Ендоплазмен ретикулум — определение, строеж, функции и видове

Ендоплазменият ретикулум (ЕР) е клетъчен органел, който образува обширна мрежа от мембранни канали и кухини в цитоплазмата. Той служи като транспортна и синтетична система за молекули, които трябва да достигнат определени места в клетката или да бъдат обработени, в сравнение с молекулите, които се движат свободно в цитоплазмата. Ендоплазменият ретикулум присъства в клетки, които имат ядро — тоест в клетките на еукариотите, но не и в клетките на прокариотите.

Строеж

ЕР е изградeн от свързани мембранни цистерни (плоски везикули) и канали (тубули), които образуват триизмерна мрежа. Мембраната на ER е непрекъснато свързана с външната мембрана на ядрото, което осигурява директен път между ядрената и цитоплазмената среда. Вътрешното пространство на ER се нарича лумен.

Видове и отличителни белези

• Грубият ендоплазмен ретикулум (ГЕР) — наречен така, защото на повърхността на мембраната му са прикрепени рибозоми, които извършват синтеза на белтъци. Много от тези протеини се въвеждат директно в лумена на ER за последваща модификация, правилно сгъване и транспорт навън или към мембраните. ГЕР е особено развит в клетки, които синтезират големи количества секреторни или мембранни белтъци.
• Гладък ендоплазмен ретикулум (SER) — не е осеян с рибозоми и участва в синтезата на мастни молекули (липиди), включително фосфолипиди и холестерол, както и в производството на стероиди, поддръжката на плазмените мембрани и в обезвреждането на токсини (например в чернодробните клетки). SER също така служи като път за придвижване на молекулите между различни участъци на клетката.

Функции

• Синтез на белтъци — особено за секреторни белтъци и белтъци на клетъчната мембрана (ГЕР).
• Посттранслационни модификации — включително N-гликозилиране, формиране на дисулфидни връзки и сгъване на белтъци с помощта на шаперони.
• Качество и контрол — неправилно сгънати белтъци се разпознават и насочват за разграждане чрез механизъм, наречен ER-associated degradation (ERAD).
• Синтез на липиди и стероидни хормони (SER) — важни за обновяване на мембраните и за производството на хормони в жлезистите клетки.
• Депо и регулатор на калций — ER съхранява и освобождава калциеви йони, които са ключови вторични посланици в сигналните пътища и контролират множество клетъчни процеси.
• Образуване на везикули и транспорт до апарата на Голджи — ER е отправна точка за секреторния път и работи в тясно сътрудничество с апарат на Голджи.
• Роля при клетъчен стрес — когато възниква пренатоварване с неправилно сгънати белтъци, се активира т.н. незлополучен протеин-отговор (UPR), който се опитва да възстанови хомеостазата; хроничният ER-стрес е свързан с различни заболявания (например невродегенеративни болести, диабет).

Саркоплазмен ретикулум

Подобен на ER е саркоплазменият ретикулум (SR), който се намира само в мускулните клетки. В него се съхраняват и изпомпват калциеви йони; SR съдържа големи запаси от калций, който се освобождава при стимулиране на мускулната клетка и задейства свиването. Функцията и организацията на SR са специализирани за бързо натрупване и освобождаване на калциеви йони, което е от критично значение за мускулната контрактилност.

Откриване и историческа бележка

За първи път дантелените мембрани на ендоплазмения ретикулум са забелязани през 1945 г. от учени с помощта на електронен микроскоп. По-късно изследванията уточниха неговата структура и функции, а развитието на молекулярните методи разкри множество механизми на синтез и контрол, протичащи в ER.

Клинично значение

Нарушения в функциите на ER могат да доведат до хроничен ER-стрес и да допринесат за развитието на заболявания като диабет, някои невродегенеративни болести и наследствени състояния, свързани с неправилно сгъване на белтъци (например при някои муковисцидози). Тъй като ER участва в детоксикация и синтез на липиди, неговата функция е важна и за чернодробното здраве и метаболитния баланс.

В обобщение, ендоплазменият ретикулум е многофункционален органел — ключов за синтеза, модификацията, качествения контрол и транспорта на молекули в еукариотните клетки, както и за регулиране на клетъчния калциев хомеостаз.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява ендоплазменият ретикулум?

В: Какви са двете форми на ендоплазмения ретикулум?

В: Каква е функцията на грубия ендоплазмен ретикулум?

В: Каква е функцията на гладкия ендоплазмен ретикулум?

В: Какво представлява саркоплазменият ретикулум?

В: Какво представлява апаратът на Голджи?

В: Кога за първи път са наблюдавани дантелените мембрани на ендоплазмения ретикулум?

Търсене по буква