Smidig endoplasmisk retikulum: Egenskaper, struktur och funktioner

Den släta endoplasmatiska reticulum är en membrancellellorganel som finns i eukaryota celler. I de flesta celler finns det i små proportioner. Historiskt har endoplasmatisk retikulum delats upp i jämnt och grovt. Denna klassificering är baserad på närvaron eller inte av ribosomer i membranen.

Den släta har inte dessa strukturer kopplade till dess membran och består av ett nätverk av sacculer och tubuli som är kopplade till varandra och fördelade över cellens inre. Detta nätverk är brett och anses vara den största cellulära organellen

Denna organell ansvarar för biosyntesen av lipider, i motsats till det grova endoplasmatiska retiklet, vars huvudsakliga funktion är syntesen och behandlingen av proteiner. Det kan observeras i cellen som ett rörformat nätverk kopplat till varandra, med ett mer oregelbundet utseende jämfört med den grova endoplasmatiska retikulum.

Denna struktur observerades först 1945 av forskare Keith Porter, Albert Claude och Ernest Fullam.

Allmänna egenskaper

Den släta endoplasmatiska retikulum är en typ av retikulum med ett oordnat nätverk av tubuler som saknar ribosomer. Dess huvudsakliga funktion är syntesen av membranstrukturella lipider i eukaryota celler och hormoner. På samma sätt deltar den i kalciumhomeostas och cellulära avgiftningsreaktioner.

Enzymatiskt är den släta endoplasmatiska retikulen mer mångsidig än den hårda, så att den kan utföra ett större antal funktioner.

Inte alla celler har en identisk och homogen jämn endoplasmisk retikulum. I själva verket är dessa områden i de flesta celler ganska sällsynta och skillnaden mellan det släta och grova retikulatet är inte riktigt tydligt.

Förhållandet mellan jämnt och grovt beror på celltyp och funktion. I vissa fall upptar båda typerna av gitter inte fysiskt separerade områden, med små områden som är fria från ribosomer och andra omslag.

plats

I celler där lipidmetabolism är aktiv är den glatta endoplasmatiska retikulum mycket riklig.

Exempel är leverceller, adrenal cortex, neuroner, muskelceller, äggstockar, testiklar och talgkörtlar. De celler som är involverade i syntesen av hormoner har stora fack av smidig retikulum, där enzymer befinner sig att syntetisera nämnda lipider.

struktur

Det släta och grova endoplasmatiska retikulet bildar en kontinuerlig struktur och är ett enda fack. Retikulummembranet är integrerat med kärnmembranet.

Retikulumets struktur är ganska komplex eftersom det finns flera domäner i en kontinuerlig lumen (utan fack), separerade med ett enda membran. Följande zoner kan särskiljas: kärnkuvertet, det perifera nätverket och det sammankopplade rörformiga nätverket.

Den historiska delningen av retikeln innehåller grov och jämn. Denna separation är dock en fråga om svår debatt bland forskare. Tankarna har ribosomer i sin struktur och därför anses retikulen vara grov. I motsats härtill saknar tubulerna dessa organeller och av den anledningen att retikulum kallas slät.

Den släta endoplasmatiska reticulum är mer invecklad än den grova. Den senare har en mer granulär konsistens tack vare närvaron av ribosomer.

Den typiska formen av det släta endoplasmatiska retiklet är ett polygonalt nätverk i form av tubuler. Dessa strukturer är komplexa och har ett stort antal grenar, vilket ger ett utseende som liknar en svamp.

I vissa vävnader odlade i laboratoriet grupperas den släta endoplasmatiska retikulen i uppsättningar av staplade cisterner. De kan fördelas längs cytoplasma eller i linje med kärnämnehöljet.

funktioner

Den släta endoplasmatiska retikulen är huvudsakligen ansvarig för lipidsyntes, kalciumlagring och cellavgiftning, särskilt i leverceller. I motsats härtill förekommer biosyntesen och modifieringen av proteiner i grovt tillstånd. Nedan följer en detaljerad förklaring av var och en av de ovan nämnda funktionerna:

Lipidbiosyntes

Den släta endoplasmatiska retikulum är huvudfacket i vilket lipider syntetiseras. På grund av deras lipid-natur kan dessa föreningar inte syntetiseras i en vattenhaltig miljö, såsom den cellulära cytosolen. Dess syntes måste utföras i samarbete med befintliga membran.

Dessa biomolekyler utgör grunden för alla biologiska membran, vilka består av tre typer av grundläggande lipider: fosfolipider, glykolipider och kolesterol. De huvudsakliga strukturella komponenterna i membranen är fosfolipiderna.

fosfolipider

Dessa är amfipatiska molekyler; De har ett polärt huvud (hydrofilt) och en icke-polär kolkedja (hydrobica). Det är en molekyl glycerol kopplad till fettsyror och en fosfatgrupp.

Syntesprocessen sker på cytosolsidan av det endoplasmatiska retikulummembranet. Coenzym A deltar i överföringen av fettsyror till glycerol 3 fosfat. Tack vare ett enzym förankrat i membranet kan fosfolipider införas i det.

Enzymer som är närvarande på den cytosoliska sidan av retikulummembranet kan katalysera bindningen av olika kemiska grupper till den hydrofila delen av lipiden, vilket ger upphov till olika föreningar, såsom fosfatidylkolin, fosfatidylserin, fosfatidyletanolamin eller fosfatidylinositol.

När lipiderna syntetiseras, läggs de till endast ena sidan av membranet (ihåg att de biologiska membranen är anordnade som ett lipid-dubbellager). För att undvika asymmetrisk tillväxt hos båda sidor måste vissa fosfolipider flytta till den andra halvan av membranet.

Denna process kan emellertid inte ske spontant eftersom det kräver passage av den polära regionen av lipiden inuti membranet. Flipaser är enzymer som är ansvariga för att upprätthålla en balans mellan lipiderna i dubbelskiktet.

kolesterol

Kolesterolmolekyler syntetiseras också. Strukturellt består denna lipid av fyra ringar. Det är en viktig komponent i djurplasmemembran och är också nödvändig för syntesen av hormoner.

Kolesterol reglerar fluiditeten i membranen, och det är därför det är så viktigt i djurceller.

Den slutliga effekten på fluiditet beror på kolesterolkoncentrationer. Vid normala nivåer av kolesterol i membranen och när svansarna hos lipiderna som komponerar det är långa, verkar kolesterolet immobilisera dem, vilket minskar membranets fluiditet.

Effekten är omvänd när kolesterolnivåerna minskar. När man interagerar med lipidernas svans är effekten som orsakar separation av dessa, vilket reducerar fluiditeten.

ceramider

Syntesen av ceramider förekommer i endoplasmatisk retikulum. Ceramider är viktiga lipidprekursorer (som inte är glycerolderivat) för plasmamembran, såsom glykolipider eller sfingomyelin. Denna omvandling av ceramid förekommer i Golgi-apparaten.

lipoproteiner

Den släta endoplasmatiska retikulum är riklig i hepatocyter (leverceller). I detta fack uppstår syntesen av lipoproteiner. Dessa partiklar är ansvariga för att transportera lipider till olika delar av kroppen.

Lipid export

Lipiderna exporteras via sekretoriska vesiklar. Eftersom biomembranen utgöres av lipider kan membranens membran smälta till dessa och frisätta innehållet till en annan organell.

Sarcoplasmisk retikulum

I strimmiga muskelceller finns en typ av högspecialiserad glatt endoplasmisk retikulum bildad av tubulär som kallas sarkoplasmisk retikulum. Det här facket omger varje myofibril. Det kännetecknas av att man har kalciumpumpar och reglerar deras upptag och frisättning. Dess roll är att förmedla muskelkontraktion och avkoppling.

När det finns mer kalciumjoner i sarkoplasmisk retikulum jämfört med sarkoplasmen ligger cellen i viloläge.

Avgiftningsreaktioner

Det smala endoplasmatiska retikumet i levercellerna deltar i avgiftningsreaktioner för att eliminera giftiga föreningar eller droger från organismen.

Vissa familjer av enzymer, såsom cytokrom P450, katalyserar olika reaktioner som förhindrar ackumulering av potentiellt toxiska metaboliter. Dessa enzymer adderar hydroxylgrupper till de "skadliga" molekylerna som är hydrofoba och finns i membranet.

Därefter kommer en annan typ av enzym som kallas UDP-glukuronyltransferas, som lägger till molekyler med negativa laddningar, till spel. Således lämnar föreningarna cellen, når blodet och elimineras av urinen. Vissa läkemedel som syntetiseras i retikulum är barbiturater och även alkohol.

Motstånd mot droger

När höga halter av toxiska metaboliter tränger in, utlöses de enzymer som är involverade i dessa avgiftningsreaktioner och ökar deras koncentration. På samma sätt ökar det smidiga endoplasmatiska retiklet dess ytarea upp till två gånger inom ett par dagar.

Det är anledningen till att resistansen mot vissa droger ökar och för att uppnå en effekt är det nödvändigt att konsumera högre doser. Detta resistanssvar är inte helt specifikt och kan leda till resistens mot flera droger samtidigt. Med andra ord kan missbruk av ett visst läkemedel leda till en annan ineffektivitet.

glukoneogenes

Glukoneogenes är en metabolisk väg där bildandet av glukos från andra molekyler än kolhydrater förekommer.

I det glatta endoplasmatiska retiklet är enzymet glukos 6 fosfatas, ansvarigt för att katalysera passagen av glukos 6 fosfat till glukos.

referens

1. Borgese, N., Francolini, M., & Snapp, E. (2006). Endoplasmisk retikulumarkitektur: strukturer i flöde. Nuvarande yttrandet i cellbiologi, 18 (4), 358-364.
2. Campbell, NA (2001). Biologi: Begrepp och relationer . Pearson Education.
3. Engelska, AR, & Voeltz, GK (2013). Endoplasmisk retikulumstruktur och sammankopplingar med andra organeller. Cold Spring Harbor Perspectives i Biology, 5 (4), a013227.
4. Eynard, AR, Valentich, MA, & Rovasio, RA (2008). Histologi och embryologi hos människa: cellulära och molekylära baser . Ed. Panamericana Medical.
5. Voeltz, GK, Rolls, MM, & Rapoport, TA (2002). Strukturell organisation av endoplasmatisk retikulum. EMBO-rapporter, 3 (10), 944-950.