¿Cuál es el origen del retículo endoplásmico?
La función principal del retículo endoplásmico es la de sintetizar proteínas y lípidos. Las proteínas secretadas y las proteínas transmembrana se sintetizan en el retículo endoplásmico. Los lípidos sintetizados por el RE no sólo satisfacen sus propias necesidades, sino que también proporcionan estructuras celulares de membrana como el aparato de Golgi, lisosomas, endosomas, membranas plasmáticas, mitocondrias y cloroplastos.
Lo siguiente es más específico: (de la Enciclopedia Baidu)
El retículo endoplasmático es un sistema de túneles rodeado por membranas en las células y es un orgánulo importante en las células. En realidad, es un saco de membrana continuo y una red de membranas, divididos en dos partes: retículo endoplásmico rugoso (RER) y retículo endoplásmico liso (SER).
El retículo endoplasmático conecta el núcleo con el citoplasma y la membrana celular, convirtiéndolos en un todo conectado por membranas. El RE es responsable del transporte de materiales desde el núcleo al citoplasma, la membrana celular y el exterior de la célula.
El retículo endoplásmico rugoso está unido con una gran cantidad de ribosomas, proteínas sintéticas de membrana y proteínas secretadas, mientras que el retículo endoplásmico liso no tiene ribosomas y es el lugar donde se sintetizan los azúcares y lípidos y se transportan dentro y fuera de la célula. .
En el citoplasma del retículo endoplásmico (RE), a menudo se aísla una pequeña estructura en forma de saco de un sistema de conductos que consta de túbulos ramificados, sacos o estructuras planas en forma de saco rodeadas por membranas. Bajo un microscopio electrónico, el espesor de la membrana del retículo endoplásmico es de aproximadamente 5 a 6 micrones. Se divide en dos regiones según diferentes estructuras morfológicas: una es el retículo endoplásmico rugoso, que es principalmente una estructura en forma de saco plano y contiene dos. tipos de ribosomas en la membrana. Proteína de afinidad, por lo que los ribosomas están adheridos a la superficie citoplasmática de la membrana; uno es el retículo endoplásmico liso, que en su mayoría son pequeños tubos distribuidos en una red, y los ribosomas no están adheridos al citoplasma de. la membrana. El retículo endoplasmático liso no sólo está conectado en un lugar determinado al retículo endoplasmático rugoso, sino también a la membrana plasmática o a la membrana nuclear externa. El retículo endoplásmico expande el área de la membrana en el citoplasma y varias enzimas adheridas a la membrana del retículo endoplásmico crean condiciones favorables para el desarrollo normal de diversas reacciones químicas en las actividades de la vida. El retículo endoplásmico rugoso no es sólo un andamio para los ribosomas, sino también un canal de transporte para las proteínas secretoras sintetizadas en los ribosomas. Además, las cadenas polipeptídicas sintetizadas por los ribosomas pueden modificarse hasta cierto punto o utilizarse para su propio ensamblaje y producción. El retículo endoplasmático liso tiene las funciones de desintoxicación, síntesis de lípidos y glucogenólisis, y también participa en el proceso de transporte de proteínas secretadas.
El retículo endoplasmático es un delicado sistema de membranas en las células. Es un sistema de tubos de membranas entrelazados en el citoplasma. Hay una cavidad, saco o charco plano entre las dos membranas. El RE se puede dividir en dos tipos, uno es el RE rugoso con partículas de ribosomas adheridas a la membrana y el otro es el RE liso sin ribosomas adheridos a la membrana. La función del ER crudo es sintetizar macromoléculas de proteínas. y transportarlo fuera de la célula o a otras partes dentro de la célula. Cuando la síntesis de proteínas es intensa, se desarrolla el retículo endoplasmático rugoso. En las células nerviosas, el desarrollo del retículo endoplasmático rugoso está asociado con la memoria. La función del retículo endoplasmático liso está relacionada con la síntesis, desintoxicación y asimilación de azúcares y lípidos, y también tiene la función de transportar proteínas.
El retículo endoplásmico rugoso, también conocido como retículo endoplásmico granular, es común en células con una fuerte síntesis de proteínas. El retículo endoplásmico rugoso está formado en su mayoría por sacos planos y algunos son sacos esféricos o tubulares. Cerca del núcleo, las vesículas pueden conectarse a la membrana externa del núcleo.
Los ribosomas adheridos a la superficie del retículo endoplásmico rugoso (también llamados ribonucleosomas) son donde se sintetizan las proteínas y las proteínas recién sintetizadas ingresan a la luz del retículo endoplásmico. El retículo endoplásmico rugoso no es sólo un canal de transporte para proteínas recién sintetizadas.
El retículo endoplasmático liso también se denomina retículo endoplasmático no granular. La pared del quiste del retículo endoplásmico liso es lisa y no tiene ribosomas adheridos. La forma del retículo endoplasmático liso es básicamente túbulos y vesículas ramificados. A veces, los túbulos están dispuestos muy apretados alrededor de los gránulos secretores y las mitocondrias en un círculo concéntrico. Por lo tanto, la forma del retículo endoplásmico liso que se ve en la sección transversal es significativamente diferente de la forma del retículo endoplásmico rugoso.
El retículo endoplasmático liso no tiene nada que ver con la síntesis de proteínas, pero su función es más compleja. Puede estar involucrado en la síntesis de glucógeno y lípidos, la síntesis y secreción de hormonas esteroides. Se encontró acumulación de Cl- en ciertas células del tejido gástrico, lo que sugiere que está relacionada con la secreción de HCl. En las células epiteliales intestinales, se puede observar que el Ca2 está relacionado con el transporte de grasas. El retículo endoplasmático liso de los cardiomiocitos y las células del músculo esquelético puede estar relacionado con la conducción de la excitación del músculo liso.
1. Forma y composición
El retículo endoplásmico es la membrana más grande de las células eucariotas y representa aproximadamente la mitad del área total de la membrana celular. El RE es una red cerrada de sistemas ductales compuesta por la íntima y es altamente polimórfica. El RE se puede dividir en dos tipos: retículo endoplásmico rugoso (RER) y retículo endoplásmico liso (SER). Dispuestos de manera ordenada, el espacio rodeado por la membrana se llama luz y los ribosomas están adheridos al exterior de la membrana. SER existe como tubos o vesículas ramificadas sin ribosomas adheridos. El retículo endoplasmático de las células musculares es un SER especializado llamado retículo sarcoplásmico, que puede almacenar Ca2 y provocar la contracción muscular. Las células no contienen RER puro ni serina, que forman respectivamente parte de la estructura continua del retículo endoplásmico.
La función principal del retículo endoplásmico es la de sintetizar proteínas y lípidos. Las proteínas secretadas y las proteínas transmembrana se sintetizan en el retículo endoplásmico. Los lípidos sintetizados por el RE no sólo satisfacen sus propias necesidades, sino que también proporcionan estructuras celulares de membrana como el aparato de Golgi, lisosomas, endosomas, membranas plasmáticas, mitocondrias y cloroplastos.
La membrana del retículo endoplasmático contiene aproximadamente un 60% de proteínas y un 40% de lípidos. El componente principal de los lípidos son los fosfolípidos, con alto contenido de fosfatidilcolina, bajo contenido de esfingomielina y nulo o en pequeñas cantidades. El RE contiene alrededor de 30 proteínas unidas a la membrana, más de 30 de las cuales están ubicadas en la luz del retículo endoplásmico. Estas proteínas están distribuidas de manera desigual, como la glucosa-6-fosfatasa, que está ampliamente presente en el retículo endoplasmático y se considera una enzima distintiva, la glicoproteína de unión a ribosomas (R).
Edita la función de RER en el segundo párrafo.
Función del retículo endoplásmico
El retículo endoplásmico hace referencia a una serie de vesículas y túbulos en el citoplasma que se comunican entre sí para formar un sistema de conductos aislados de la matriz citoplasmática. El RE es un sistema de membranas en el citoplasma. Está conectado a la membrana celular en el exterior y a la membrana externa de la membrana nuclear en el interior. Conecta varias estructuras de la célula en un todo y es responsable del transporte de sustancias dentro de la célula. celúla. El estrógeno aumenta efectivamente el área de las membranas celulares. El retículo endoplásmico puede conectar orgánicamente varias estructuras dentro de la célula en un todo. Dependiendo de si los ribosomas están unidos a la membrana del retículo endoplasmático, el retículo endoplasmático se puede dividir en retículo endoplasmático liso y retículo endoplasmático rugoso. No hay ribosomas adheridos al retículo endoplásmico liso, que representa una proporción menor, pero su función es más compleja y está relacionada con el metabolismo de los lípidos y los azúcares. Los ribosomas están adheridos al retículo endoplásmico rugoso y su disposición es más regular que el retículo endoplásmico liso. Esta función está relacionada principalmente con la síntesis de proteínas. La proporción de estos dos tipos de retículo endoplásmico está estrechamente relacionada con la función de la célula. Por ejemplo, el retículo endoplasmático rugoso está particularmente desarrollado en las células pancreáticas y está relacionado con la síntesis y secreción de grandes cantidades de proteínas de enzimas digestivas pancreáticas por parte de las células pancreáticas. El retículo endoplasmático liso está particularmente desarrollado en las células que secretan hormonas sexuales en los testículos y los ovarios y está particularmente desarrollado en las células que secretan hormonas sexuales en los testículos y los ovarios. relacionado con la síntesis y secreción de hormonas sexuales relacionadas. El desarrollo del retículo endoplásmico en el citoplasma se correlaciona positivamente con la actividad de sus actividades vitales.
Se puede dividir en retículo endoplasmático liso y retículo endoplasmático rugoso. Bajo el microscopio electrónico, el retículo endoplásmico es un saco plano (piscina) y pequeños tubos compuestos por membranas unitarias, que están conectadas entre sí. El retículo endoplásmico rugoso consta de un saco aplanado con ribosomas adheridos a su superficie exterior y tiene una superficie rugosa. El retículo endoplásmico rugoso que rodea el núcleo se comunica con la capa externa de la membrana nuclear. Su función principal es sintetizar y secretar proteínas. El retículo endoplásmico liso no tiene ribosomas adheridos y participa principalmente en la síntesis y transporte de esteroides y lípidos, el metabolismo de la glucosa y la extinción de hormonas.
(1) Síntesis de proteínas
Las proteínas se sintetizan en los ribosomas y parten de la matriz citoplasmática, pero algunas proteínas se sintetizan en el retículo endoplásmico poco después del inicio de la síntesis. Estas proteínas incluyen principalmente:
(1) Proteínas secretadas fuera de la célula, como anticuerpos y hormonas;
②Proteínas transmembrana y determinan la disposición de las proteínas de membrana en la membrana;
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③Enzimas que deben separarse estrictamente de otras combinaciones celulares, como varias hidrolasas de lisosomas;
④Proteínas que deben modificarse, como las glicoproteínas.
C. Milstein (1972) descubrió que el extremo N de las moléculas de inmunoglobulina extraídas de las células de mieloma era mayor que el extremo N secretado fuera de la célula. G. Blobel y D. Sabatini propusieron la hipótesis de la señalización basándose en experimentos adicionales, creyendo que el péptido señal de la proteína guía la proteína para transferirla al retículo endoplásmico para su síntesis. Blobel recibió el premio en 1999 por este descubrimiento.
La síntesis de proteínas que ingresan al retículo endoplásmico involucra al menos cinco componentes:
① El péptido señal es un polipéptido que guía la transferencia de cadenas peptídicas recién sintetizadas al retículo endoplásmico. Ubicado en el extremo N de la cadena peptídica recién sintetizada, generalmente tiene de 16 a 30 residuos de aminoácidos y contiene de 6 a 15 aminoácidos no polares cargados positivamente. Debido a que el péptido señal es también la secuencia que guía la cadena peptídica hacia la cavidad del retículo endoplásmico, también se denomina secuencia de transferencia inicial.
②Partícula de reconocimiento de señales (SRP), compuesta por 6 polipéptidos con diferentes estructuras, combinados con un ARN 7S con un peso molecular de 325KD, que es una ribonucleoproteína). La unión de SRP a la secuencia señal da como resultado el cese de la síntesis de proteínas.
③El receptor SPR de integrina de membrana es una proteína heterodimérica que existe en el retículo endoplasmático y puede unirse específicamente a SRP.
④ La secuencia de transferencia de terminación, una secuencia especial en la cadena peptídica, tiene una alta afinidad con la membrana del retículo endoplásmico, lo que puede evitar que la cadena peptídica continúe ingresando a la cavidad del retículo endoplásmico y la convierta en una proteína transmembrana. .
⑤El transportador es una estructura cíclica compuesta por 3-4 complejos de proteínas Sec61, y cada proteína Sec61 está compuesta por tres cadenas peptídicas.
El proceso de conversión de proteínas en síntesis del retículo endoplásmico;
El péptido señal se une a SRP → El alargamiento de la cadena peptídica termina → SRP se une al receptor → SRP se separa del péptido señal → La síntesis de la cadena peptídica continúa en el retículo endoplásmico, mientras que el péptido señal guía la nueva cadena peptídica hacia la cavidad del retículo endoplásmico → se elimina el péptido señal → se termina el alargamiento de la cadena peptídica → se disuelve el sistema de cotraducción.
Algunas secuencias de péptidos señal de proteínas y secuencias señal
Prealbúmina
met-Lys-Trp-Val-Thr-Phe-Leu-Leu-Leu -Leu -Phe-Ile-Ser-Gly-Ser-Ala-Phe-Ser↓Arg...
Cadena ligera Pre-IgG
Met-Asp-Met-Arg-Ala - Pro-Ala-Gln-Ile-Phe-Gly-Phe-Leu-Leu-Leu-Leu-Phe-Pro-Gly-Thr-Arg-Cys↓Asp...
Prolisozima
met-Arg-Ser-Leu-Leu-Ile-Leu-Val-Leu-Cys-Phe-Leu-proleu-Ala-Ala-Leu-Gly↓Lys...
(2 )Modificación y procesamiento de proteínas.
Incluyendo glicosilación, hidroxilación, acilación, formación de enlaces disulfuro, etc. Entre ellas, la glicosilación es la más importante y casi todas las proteínas sintetizadas en el retículo endoplásmico acabarán glicosiladas. Las funciones de la glicosilación son: ① hacer que las proteínas sean resistentes a la acción de las enzimas digestivas; (2) otorgar a las proteínas la función de transmitir señales; ③ algunas proteínas solo pueden plegarse correctamente después de la glicosilación.
Los grupos glicosilo generalmente están unidos a cuatro aminoácidos y se dividen en dos tipos:
Glicosilación ligada a O: en el aparato de Golgi conectando los grupos OH de Ser, Thr y Hyp La glicosilación ligada a O se realiza en galactosa o N-acetilgalactosamina.
Glicosilación ligada a N: La N-acetilglucosamina se une al NH2 del residuo de asparagina.
La glicosilación ligada a N se produce en el retículo endoplásmico. Los donantes de azúcar son azúcares nucleótidos, como CMP-ácido siálico, GDP-manosa, UDP-N-acetilglucosamina, etc. Las moléculas de azúcar se transfieren primero a moléculas largas de fosfato en la membrana mediante la glicosiltransferasa, luego se ensamblan en cadenas de oligosacáridos y luego se transfieren a la secuencia específica de la cadena peptídica (ASN) recién sintetizada mediante la oligosacariltransferasa.
(3) Plegado, ensamblaje y transporte de cadenas peptídicas nacientes
COP II media el transporte de vesículas de membrana desde el retículo endoplásmico, y las vesículas de membrana salen del retículo endoplásmico a través de la gemación Click descargar. Los sitios de salida del RE se distribuyen aleatoriamente en el RE sin ribosomas unidos. Diferentes proteínas permanecen en la luz del retículo endoplásmico durante diferentes tiempos, lo que depende principalmente del tiempo que tarda la proteína en completar el correcto plegamiento y ensamblaje, el cual se completa bajo la acción de la ATPasa perteneciente a la familia hsp70. Esto requiere energía. Algunas proteínas que no pueden plegarse correctamente se exportan al retículo endoplásmico y se degradan en los lisosomas. Alrededor del 90% de las subunidades del receptor de células T y de los receptores de acetilcolina recién sintetizados se degradan y nunca alcanzan la membrana de la célula diana.
Edita el tercer párrafo. Otras funciones del er
Síntesis de lípidos de membrana: La mayoría de las membranas se sintetizan completamente sólo en el retículo endoplásmico. Las excepciones incluyen: ① La esfingomielina se sintetiza en el retículo endoplásmico pero se completa en el aparato de Golgi. ② Algunos lípidos de membrana exclusivos de las mitocondrias y los cloroplastos se sintetizan mediante enzimas en estos orgánulos; Los lípidos de membrana sintetizados por el RE se transportan al aparato de Golgi, los lisosomas y las membranas plasmáticas mediante transporte de membrana, o a otras membranas formando complejos solubles en agua mediante proteínas de transferencia de fosfolípidos (PTP).
Desintoxicación: El sistema enzimático P450 en SER es una monooxigenasa, también conocida como oxidasa e hidroxilasa funcional mixta. Debe su nombre a su pico de absorción de reducción a 450 nm. Distribuido principalmente en SER. Pero también existe en las membranas de la membrana plasmática, las mitocondrias, el aparato de Golgi, los peroxisomas, la membrana nuclear y otros orgánulos, y tiene un efecto desintoxicante. Por lo general, las sustancias tóxicas liposolubles se pueden metabolizar en sustancias solubles en agua, lo que permite que las sustancias tóxicas se excreten del cuerpo. A veces, los carcinógenos pueden metabolizarse en carcinógenos activos. Existen muchos tipos de P450, pero todos forman una cadena respiratoria con otros ingredientes auxiliares para lograr sus funciones. La P450 reductasa de la cadena respiratoria es en realidad una flavoproteína. El P450 cataliza la adición de un átomo de la molécula de O2 a la molécula del sustrato para hidroxilarla, y el otro átomo de oxígeno es reducido por el hidrógeno proporcionado por NADH o NADPH para generar agua. Durante este proceso de oxidación, no se forma ningún compuesto de fosfato de alta energía. generado.
Síntesis de hormonas esteroides: En las células endocrinas de las gónadas y las glándulas suprarrenales, algunas enzimas del SER, las mitocondrias y el aparato de Golgi pueden estar implicadas en la síntesis de hormonas esteroides.
Regula la concentración de azúcar en sangre: hidroliza la glucosa 6-fosfato en ácido fosfórico y glucosa, liberando azúcar a la sangre. El glucógeno en las células puede ser convertido por enzimas en glucosa 1-fosfato y luego en glucosa 6-fosfato. Sin embargo, dado que la membrana es altamente impermeable a los azúcares fosforilados, la glucosa 6-fosfato sólo puede atravesar la membrana plasmática y eliminarse después de la fosforilación. , entra en la sangre.
Se forman algunas estructuras especiales: por ejemplo, el retículo sarcoplásmico especializado por SER en las células musculares puede almacenar iones de calcio como sustancias de señalización intracelular.
Función de soporte: El retículo endoplásmico es la membrana más abundante de la célula, forma una estructura de red, proporciona soporte mecánico y se convierte en un andamio para la unión de enzimas en el citoplasma.
Transferencia: El retículo endoplasmático puede transportar compuestos a través de la gemación, especialmente el retículo endoplasmático liso.