s lipidovými ocasy způsobí účinek jejich oddělení, čímž se sníží tekutost.

Ceramidy

K syntéze ceramidu dochází v endoplazmatickém retikulu. Ceramidy jsou důležitými prekurzory lipidů (nepocházejí z glycerolu) pro plazmatické membrány, jako jsou glykolipidy nebo sfingomyelin. K této ceramidové přeměně dochází v Golgiho aparátu.

Lipoproteiny

Hladké endoplazmatické retikulum je hojné v hepatocytech (jaterních buňkách). V tomto kompartmentu dochází k syntéze lipoproteinů. Tyto částice jsou zodpovědné za transport lipidů do různých částí těla.

Export lipidů

Lipidy se exportují sekreční vezikulární cestou. Jelikož biomembrány jsou tvořeny lipidy, mohou se membrány váčků spojit a uvolnit obsah do jiné organely..

Sarkoplazmatické retikulum

V pruhovaných svalových buňkách existuje vysoce specializovaný typ hladkého endoplazmatického retikula tvořeného tubuly, který se nazývá sarkoplazmatické retikulum. Toto oddělení obklopuje každý myofibril. Vyznačuje se tím, že má vápenaté pumpy a reguluje jeho příjem a uvolňování. Jeho rolí je zprostředkování svalové kontrakce a relaxace.

Když je v sarkoplazmatickém retikulu více iontů vápníku ve srovnání se sarkoplazmou, je buňka v klidovém stavu.

Detoxikační reakce

Hladké endoplazmatické retikulum jaterních buněk se účastní detoxikačních reakcí k odstranění toxických sloučenin nebo léků z těla..

Některé skupiny enzymů, jako je cytochrom P450, katalyzují různé reakce, které zabraňují akumulaci potenciálně toxických metabolitů. Tyto enzymy přidávají hydroxylové skupiny k „špatným“ molekulám, které jsou hydrofobní a nacházejí se v membráně..

Později do hry vstupuje další typ enzymu nazývaný UDP glukuronyltransferáza, který přidává molekuly se zápornými náboji. Takto sloučeniny opouštějí buňku, dostávají se do krve a jsou vylučovány močí. Některé léky, které jsou syntetizovány v retikulu, jsou barbituráty a také alkohol.

Odolnost vůči lékům

Když vysoké hladiny toxických metabolitů vstoupí do oběhu, spustí se enzymy, které se účastní těchto detoxikačních reakcí, což zvyšuje jejich koncentraci. Podobně za těchto podmínek hladké endoplazmatické retikulum zvětšuje svůj povrch až dvakrát za pár dní..

Proto je zvýšena míra rezistence na určité léky a pro dosažení účinku je nutné konzumovat vyšší dávky. Tato reakce na rezistenci není zcela specifická a může vést k rezistenci na několik léků současně. Jinými slovy, zneužívání určité drogy může vést k neúčinnosti jiné.

Glukoneogeneze

Glukoneogeneze je metabolická cesta, při které dochází k tvorbě glukózy z jiných molekul než ze sacharidů..

V hladkém endoplazmatickém retikulu je enzym glukóza 6 fosfatáza, zodpovědný za katalýzu průchodu glukózy 6 fosfátu na glukózu.

Odkaz

  1. Borgese, N., Francolini, M., & Snapp, E. (2006). Architektura endoplazmatického retikula: struktury toku. Současný názor na buněčnou biologii, 18(4), 358-364.
  2. Campbell, N.A. (2001). Biology: Concepts and Relationships. Pearson Education.
  3. English, A. R., & Voeltz, G. K. (2013). Struktura endoplazmatického retikula a propojení s jinými organelami. Perspektivy Cold Spring Harbor v biologii, 5(4), a013227.
  4. Eynard, A. R., Valentich, M. A., & Rovasio, R. A. (2008). Histologie a embryologie člověka: buněčné a molekulární základy. Panamerican Medical Ed..
  5. Voeltz, G. K., Rolls, M. M. a Rapoport, T. A. (2002). Strukturální organizace endoplazmatického retikula. Zprávy EMBO, 3(10), 944-950.

Zatím žádné komentáře