Gladde endoplasmatisch reticulumkenmerken, structuur en functies



de Glad endoplasmatisch reticulum is een membraneuze celorganel die aanwezig is in eukaryote cellen. In de meeste cellen wordt het in kleine hoeveelheden gevonden. Historisch gezien is het endoplasmatisch reticulum verdeeld in soepel en ruw. Deze classificatie is gebaseerd op de aanwezigheid of niet van ribosomen in de membranen.

De gladde heeft deze structuren niet bevestigd aan zijn membranen en is samengesteld uit een netwerk van sachules en tubuli die met elkaar zijn verbonden en door het inwendige van de cel zijn verdeeld. Dit netwerk is breed en wordt beschouwd als het grootste cellulaire organel

Dit organel is verantwoordelijk voor de biosynthese van lipiden, in tegenstelling tot het ruwe endoplasmatisch reticulum, waarvan de belangrijkste functie de synthese en verwerking van eiwitten is. Het kan in de cel worden gezien als een buisvormig netwerk dat met elkaar is verbonden, met een onregelmatiger uiterlijk vergeleken met het ruwe endoplasmatisch reticulum..

Deze structuur werd voor het eerst waargenomen in 1945 door de onderzoekers Keith Porter, Albert Claude en Ernest Fullam.

index

  • 1 Algemene kenmerken
    • 1.1 Locatie
  • 2 Structuur
  • 3 functies
    • 3.1 Lipidenbiosynthese
    • 3.2 Fosfolipiden
    • 3.3 Cholesterol
    • 3.4 Ceramiden
    • 3.5 Lipoproteïnen
    • 3.6 Export van lipiden
    • 3.7 Sarcoplasmatisch reticulum
    • 3.8 Detoxificatiereacties
    • 3.9 Geneesmiddel resistentie
    • 3.10 Gluconeogenese
  • 4 Referentie

Algemene kenmerken

Het gladde endoplasmatisch reticulum is een type reticulum met een ongeordend netwerk van tubuli zonder ribosomen. De belangrijkste functie ervan is de synthese van structurele membraanlipiden in eukaryote cellen en hormonen. Het neemt ook deel aan calciumhomeostase en celontgiftingsreacties.

Enzymatisch is het gladde endoplasmatisch reticulum veelzijdiger dan ruw, waardoor het meer functies kan uitvoeren.

Niet alle cellen hebben een identiek en homogeen soepel endoplasmatisch reticulum. In feite zijn deze regio's in de meeste cellen vrij schaars en is de differentiatie tussen het gladde en het ruwe reticulum echt niet erg duidelijk.

De verhouding tussen glad en ruw hangt af van het celtype en de functie. In sommige gevallen bezetten beide soorten roosters fysiek geen afzonderlijke regio's, met kleine gebieden vrij van ribosomen en andere afdekkingen.

plaats

In cellen waar het lipidemetabolisme actief is, is het gladde endoplasmatisch reticulum zeer overvloedig.

Voorbeelden zijn de cellen van de lever, de bijnierschors, neuronen, spiercellen, eierstokken, teelballen en talgklieren. De cellen die betrokken zijn bij de synthese van hormonen hebben grote compartimenten van glad reticulum, waar enzymen worden gevonden die lipiden synthetiseren.

structuur

Het gladde en ruwe endoplasmatische reticulum vormt een continue structuur en is een enkel compartiment. Het reticulummembraan is geïntegreerd met het kernmembraan.

De structuur van het reticulum is vrij complex omdat er verschillende domeinen zijn in een continu lumen (zonder compartimenten), gescheiden door een enkel membraan. De volgende zones kunnen worden onderscheiden: de nucleaire envelop, het perifere netwerk en het onderling verbonden buisvormige netwerk.

De historische indeling van het dradenkruis omvat het ruwe en het soepele. Deze scheiding is echter een kwestie van moeizaam debat tussen wetenschappers. De tanks hebben ribosomen in hun structuur en daarom wordt het reticulum als ruw beschouwd. Daarentegen missen de tubules deze organellen en om deze reden wordt het dradenkruis glad genoemd.

Het gladde endoplasmatisch reticulum is ingewikkelder dan het ruwe. De laatste heeft een meer korrelige textuur, dankzij de aanwezigheid van ribosomen.

De typische vorm van het gladde endoplasmatisch reticulum is een polygonaal netwerk in de vorm van tubuli. Deze structuren zijn complex en hebben een groot aantal takken, wat een uiterlijk geeft dat lijkt op een spons.

In bepaalde weefsels die in het laboratorium worden gekweekt, is het gladde endoplasmatische reticulum gegroepeerd in sets gestapelde stortbakken. Ze kunnen zich langs het cytoplasma verspreiden of op één lijn komen te liggen met de nucleaire envelop.

functies

Het gladde endoplasmatisch reticulum is hoofdzakelijk verantwoordelijk voor de lipidesynthese, calciumopslag en celontgifting, vooral in levercellen. Daarentegen komt de biosynthese en modificatie van eiwitten ruw voor. Hieronder volgt een gedetailleerde uitleg van elk van de bovengenoemde functies:

Lipide biosynthese

Het gladde endoplasmatisch reticulum is het hoofdcompartiment waarin lipiden worden gesynthetiseerd. Vanwege hun lipideaard kunnen deze verbindingen niet worden gesynthetiseerd in een waterige omgeving, zoals het cellulaire cytosol. De synthese ervan moet worden uitgevoerd in samenhang met bestaande membranen.

Deze biomoleculen zijn de basis van alle biologische membranen, die zijn samengesteld uit drie soorten fundamentele lipiden: fosfolipiden, glycolipiden en cholesterol. De belangrijkste structurele componenten van de membranen zijn fosfolipiden.

fosfolipiden

Dit zijn amfipathische moleculen; Ze hebben een polaire kop (hydrofiel) en een niet-polaire koolstofketen (hydrobica). Het is een molecuul glycerol gekoppeld aan vetzuren en een fosfaatgroep.

Het syntheseproces vindt plaats aan de cytosolzijde van het endoplasmatisch reticulummembraan. Coenzyme A neemt deel aan de overdracht van vetzuren naar glycerol 3-fosfaat. Dankzij een enzym verankerd in het membraan kunnen hierin fosfolipiden worden ingebracht.

De in de cytosolische zijde van het membraan reticule enzymen kunnen de ligatie van verschillende chemische groepen katalyseren het hydrofiele gedeelte van het lipide, die tot verschillende verbindingen zoals fosfatidylcholine, fosfatidylserine, fosfatidylethanolamine of fosfatidylinositol.

Naarmate de lipiden worden gesynthetiseerd, worden ze aan slechts één zijde van het membraan toegevoegd (in de veronderstelling dat de biologische membranen zijn gerangschikt als een lipidedubbellaag). Om asymmetrische groei van beide zijden te voorkomen, moeten sommige fosfolipiden naar de andere helft van het membraan gaan.

Dit proces kan echter niet spontaan plaatsvinden, omdat het de doorgang vereist van het polaire gebied van het lipide in het membraan. Flipasen zijn enzymen die verantwoordelijk zijn voor het behoud van een balans tussen de lipiden van de dubbellaag.

cholesterol

Cholesterolmoleculen worden ook gesynthetiseerd. Structureel is dit lipide samengesteld uit vier ringen. Het is een belangrijke component in de dierlijke plasmamembranen en ook noodzakelijk voor de synthese van hormonen.

Cholesterol regelt de vloeibaarheid van membranen en daarom is het zo belangrijk in dierlijke cellen.

Het uiteindelijke effect op vloeibaarheid hangt af van de cholesterolconcentraties. Op een normaal niveau van cholesterol in de membranen en als rijen lipiden waaruit zij bestaat lang, cholesterol fungeert immobiliseren, waardoor membraanfluïditeit afneemt.

Het effect is omgekeerd wanneer het cholesterolgehalte daalt. Bij interactie met de staarten van de lipiden is het effect dat wordt veroorzaakt de scheiding hiervan, waardoor de vloeibaarheid wordt verminderd.

ceramiden

De synthese van ceramiden vindt plaats in het endoplasmatisch reticulum. Ceramiden zijn belangrijke lipideprecursors (die geen glycerolderivaten zijn) voor plasmamembranen, zoals glycolipiden of sfingomyeline. Deze omzetting van ceramide vindt plaats in het Golgi-apparaat.

lipoproteïnen

Het gladde endoplasmatisch reticulum is overvloedig aanwezig in hepatocyten (levercellen). In dit compartiment vindt de synthese van lipoproteïnen plaats. Deze deeltjes zijn verantwoordelijk voor het transport van lipiden naar verschillende delen van het lichaam.

Lipide-export

De lipiden worden geëxporteerd via secretoire vesicles. Omdat de biomembranen worden gevormd door lipiden, kunnen de membranen van de blaasjes daar mee samensmelten en de inhoud vrijgeven aan een ander organel.

Sarcoplasmatisch reticulum

In dwarsgestreepte spiercellen is er een soort zeer gespecialiseerd glad endoplasmatisch reticulum gevormd door tubuli, sarcoplasmatisch reticulum genaamd. Dit compartiment omringt elke myofibril. Het wordt gekenmerkt door het hebben van calciumpompen en reguleert de opname en afgifte ervan. Zijn rol is om contractie en spierontspanning te bemiddelen.

Wanneer er meer calciumionen in het sarcoplasmatisch reticulum zijn dan in het sarcoplasma, bevindt de cel zich in rusttoestand.

Ontgiftingsreacties

Glad endoplasmatisch reticulum van levercellen neemt deel aan detoxificatiereacties om toxische stoffen of medicijnen uit het lichaam te verwijderen.

Bepaalde families van enzymen, zoals cytochroom P450, katalyseren verschillende reacties die de accumulatie van potentieel toxische metabolieten voorkomen. Deze enzymen voegen hydroxylgroepen toe aan de "schadelijke" moleculen die hydrofoob zijn en worden gevonden in het membraan.

Vervolgens komt een ander type enzym genaamd UDP-glucuronyltransferase, dat moleculen met negatieve ladingen toevoegt, in het spel. Dit is hoe de verbindingen de cel verlaten, het bloed bereiken en worden geëlimineerd door de urine. Sommige geneesmiddelen die worden gesynthetiseerd in het reticulum zijn barbituraten en ook alcohol.

Weerstand tegen drugs

Wanneer hoge niveaus van toxische metabolieten in de bloedbaan terechtkomen, worden de enzymen betrokken bij deze ontgiftingsreacties geactiveerd, waardoor hun concentratie toeneemt. Evenzo verhoogt onder deze omstandigheden het gladde endoplasmatisch reticulum het oppervlak binnen twee dagen tot twee keer.

Dat is de reden waarom de mate van resistentie tegen bepaalde geneesmiddelen wordt verhoogd en om een ​​effect te bereiken is het noodzakelijk om hogere doses te consumeren. Deze weerstandsreactie is niet volledig specifiek en kan tegelijkertijd tot resistentie tegen verschillende geneesmiddelen leiden. Met andere woorden, het misbruik van een bepaald medicijn kan leiden tot de ondoeltreffendheid van een ander.

gluconeogenese

Gluconeogenese is een metabole route waarbij de vorming van glucose uit andere moleculen dan koolhydraten optreedt.

In het gladde endoplasmatisch reticulum zit het enzym glucose 6 fosfatase, verantwoordelijk voor het katalyseren van de passage van glucose 6 fosfaat naar glucose.

referentie

  1. Borgese, N., Francolini, M., en Snapp, E. (2006). Endoplasmatische reticulumarchitectuur: structuren in flux. Huidige mening in Celbiologie, 18(4), 358-364.
  2. Campbell, N. A. (2001). Biologie: concepten en relaties. Pearson Education.
  3. Engels, A.R., & Voeltz, G.K. (2013). Endoplasmatische reticulumstructuur en interconnecties met andere organellen. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 5(4), a013227.
  4. Eynard, A.R., Valentich, M.A., & Rovasio, R.A. (2008). Histologie en embryologie van de mens: cellulaire en moleculaire basen. Ed. Panamericana Medical.
  5. Voeltz, G.K., Rolls, M.M., & Rapoport, T. A. (2002). Structurele organisatie van het endoplasmatisch reticulum. EMBO-rapporten, 3(10), 944-950.