Для чого потрібна ендоплазматична мережа. Будова клітини

Клітини, що є розгалуженою системою з оточених мембраною сплощених порожнин, бульбашок і канальців.

Схематичне подання клітинного ядра, ендоплазматичного ретикулуму та комплексу Гольджі.
(1) Ядро клітини.
(2) Пори ядерної мембрани.
(3) Гранулярний ендоплазматичний ретикулум.
(4) Агранулярний ендоплазматичний ретикулум.
(5) Рибосоми на поверхні гранулярного ендоплазматичного ретикулуму.
(6) Білки, що транспортуються.
(7) Транспортні везикули.
(8) Комплекс Гольджі.
(9)
(10)
(11)

Історія відкриття

Вперше ендоплазматичний ретикулум було виявлено американським ученим К. Портером у 1945 році за допомогою електронної мікроскопії.

Будова

Ендоплазматичний ретикулум складається з розгалуженої мережі трубочок та кишень, оточених мембраною. Площа мембран ендоплазматичного ретикулуму становить понад половину загальної площі всіх мембран клітини.

Мембрана ЕПР морфологічно ідентична оболонці клітинного ядра і становить із нею одне ціле. Таким чином, порожнини ендоплазматичного ретикулума відкриваються міжмембранну порожнину ядерної оболонки. Мембрани ЕПС забезпечують активний транспорт низки елементів проти концентрації градієнта . Нитки, що утворюють ендоплазматичний ретикулум, мають у поперечнику 0,05-0,1 мкм (іноді до 0,3 мкм), товщина двошарових мембран, що утворюють стінку канальців становить близько 50 ангстрем (5 нм, 0.005 мкм). Ці структури містять ненасичені фосфоліпіди, а також деяку кількість холестерину та сфінголіпідів. До їхнього складу також входять білки.

Трубочки, діаметр яких коливається не більше 0.1-0.3 мкм, заповнені гомогенним вмістом. Їх функція - здійснення комунікації між вмістом бульбашок ЕПС, довкіллям і ядром клітини.

Ендоплазматичний ретикулум не є стабільною структурою і схильний до частих змін.

Виділяють два види ЕПР:

гранулярний ендоплазматичний ретикулум
агранулярний (гладкий) ендоплазматичний ретикулум

На поверхні гранулярного ендоплазматичного ретикулуму знаходиться велика кількість рибосом, які відсутні на поверхні агранулярного ЕПР.

Гранулярний та агранулярний ендоплазматичний ретикулум виконують різні функції у клітині.

Функції ендоплазматичного ретикулуму

За участю ендоплазматичного ретикулуму відбувається трансляція та транспорт білків, синтез та транспорт ліпідів та стероїдів. Для ЕПС характерним є також накопичення продуктів синтезу. Ендоплазматичний ретикулум бере участь у тому числі у створенні нової ядерної оболонки (наприклад після мітозу). Ендоплазматичний ретикулум містить внутрішньоклітинний запас кальцію, який є, зокрема, медіатором скорочення м'язової клітини. У клітинах м'язових волокон розташована особлива форма ендоплазматичного ретикулуму. саркоплазматична мережа.

Функції агранулярного ендоплазматичного ретикулуму

Агранулярний ендоплазматичний ретикулум бере участь у багатьох процесах метаболізму. Ферменти агранулярного ендоплазматичного ретикулуму беруть участь у синтезі різних ліпідів та фосфоліпідів, жирних кислот та стероїдів. Також агранулярний ендоплазматичний ретикулум відіграє важливу роль у вуглеводному обміні, знезараженні клітини та запасанні кальцію. Зокрема, у зв'язку з цим у клітинах надниркових залоз та печінки переважає агранулярний ендоплазматичний ретикулум.

Синтез гормонів

До гормонів, які утворюються в агранулярному ЕПС, належать, наприклад, статеві гормони хребетних тварин та стероїдні гормони надниркових залоз. Клітини яєчок та яєчників, відповідальні за синтез гормонів, містять велику кількість агранулярного ендоплазматичного ретикулуму.

Накопичення та перетворення вуглеводів

Вуглеводи в організмі накопичуються у печінці у вигляді глікогену. За допомогою гліколізу глікоген у печінці трансформується в глюкозу, що є найважливішим процесом у підтримці рівня глюкози у крові. Один із ферментів агранулярного ЕПС відщеплює від першого продукту гліколізу, глюкоза-6-фосфату, фосфогрупу, дозволяючи таким чином глюкозі залишити клітину та підвищити рівень цукрів у крові.

Нейтралізація отрут

Гладкий ендоплазматичний ретикулум клітин печінки бере активну участь у нейтралізації різноманітних отрут. Ферменти гладкого ЕПР приєднують молекули активних речовин, що зустрілися, які таким чином можуть бути розчинені швидше. У разі безперервного надходження отрут, медикаментів або алкоголю утворюється більша кількість агранулярного ЕПР, що підвищує дозу діючої речовини, необхідну для досягнення попереднього ефекту.

Саркоплазматичний ретикулум

Особливу форму агранулярного ендоплазматичного ретикулуму, саркоплазматичний ретикулум, утворює ЕПС у м'язових клітинах, в яких іони кальцію активно закачуються з цитоплазми в порожнині ЕПР проти градієнта концентрації у незбудженому стані клітини та звільняються у цитоплазму для . Концентрація іонів кальцію в ЕПС може досягати 10 -3 моль, тоді як у цитозолі близько 10 -7 моль (у стані спокою). Таким чином, мембрана саркоплазматичного ретикулуму забезпечує активне перенесення проти градієнтів концентрації великих порядків. І прийом та звільнення іонів кальцію в ЕПС перебуває у тонкому взаємозв'язку від фізіологічних умов.

Концентрація іонів кальцію в цитозолі впливає на безліч внутрішньоклітинних та міжклітинних процесів, таких як: активація або гальмування ферментів, експресія генів, синаптична пластичність нейронів, скорочення м'язових клітин, звільнення антитіл із клітин імунної системи.

Ендоплазматична мережа (ЕПС) , або ендоплазматичний ретикулум (ЕР), являє собою систему, що складається з мембранних цистерн, каналів та бульбашок. Близько половини всіх клітинних мембран посідає ЕР.

Морфофункціонально ЕПС диференційована на 3 відділи: шорстка (гранулярна), гладка (агранулярна) та проміжна. На гранулярній ЕПС знаходяться рибосоми (PC), гладка та проміжна позбавлені їх. Гранулярний ЕР переважно представлений цистернами, а гладкий і проміжний - переважно каналами. Мембрани цистерн, каналів та бульбашок можуть переходити один в одного. ЕР містить напіврідкий матрикс, що характеризується спеціальним хімічним складом.

Функції ЕР:

компартменталізації;
синтетична;
транспортна;
детоксикації;
регуляція концентрації іонів кальцію

Функція компартменталізації пов'язана з розподілом клітини на відсіки (компартменти) за допомогою мембран ЕР. Подібний поділ дозволяє ізолювати частину вмісту цитоплазми від гіалоплазми та дає можливість клітині роз'єднати та локалізувати певні процеси, а також змусити протікати їх більш ефективно та спрямовано.

Синтетична функція. На гладкій ЕР синтезуються майже всі ліпіди, крім двох мітохондріальних ліпідів, синтез яких відбувається у самих мітохондріях. На мембранах гладкого ЕР синтезується холестерол (у людини на добу до 1 г, переважно в печінці; при ураженні печінки кількість холестеролу в крові падає, змінюється форма та функції еритроцитів та розвивається анемія).
На шорсткому ЕР відбувається синтез білків:

внутрішньої фази ЕР, комплексу Гольджі, лізосом, мітохондрій;
секреторних білків, наприклад гормонів, імуноглобулінів;
мембранні білки.

Синтез білків починається на вільних рибосомах у цитозолі. Після хімічних перетворень білки упаковуються в мембранні бульбашки, які відщеплюються від ЕР і транспортуються в інші райони клітини, наприклад, в комплекс Гольджі.
Синтезовані на ЕР білки умовно можна поділити на два потоки:

інтернальні, що залишаються в ЕР;
екстернальні, які залишаються в ЕР.

Інтернальні білки, у свою чергу, також можна розділити на два потоки:

резидентні, які не йдуть з ЕР;
транзитні, що залишають ЕР.

В ЕР відбувається детоксикація шкідливих речовин , що потрапили в клітину або утворилися в самій клітині Більшість шкідливих речовин є
гідрофобними речовинами, які тому не можуть виводитися з організму із сечею. У мембранах ЕР є білок цитохром-Р450, який перетворює гідрофобні речовини на гідрофільні, і після цього вони видаляються із сечею з організму.

Гладка ендоплазматична мережа.

Ендоплазматичну мережу поділяють на два типи — гладку та шорстку.

Гладку ЕПС ще називаютьагранулярної.

Гладка ендоплазматична мережа виникає та розвивається за рахунок гранулярної ендоплазматичної мережі (при звільненні її від рибосом)।

Гладка мережа складається з трубочок, стінки яких являють собою мембрани, каналів і бульбашок меншого перерізу, ніж у шорсткій мережі.Діаметр вакуолей та канальців гладкої ендоплазматичної мережі зазвичай близько 50-100 нм. Її функції також різноманітні: тут синтезуються ліпіди мембран, але, крім них, і немембранніліпіди (наприклад, особливі гормони тварин), спеціальними ферментними комплексами знешкоджуються отруйні речовини, накопичуються іони. Так, у поперечно-м'язах гладка мережа служить резервуаром іонів кальцію. Мембрани цієї мережі містять потужні кальцієві «насоси», які в соті частки секунди переносять у будь-який бік велику кількість іонів кальцію. Також синтезується вуглеводи. У спеціалізованих клітинах вид гладкої мережі різний, що з її конкретними функціями у внутрішньоклітинному обміні.

Гладка мережа характеризується наявністю ензимних систем, що у ключівих ланках обміну речовин. Гладка ендоплазматична мережа легко ушкоджується при гіпоксії, активації ендогенних фосфоліпаз. Випадання її функцій у клітинах резначно знижує стійкість організму до екзо - та ендогенних патогенних продуктів і сприяє розвитку хвороби.

Гладка ЕПС добре розвинена у тих клітинах, у яких йдуть процеси синтезу та розщеплення ліпідів. Це клітини надниркових залоз і сім'яників (у яких синтезуються стероїдні гормони), клітини печінки, м'язові клітини, епітеліальні клітини кишечника.

У мембранах гладкої ЕПС вбудовані ферменти гідроксилювання - особливого способу окислення, яке іноді називається мікросомальним, використовується при синтезі багатьох ліпідів (наприклад: стероїдних гормонів) та для знешкодження різних шкідливих речовин.

Електронна мікрофотографія

1 - вакуолі та трубочки гладкої ЕПС. На поверхні, зверненої до гіалоплазмі, немає рибосом. Однак

тут пов'язані ферментні системи синтезу та модифікації

кації ліпідів.

Інші структури:
2 - мітохондрії.
3 - пероксисома,

4 - рибосоми.
5 - резидуальне тіло.

Трохи історії

Клітина вважається найменшою структурною одиницею будь-якого організму, однак і вона також із чогось складається. Одним із її компонентів і є ендоплазматична мережа. Більше того, ЕПС є обов'язковою складовою будь-якої клітини в принципі (крім деяких вірусів та бактерій). Відкрито її американським ученим К. Портером ще 1945 року. Саме він помітив системи канальців і вакуолей, які ніби скупчилися навколо ядра. Також Портером було помічено, що розміри ЕПС у клітинах різних істот і навіть органів та тканин одного організму не аналогічні один до одного. Він дійшов висновку у тому, що це пов'язані з функціями тієї чи іншої клітини, ступенем її розвитку, і навіть стадією диференціювання. Наприклад, у людини дуже добре розвинена ЕПС у клітинах кишечника, слизових та надниркових залоз.

Концепція

ЕПС – система канальців, трубочок, бульбашок та мембран, які розташовані в цитоплазмі клітини.

Ендоплазматична мережа: будова та функції

Будова

По-перше, це транспортна функція. Як і цитоплазма, ендоплазматична мережа забезпечує обмін речовин між органоїдами. По-друге, ЕПС здійснює структурування та угруповання вмісту клітини, розбиваючи його на певні секції. По-третє, найважливішою функцією є синтез білка, який здійснюється у рибосомах шорсткої ендоплазматичної мережі, а також синтез вуглеводів та ліпідів, що відбувається на мембранах гладкої ЕПС.

Будова ЕПС

Усього існує 2 типи ендоплазматичної мережі: зерниста (шорстка) і гладка. Функції, що виконуються цією складовою, залежать саме від типу самої клітини. На мембранах гладкої мережі знаходяться відділи, що виробляють ферменти, які беруть участь в обміні речовин. Шорстка ендоплазматична мережа містить на своїх мембранах рибосоми.

Коротка інформація про інші найважливіші складові клітини

Цитоплазма: будова та функції

Зображення	Будова	Функції
	Є рідиною у клітині. Саме в ній знаходяться всі органоїди (у тому числі і апарат Гольджі, і ендоплазматична мережа, і багато інших) та ядро з його вмістом. Належить до обов'язкових компонентів і не є органоїдом як таким.	Основною функцією є транспортна. Саме завдяки цитоплазмі відбувається взаємодія всіх органоїдів, їх упорядкування (складаються в єдину систему) та перебіг усіх хімічних процесів.

Клітинна мембрана: будова та функції

Зображення	Будова	Функції
	Молекули фосфоліпідів та білків, утворюючи два шари, становлять мембрану. Вона є найтоншою плівкою, що огортає всю клітину. Невід'ємним її компонентом є полісахариди. А у рослин зовні вона ще вкрита тонким шаром клітковини.	Основною функцією клітинної мембрани є обмеження внутрішнього вмісту клітини (цитоплазми та всіх органоїдів). Оскільки в ній містяться дрібні пори, вона забезпечує транспорт та обмін речовин. Може бути каталізатором при здійсненні якихось хімічних процесів і рецептором при виникненні зовнішньої небезпеки.

Ядро: будова та функції

Зображення

Будова

Функції

Має або овальну, або кулясту форму. Містить у собі спеціальні молекули ДНК, які у свою чергу несуть спадкову інформацію всього організму. Саме ядро зовні покрите особливою оболонкою, у якій є пори. Містить також ядерця (невеликі тільця) та рідину (сік). Навколо цього центру розташовується ендоплазматична мережа.

Саме ядром регулюються абсолютно всі процеси, що відбуваються в клітині (обмін речовин, синтез тощо). І саме цей компонент є основним носієм спадкової інформації всього організму.

У ядерцях відбувається синтез білка та молекул РНК.

Рибосоми

Є органоїдами, які забезпечують основний синтез білка. Можуть перебувати як у вільному просторі клітини цитоплазми, так і в комплексі з іншими органоїдами (ендоплазматична мережа, наприклад). Якщо рибосоми розташовані на мембранах шорсткої ЕПС (перебуваючи на зовнішніх стінках мембран, рибосоми створюють шорсткості) , ефективність синтезу білка зростає у кілька разів. Це було підтверджено численними науковими експериментами.

Комплекс Гольджі

Органоїд, що складається з деяких порожнин, що постійно виділяють різних розмірів бульбашки. Накопичені речовини також використовує для потреб клітини та організму. Комплекс Гольджі та ендоплазматична мережа нерідко розташовані поруч.

Лізосоми

Органоїди, оточені спеціальною мембраною та виконують травну функцію клітини, називаються лізосомами.

Мітохондрії

Органоїди, оточені декількома мембранами та виконують енергетичну функцію, тобто забезпечують синтез молекул АТФ та розподіляють отриману енергію по клітині.

Пластиди. Види пластидів

Хлоропласти (функція фотосинтезу);

Хромопласти (накопичування та збереження каротиноїдів);

Лейкопласти (накопичування та зберігання крохмалю).

Органоїди, призначені для пересування

Вони також здійснюють якісь рухи (джгутики, вії, довгі відростки тощо).

Клітинний центр: будова та функції

Клітини, що є розгалуженою системою з оточених мембраною сплощених порожнин, бульбашок і канальців.

Історія відкриття

Будова

Ендоплазматичний ретикулум не є стабільною структурою і схильний до частих змін.

Виділяють два види ЕПР:

гранулярний ендоплазматичний ретикулум
агранулярний (гладкий) ендоплазматичний ретикулум

Гранулярний та агранулярний ендоплазматичний ретикулум виконують різні функції у клітині.

Функції ендоплазматичного ретикулуму

Функції агранулярного ендоплазматичного ретикулуму

Синтез гормонів

Накопичення та перетворення вуглеводів

Нейтралізація отрут

Саркоплазматичний ретикулум

Функції гранулярного ендоплазматичного ретикулуму

Гранулярний ендоплазматичний ретикулум має дві функції: синтез білків та виробництво мембран.

Синтез білків

Білки, що виробляються клітиною, синтезуються на поверхні рибосом, які можуть бути приєднані до поверхні ЕПС. Отримані поліпептидні ланцюжки містяться в порожнині гранулярного ендоплазматичного ретикулуму (куди потрапляють і поліпептидні ланцюжки, синтезовані в цитозолі), де згодом обрізаються і згортаються правильним чином. Таким чином, лінійні послідовності амінокислот отримують після транслокації в ендоплазматичний ретикулум необхідну тривимірну структуру, після чого переміщуються повторно в цитозоль.

Синтез мембран

Рибосоми, прикріплені на поверхні гранулярного ЕПР, виробляють білки, що поряд з виробництвом фосфоліпідів, серед іншого, розширює власну поверхню мембрани ЕПР, яка за допомогою транспортних везикул посилає фрагменти мембрани в інші частини мембранної системи.

Дивись також

Ретикулони – білки ендоплазматичного ретикулуму.

Wikimedia Foundation. 2010 .

ЕНДОПЛАЗМАТИЧНА МЕРЕЖА, система мембран і каналів у ЦИТОПЛАЗМІ клітин ЕУКАРІОТІВ (тобто мають ядро) рослин, тварин, грибів. Служить для перенесення речовини усередині клітини. Частини ендоплазматичної мережі покриті найдрібнішими гранулами, що носять… Науково-технічний енциклопедичний словник

- (ендоплазматичний ретикулум), клітинний органоїд; система канальців, бульбашок та «цистерн», відмежованих мембранами. Розташована у цитоплазмі клітини. Бере участь в обмінних процесах, забезпечуючи транспорт речовин з навколишнього середовища в … Енциклопедичний словник

ендоплазматична мережа- endoplazminis tinklas statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Submikroskopinis lstelës organoidas, sudarytas is citoplazmoje lių… … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

- (ндо + (цито) плазма; син.: цитоплазматична мережа, ендоплазматичний ретикулу) органоїд, що являє собою розташовану в цитоплазмі систему канальців, вакуолей та цистерн, відмежованих мембранами; забезпечує транспорт речовин у… … Великий медичний словник

- (біол.) внутрішньоклітинний органоїд, представлений системою плоских цистерн, канальців та бульбашок, обмежених мембранами; забезпечує головним чином пересування речовин з навколишнього середовища в цитоплазму та між внутрішньоклітинними. Велика Радянська Енциклопедія

- (див. ендо... + плазма) інакше ергастоплазма внутрішньоклітинний органоїд, що складається з порожнин різної форми та величини (бульбашки, канальці та цистерни), оточених мембраною 2. Новий словник іноземних слів. by EdwART, 2009 … Словник іноземних слів російської мови

- (ендоплазматичний ретикулум), клітинний органоїд; система канальців, бульбашок та цистерн, відмежованих мембранами. Розташована у цитоплазмі клітини. Бере участь в обмінних процесах, забезпечуючи транспорт у навколишньому середовищі в цитоплазму і… Природознавство. Енциклопедичний словник

ендоплазматична мережа- див. Ендоплазматичний ретикулюм … Анатомія та морфологія рослин