Эндоплазматическая сеть ретикулум

Эндоплазматическая сеть ретикулум

Строение эндоплазматической сети

Эндоплазматическая сеть или ЭПС — это совокупность мембран, относительно равномерно распределенная по цитоплазме клеток эукариот. ЭПС имеет огромное количество разветвлений и представляет собой сложно структурированную систему взаимосвязей.

ЭПС является одной из составляющих клеточной мембраны. Сама же она включается в себя каналы, трубочки и цистерны, позволяющие распределить внутреннее пространство клетки на определенные участки, а также значительно расширить ее. Все место внутри клетки заполняет матрикс — плотное синтезированное вещество, и каждый из его участков имеет разный химический состав. Поэтому в полости клетки может идти сразу несколько химических реакций, охватывающих только определенную область, а не всю систему. Заканчивается ЭПС перинуклеарным пространством.

Липиды и белки — основные вещества в составе мембраны эндоплазматической сети. Нередко встречаются еще и различные ферменты.

  • Агранулярная (аПС) — по сути своей — система скрепленных трубочек, не содержащая рибосом. Поверхность такой ЭПС, из-за отсутствия на ней чего-либо, гладкая.
  • Гранулярная (грЭС) — такая же, как и предыдущая, но имеет на поверхности рибосомы, благодаря чему наблюдаются шероховатости.

В некоторых случаях в этот список включают транзиторную эндоплазматическую сеть (тЭС). Второе ее название — переходящая. Она находится в зоне стыка двух видов сети.

Шероховатая ЭС может наблюдаться внутри всех живых клеток, исключая сперматозоиды. Однако, в каждом организме она развита в разной степени.

Так, например, грЭС достаточно высокоразвита в плазматических клетках, вырабатывающих иммуноглобулины, в фибробластах, продуцентах коллагена, и в железистых эпителиальных клетках. Последние находятся в поджелудочной железе, где синтезируют ферменты, и в печени, производя альбумины.

Гладкая ЭС представлена клетками надпочечников, которые, как известно, создают гормоны. Также ее можно обнаружить в мышцах, где проходит обмен кальция, и в фундальных желудочных железах, выделяющих хлор.

Также существует два вида внутренних мембран ЭПС. Первый являет собой систему трубочек с многочисленными разветвлениями, они насыщены разнообразными ферментами. Второй тип — везикулы — небольшие пузырьки с собственной мембраной. Они выполняют транспортную функцию для синтезируемых веществ.

Функции ЭПС

В первую очередь эндоплазматическая сеть — синтезирующая система. Но также она не реже занимается транспортом цитоплазматических соединений, что делает всю клетку способной на более сложные функциональные особенности.

Вышеописанные возможности ЭПС свойственны для любого из ее типов. Таким образом, эта органелла — универсальная система.

Общие функции для гранулярной и агранулярной сети:

  • Синтезирующая — выработка мембранных жиров (липидов) с помощью ферментов. Именно они позволяют ЭПС самостоятельно воспроизводиться.
  • Структурирующая — организация областей цитоплазмы и предотвращение попадания в нее ненужных веществ.
  • Проводящая — возникновение возбуждающих импульсов за счет реакции между мембранами.
  • Транспортная — выведение веществ даже сквозь мембранные стенки.

Помимо основных особенностей, каждый род эндоплазматических сетей обладает собственными специфическими функциями.

Функции гладкой (агранулярной) эндоплазматической сети

АЭС, не считая особенностей, свойственных для всех типов ЭПС, обладает собственными следующими функциями:

  • Детоксикационнная — ликвидация токсинов как внутри, так и снаружи клетки.

Фенобарбитал разрушается в клетках почек, а именно, в гепатоцитах, вследствие воздействия ферментов оксидазы.

  • Синтезирующая — выработка гормонов и холестерина. Последний выводится в нескольких местах сразу: половые железы, почки, печень и надпочечники. А в кишечнике синтезируются жиры (липиды), попадающие в кровь через лимфу.

АЭС способствует синтезу гликогена в печени, благодаря действию ферментов.

  • Транспортная — саркоплазматический ретикулум, он же специальная ЭПС в поперечно-полосатых мышцах, служит местом хранения кальций-ионов. А благодаря специализированным кальциевым помпам, он выбрасывает кальций прямо в цитоплазму, откуда моментально отправляет его в область каналов. Занимается мышечная ЭПС этим, вследствие изменения количества кальция особыми механизмами. Они находятся, в основном, в клетках сердца, скелетных мышц, а также в нейронах и яйцеклетке.

Функции шероховатой (гранулярной) эндоплазматической сети

Также, как и агранулярная, грЭС имеет свойственные только для себя самой функции:

  • Транспортная — перемещение веществ по внутримембранной секции, так, например, выработанные белки по поверхности ЭПС переходят в комплекс Гольджи, после чего выходят из клетки.
  • Синтезирующая — все, как и раньше: производство белков. Но начинается оно на свободных полисомах, и только после этого вещества связываются с ЭПС.
  • Благодаря гранулярной эндоплазматической сети синтезируются буквально все виды белков: секреторные, выходящие внутрь самой клетки, специфические во внутренней фазе органоидов, а также все вещества в мембране клетки, за исключением митохондрий, хлоропластов и некоторых типов белков.
  • Образующая — комплекс Гольджи создается в том числе благодаря грЭС.
  • Модификационная — включает в себя фосфориллирование, сульфатирование и гидроксилирование белков. Специальный фермент гликозилтранфераза обеспечивает проведение процесса гликозилирования. В основном он предшествует транспорту веществ к выходу из цитоплазмы либо происходит перед секрецией клетки.
Читайте также:  Кожный клещ на руках

Можно проследить, что функции грЭС направлены в основном на регуляцию транспорта белков, синтезирующихся на поверхности эндоплазматической сети в рибосомах. Они преобразуются в третичную структуру, скручиваясь, именно в ЭПС.

Типичное поведение белка заключается в поступлении в гранулированную ЭПС, после в аппарат Гольджи и, в конечном шаге, в выходе наружу к другим органоидам. Также он может отложиться, как запасной. Но часто, в процессе перемещения, он способен кардинально изменить состав и внешний вид: фосфориллироваться, например, или преобразоваться в гликопротеид.

Оба типа эндоплазматической сети способствуют детоксикации клеток печени, то есть выводу из нее ядовитых соединений.

ЭПС пропускает сквозь себя вещества не во всех участках, благодаря чему количество соединений в канальцах и снаружи их разная. По такому же принципу работает проницаемость внешней мембраны. Эта особенность играет определенную роль в жизнедеятельности клетки.

В клеточной цитоплазме мышц гораздо меньше кальций-ионов, чем в ее эндоплазматической сети. Следствием этого является удачное сокращение мышц, ведь именно кальций при выходе из каналов ЭПС обеспечивает этот процесс.

Образование эндоплазматической сети

Основные составляющие ЭПС — белки и липиды. Первые транспортируются из мембранных рибосом, вторые синтезируются самой эндоплазматической сетью с помощью ее ферментов. Так как гладкая ЭПС (аПС) не имеет на поверхности рибосом, а сама синтезировать белок не способна, она образуется при отбрасывании рибосом сетью гранулярного типа.

ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКИЙ РЕТИКУЛУМ (греческий endon внутри + plasma вылепленное, оформленное; латинский reticulum сетка; синоним эндоплазматическая сеть) — органоид эукариотических клеток. Образован мембранами толщиной около 7 нм, которые формируют в цитоплазме (см.) сложную систему канальцев, вакуолей и цистерн. Размеры межмембранных полостей эндоплазматические ретикулумы варьируют от 50 нм (канальцы) до 500 нм и более (цистерны); диаметр расширенных цистерн может достигать нескольких микрометров. Мембраны и полости эндоплазматического ретикулума связаны с пери-нуклеарным пространством, комплексом Гольджи и плазматической мембраной (см. Клетка). Разделение цитоплазмы мембранами эндоплазматического ретикулума на отдельные отсеки (компартменты) имеет большое значение для пространственной организации процессов клеточного метаболизма.

Эндоплазматический ретикулум открыт в 1945 году Портером (К. R. Porter) и сотрудниками.

Существует два типа эндоплазматического ретикулума — гранулярный (шероховатый) и агранулярный (гладкий). Мембраны гранулярного эндоплазматического ретикулума несут на обращенной в гиалоплазму поверхности большое количество рибосом (см.). Мембраны агранулярного эндоплазматического ретикулума не несут рибосом и формируют в цитоплазме главным образом трубочки, анастомозирующие между собой. Агранулярный эндоплазматический ретикулум местами непосредственно переходит в гранулярный. Как правило, в каждой клетке имеются оба вида эндоплазматического ретикулума , хотя количественные соотношения между ними варьируют. В клетках, активно синтезирующих и секретирующих белки, доминирует гранулярный эндоплазматический ретикулум , видимый в световой микроскоп как базофильная зона цитоплазмы. Таким зонам еще в 19 веке приписывали важную роль в процессах биосинтеза. Их совокупность в клетке называется эргастоплазмой. Агранулярный эндоплазматический ретикулум хорошо развит в клетках, синтезирующих и секретирующих гликоген, липиды, липопротеиды, стероидные гормоны. В малодифференцированных клетках эндоплазматического ретикулума развит слабо. В эритроцитах эндоплазматический ретикулум отсутствует.

На рибосомах гранулярного эндоплазматического ретикулума синтезируются главным образом секреторные белки (см. Трансляция). При синтезе таких белков на рибосоме первоначально формируется так наз. сигнальный пептид, удерживающий рибосому на мембране эндоплазматического ретикулума . Растущий полипептид проникает через мембрану в полость эндоплазматического ретикулума , где с помощью ряда ферментов он подвергается дальнейшим модификациям. Синтезированные белки накапливаются в цистернах эндоплазматического ретикулума . От цистерн эндоплазматического ретикулума отделяются пузырьки, которые переносят эти белки в комплекс Гольджи, обеспечивающий секрецию белков из клетки (см. Гольджи комплекс).

Читайте также:  Миорелаксанты для мышц

Второй важнейшей функцией гранулярного эндоплазматического ретикулума являются биосинтез компонентов и сборка мембран самого эндоплазматического ретикулума (агранулярного и гранулярного), комплекса Гольджи, секреторных вакуолей, лизосом (см.) и плазматической мембраны. Белки мембран синтезируются на рибосомах Э. р. и встраиваются в мембраны, не проходя в полости эндоплазматического ретикулума . Липидный компонент также синтезируется на цитоплазматической («внешней») стороне эндоплазматического ретикулума , где локализуются ферменты синтеза фосфолипидов, и сразу же встраивается в мембрану. В зависимости от того, какие белки и фосфолипиды составляют синтезированный участок мембраны, он становится компонентом того или иного органоида клетки или ее плазматической мембраны.

Агранулярный эндоплазматический ретикулум участвует в синтезе и депонировании гликогена гиалоплазмы, в синтезе липидов, триглицеридов и др. Агранулярный эндоплазматический ретикулум гепатоцитов осуществляет детоксикацию ряда вредных для организма веществ, а агранулярный эндоплазматический ретикулум поперечнополосатых мышц (сарко-плазматический ретикулум) представляет собой депо внутриклеточного кальция. Освобождение и последующее связывание ионов кальция мембранами ретикулума играют важную роль в процессах сокращения и расслабления мышечного волокна. В клетках слизистой оболочки желудка агранулярный эндоплазматический ретикулум участвует в накоплении ионов хлора, необходимых для синтеза соляной кислоты.

При повреждении и гибели клеток в результате патологических процессов (например, поражение мотонейронов спинного мозга при полиомиелите, поражение клеток печени вследствие различных интоксикаций) или в ходе естественного старения 1 клеток происходит утрата рибосом, прогрессирующая фрагментация, дезинтеграция и лизис гранулярного эндоплазматического ретикулума гиперфункция эндокринных желез (например, тиреотоксикоз) сопровождается расширением цистерн, редупликацией, фрагментацией и везикуляцией агранулярного эндоплазматического ретикулума клеток соответствующей железы.

Библиогр.: А в ц ы н А. П. и Ш а хл а м о в В. А. Ультраструктурные основы патологии клетки, с. 85, М., 1979; 3 а-варзин А. А. и X а р а з о в а А. Д. Основы общей цитологии, с. 127, Д., 1982; Зенгбуш П. Молекулярная и клеточная биология, пер. с нем., т. 2, с. 252, М., 1982; Хэм А. и Кормак Д.,Гистология, пер. с англ., т. 1, с. 183, М., 1982; Ченцов Ю. С. Общая цитология, с. 188, М., 1984. Я. Е. Хесин.

Эндоплазматический ретикулум (ЭПР) (лат. reticulum — сеточка) или эндоплазматическая сеть (ЭПС) — внутриклеточный органоид эукариотической клетки, представляющий собой разветвлённую систему из окружённых мембраной уплощённых полостей, пузырьков и канальцев.

История открытия

Впервые эндоплазматический ретикулум был обнаружен американским учёным К. Портером в 1945 году посредством электронной микроскопии.

Строение

Эндоплазматический ретикулум состоит из разветвлённой сети трубочек и карманов, окружённых мембраной. Площадь мембран эндоплазматического ретикулума составляет более половины общей площади всех мембран клетки.

Мембрана ЭПР морфологически идентична оболочке клеточного ядра и составляет с ней одно целое. Таким образом, полости эндоплазматического ретикулума открываются в межмембранную полость ядерной оболочки. Мембраны ЭПС обеспечивают активный транспорт ряда элементов против градиента концентрации. Нити, образующие эндоплазматический ретикулум имеют в поперечнике 0,05-0,1 мкм (иногда до 0,3 мкм), толщина двухслойных мембран, образующих стенку канальцев составляет около 50 ангстрем (5 нм, 0.005 мкм). Эти структуры содержат ненасыщенные фосфолипиды, а также некоторое количество холестерина и сфинголипидов. В их состав также входят белки.

Трубочки, диаметр которых колеблется в пределах 0.1-0.3 мкм, заполнены гомогенным содержимым. Их функция — осуществление коммуникации между содержимым пузырьков ЭПС, внешней средой и ядром клетки.

Эндоплазматический ретикулум не является стабильной структурой и подвержен частым изменениям.

Выделяют два вида ЭПР:

  • гранулярный эндоплазматический ретикулум
  • агранулярный (гладкий) эндоплазматический ретикулум

На поверхности гранулярного эндоплазматического ретикулума находится большое количество рибосом, которые отсутствуют на поверхности агранулярного ЭПР.

Читайте также:  Для чего пить соду и как

Гранулярный и агранулярный эндоплазматический ретикулум выполняют различные функции в клетке.

Функции эндоплазматического ретикулума

Схема, показывающая цитоплазму, вместе с ее компонентами (или органеллами), в типичной животной клетке. Органеллы:
(1) Ядрышко
(2) Ядро
(3) Рибосома (маленькие точки)
(4) Везикула
(5) Шероховатый эндоплазматический ретикулум (ER)
(6) Аппарат Гольджи
(7) Цитоскелет
(8) Гладкий эндоплазматический ретикулум
(9) Митохондрия
(10) Вакуоль
(11) Цитоплазма
(12) Лизосома
(13) Центриоль и Центросома

При участии эндоплазматического ретикулума происходит трансляция и транспорт белков, синтез и транспорт липидов и стероидов. Для ЭПС характерно также накопление продуктов синтеза. Эндоплазматический ретикулум принимает участие в том числе и в создании новой ядерной оболочки (например после митоза). Эндоплазматический ретикулум содержит внутриклеточный запас кальция, который является, в частности, медиатором сокращения мышечной клетки. В клетках мышечных волокон расположена особая форма эндоплазматического ретикулума — саркоплазматическая сеть.

Функции агранулярного эндоплазматического ретикулума

Агранулярный эндоплазматический ретикулум участвует во многих процессах метаболизма. Ферменты агранулярного эндоплазматического ретикулума участвуют в синтезе различных липидов и фосфолипидов, жирных кислот и стероидов. Также агранулярный эндоплазматический ретикулум играет важную роль в углеводном обмене, обеззараживании клетки и запасании кальция. В частности, в связи с этим в клетках надпочечников и печени преобладает агранулярный эндоплазматический ретикулум.

Синтез гормонов

К гормонам, которые образуются в агранулярном ЭПС, принадлежат, например, половые гормоны позвоночных животных и стероидные гормоны надпочечников. Клетки яичек и яичников, ответственные за синтез гормонов, содержат большое количество агранулярного эндоплазматического ретикулума.

Накопление и преобразование углеводов

Углеводы в организме накапливаются в печени в виде гликогена. Посредством гликолиза гликоген в печени трансформируется в глюкозу, что является важнейшим процессом в поддержании уровня глюкозы в крови. Один из ферментов агранулярного ЭПС отщепляет от первого продукта гликолиза, глюкоза-6-фосфата, фосфогруппу, позволяя таким образом глюкозе покинуть клетку и повысить уровень сахаров в крови.

Нейтрализация ядов

Гладкий эндоплазматический ретикулум клеток печени принимает активное участие в нейтрализации всевозможных ядов. Ферменты гладкого ЭПР присоединяют встретившиеся молекулы активных веществ, которые таким образом могут быть растворены быстрее. В случае непрерывного поступления ядов, медикаментов или алкоголя, образуется большее количество агранулярного ЭПР, что повышает дозу действующего вещества, необходимую для достижения прежнего эффекта.

Саркоплазматический ретикулум

Особую форму агранулярного эндоплазматического ретикулума, саркоплазматический ретикулум, образует ЭПС в мышечных клетках, в которых ионы кальция активно закачиваются из цитоплазмы в полости ЭПР против градиента концентрации в невозбуждённом состоянии клетки и освобождаются в цитоплазму для инициации сокращения. Концентрация ионов кальция в ЭПС может достигать 10 −3 моль, в то время как в цитозоле порядка 10 −7 моль (в состоянии покоя). Таким образом, мембрана саркоплазматического ретикулума обеспечивает активный перенос против градиентов концентрации больших порядков. И приём и освобождение ионов кальция в ЭПС находится в тонкой взаимосвязи от физиологических условий.

Концентрация ионов кальция в цитозоле влияет на множество внутриклеточных и межклеточных процессов, таких как: активация или торможение ферментов, экспрессия генов, синаптическая пластичность нейронов, сокращения мышечных клеток, освобождение антител из клеток иммунной системы.

Функции гранулярного эндоплазматического ретикулума

Гранулярный эндоплазматический ретикулум имеет две функции: синтез белков и производство мембран.

Синтез белков

Белки, производимые клеткой, синтезируются на поверхности рибосом, которые могут быть присоединены к поверхности ЭПС. Полученные полипептидные цепочки помещаются в полости гранулярного эндоплазматического ретикулума (куда попадают и полипептидные цепочки, синтезированные в цитозоле), где впоследствии правильным образом обрезаются и сворачиваются. Таким образом, линейные последовательности аминокислот получают после транслокации в эндоплазматический ретикулум необходимую трёхмерную структуру, после чего повторно перемещаются в цитозоль.

Синтез мембран

Рибосомы, прикреплённые на поверхности гранулярного ЭПР, производят белки, что, наряду с производством фосфолипидов, среди прочего расширяет собственную поверхность мембраны ЭПР, которая посредством транспортных везикул посылает фрагменты мембраны в другие части мембранной системы.

Ссылка на основную публикацию
Эндометриоз передается ли партнеру
Молочница – это разновидность грибковой инфекции, возбудителями которой являются дрожжевые грибы рода Кандида. Всех представителей данного рода относят к условно-патогенным,...
Эмбриональная грыжа у плода
Эмбриональная грыжа — это порок развития, который возникает у плода еще в период внутриутробного формирования. В большинстве случаев подобный дефект...
Эмг это в медицине
Электромиография (ЭМГ) – это диагностический метод, посредством которого специалисты оценивают функциональное состояние скелетных мышц и окончаний периферических нервов. Оценка происходит...
Эндометриоз симптомы причины и лечение в домашних условиях
При наличии эндометриоза наблюдается разрастание эндометриальных клеток за пределами матки. Чаще всего заболевание диагностируется у представительниц прекрасного пола фертильного возраста....
Adblock detector