内质网-细胞国米“净”的定义,结构,功能和生物学

本文将介绍

内质网(ER)是什么?一个快速概述

的内质网(ER)被认为是一个内部整个细胞质膜分为一个分支网络。ER发生在两个形态截然不同的形式:粗糙的ER和光滑的ER。

胞质)所面临的外端(镶嵌着粗糙的ER核糖体这是蛋白质合成的场所。在电子显微镜下,密集的细粒度的核糖体而得名“粗糙”。另一方面,顺利ER缺乏核糖体。

ER扮演着许多重要的角色在我们的细胞。总之,粗糙的ER坐标蛋白质合成和运输。光滑ER专攻脂质合成、甾类激素的生产,解毒。ER的腔也是重要的钙离子(Ca水库^{2 +})的细胞。

(此图)ER的解剖学。
左:原子核之间的关系,粗糙和光滑的ER。新合成的蛋白质将被运送到了转型中的高尔基体小泡。右:粗糙的3 d视图ER。实际上你可以看到ER膜形式的分支网络许多相互关联的囊和管。
图像创建了BioRender.com。

内质网的结构

内质网(ER)是一个大型的动态互联网络在真核细胞。ER形态分为两种结构:粗面内质网(r),光滑型内质网(爵士)。

rough-ER-and-smooth-ER-electron-microscopic-graph

(此图)左:电子显微照片(EM)的粗糙的ER。红色箭头表示在细胞质核糖体颗粒表面粗糙的ER。右:EM光滑。
图片来源:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4700099/

的表面粗面内质网(r制造过程)是镶嵌着核糖体给它一个“粗糙”的外表(因此得名)。核糖体附着在r外表面(细胞质)。r是一个相互联系的网络夷为平地,membrane-enclosed囊称为池或表。池通常观察堆叠配置和连接。腔的间距是非常一致的,通常在哺乳动物细胞约50海里。粗糙的ER位于细胞核立即毗邻,及其与外膜的膜是连续的核膜。

光滑型内质网(SER)由管状结构,细胞边缘附近。SER没有核糖体在其表面,导致表面光滑。

structure-and-relationship-of-the-nuclear-envelope-rough-and-smooth-endoplasmic-reticulum

(此图)核被膜的结构和关系,粗糙和光滑型内质网。
粗糙的ER几乎总是表现为平行的双膜(称为池,它很长,平的,和无支链的)严重点缀着的核糖体。另一方面,光滑、管状网络(不规则分支)描述光滑的ER。ER附加到双层核膜与提供了一个连接,或桥,细胞核和细胞溶质之间。
图片来源:https://elife开云体育全站app下载安装sciences.org/articles/20468

ER网络是动态的,不断地重新排列和生长。表的比值(r)小管(SER)变化在不同的细胞类型,反映了这些细胞的不同的功能。例如,ER架构的特殊细胞产生大量的分泌蛋白,如胰腺分泌细胞和B细胞,在很大程度上是由r。

相比之下,参与脂质合成和细胞钙存储主要是小管组成的拥有一个ER。肾上腺、肝脏和肌肉细胞都是特殊细胞的例子主要是管状网络和反映这些细胞的功能。血红细胞的内质网没有找到或精子细胞。

内质网的膜

内质网的膜非常类似于细胞膜(也称为质膜)。这些膜的骨架结构是一层薄薄的极性膜由两层脂质分子,称为脂质双分子层(或磷脂双分子层)。这种磷脂双分子层是由两亲性的分子性质。

磷酸磷脂有亲水(喜欢水)头部和一个疏水(宁愿远离水)两个脂肪酸链组成的尾巴。在水环境中,许多磷脂的疏水与亲水磷酸自然在一起面对外面的水分子。脂质双分子层形成自发的自组装。

(此图)两亲性磷脂自发地形成两个脂类的电影,被称为脂质双分子层。

脂质双分子层膜自然拥有选择性渗透的性质。而卸货和气体分子可以很容易地穿过细胞膜,离子,蛋白质,和其他带电分子不透水。因此,脂质双分子层膜可以形成隔间膜分离的壁垒,使不同的环境。

由于脂质影响如此巨大的生化反应来创建隔间,这个膜结合细胞器(如细胞核、内质网、线粒体、叶绿体、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体,和液泡)都使用相同的脂质影响膜。

如细胞膜,有许多在ER膜膜相关蛋白。他们玩一些关键功能,如锚定在r核糖体,离子运输和蛋白质ER腔和细胞质之间,和维护或安排ER的形状结构。

内质网是做什么的?——内质网功能

内质网是细胞工厂找到的地方。r与核糖体主要是参与蛋白质合成而SER主要参与脂质和类固醇合成。

粗糙的功能

核糖体是一个粒子的细胞器,是细胞的蛋白质合成。核糖体的序列读取信使核糖核酸(mRNA),使用遗传密码,将RNA序列转化为氨基酸序列(这一过程被称为翻译)。

在这个数字在工厂核糖体的类比。
核糖体的工作像机器代码的信使rna序列翻译成蛋白质。科学家称核糖体,分子的微型机器,欣赏精美的核糖体的设计!

核糖体的功能“免费”的形式,可以在细胞质中,称为自由核糖体。然而,他们也能“解决”内质网(ER)形成“粗面内质网(r)。“核糖体密切联系与内质网可以促进新合成蛋白质的进一步处理。

在这个动画一个动画展示一种蛋白质的分泌途径合成到内质网。
动画来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Endoplasmic_reticulum的功能

核糖体在崎岖的ER专门从事加工和运输蛋白质的合成,在ER网络。这些蛋白质具有一个信号序列,指导他们专门ER腔,是蛋白质折叠的网站,修改和组装。

之后,一些蛋白质仍在,而其他人则发送到高尔基体,位于ER。直接从高尔基体分泌蛋白质溶酶体或细胞膜;人注定要分泌到细胞外。另一方面,其他蛋白质的细胞核和线粒体将产生自由核糖体。

(此图)核糖体绑定到粗糙的ER的外膜可以直接进急诊室腔合成新的蛋白质。这个过程称为co-translational易位:(1)新翻译多肽提供了一个信号序列(SS),(2)信号识别颗粒(SRP)承认党卫军,(3)SRP受体识别SRP,允许核糖体结合易位子和多肽可能促使ER腔,(4)翻译的简历和党卫军由信号肽酶裂解,ER(5)翻译完成。

蛋白质的运输从ER高尔基体(以及高尔基溶酶体或细胞膜)是由包围的小的萌芽囊泡从ER的表面。ER腔的部分内容将封闭的囊泡内。这些囊泡进入细胞溶质的细胞骨架上的锚定。一旦他们到达目的地(即cis的高尔基体),膜将保险丝和内容将被释放到高尔基池的腔。

ER-to-Golgi-transportation-protein-synthesis

(此图)蛋白质合成和运输的旅程。
蛋白质合成后的呃,他们前往高尔基体进行进一步的糖基化。一旦他们完成了修改,蛋白质是挤进小泡,称为分泌囊泡。然后,他们去膜和胞外分泌释放。
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粗糙内质网到细胞核的优越的地理位置使ER独特控制蛋白质处理。在蛋白质合成和折叠发生运转出现问题时,错误折叠或展开的蛋白质积聚在ER内腔,从而影响蛋白质翻译的整体速度。这导致ER应激。健康的ER可以感知问题,发送一个消息(称为展开的蛋白质反应或UPR)细胞核。自适应响应,这样UPR激活触发器在蛋白质合成减少,ER蛋白质折叠能力增强,ER-associated蛋白质降解。将如果救助机制失败,细胞凋亡(程序性细胞死亡)。

光面内质的功能

光滑的,相比之下,与核糖体无关,其功能是不同的。顺利参与合成的脂质,包括胆固醇和磷脂,产生新细胞的细胞膜。在特定的细胞类型,光滑的ER扮演着一个很重要的角色,从胆固醇合成类固醇激素。在肝细胞,光滑的ER有助于药物的解毒和有害化学物质。

的肌浆网(SR)是一种专门的光滑ER在骨骼肌和心肌细胞的细胞质中。在这些细胞中,质膜形成深凹入称为连接(或横小管)。连接保持接近肌浆网网络,调节钙离子浓度。这个结构允许动作电位迅速穿透细胞的内部,导致输出最大肌肉力量。

(在这张照片)连接(横小管)扩展的细胞膜渗透骨骼和心脏肌肉细胞的中心。连接允许动作电位进入细胞的快速传播也起着重要的作用在调节细胞钙离子浓度。

有ER部分光滑,部分地区粗糙,这个区域被称为过渡呃。过渡ER得名是因为它包含ER退出网站。运输囊泡含有脂质和蛋白质在ER脱离过渡ER和高尔基体开始移动。

细胞的内质网有多大?

真核细胞ER往往是最大的细胞器。如果我们解剖真核细胞,细胞膜面积分配由ER(高达60%)其次是高尔基体和线粒体。令人惊讶的是,这些哺乳动物细胞的细胞的质膜往往是一小部分的不到10%。

ER网络可以达到整个细胞质。潴泡和管状结构的总膜表面积最大化蛋白质和脂质合成。这是特别重要的大量分泌的细胞类型,如肝脏和胰腺细胞。的体积,ER可以包括>细胞体积的10%。