Какие функции выполняет эндоплазматическая сеть?

Какие функции выполняет эндоплазматическая сеть? Ответ на этот вопрос вы узнаете в этой статье.

Функции эндоплазматической сети

Гладкая (агранулярная) и шероховатая (гранулярная) эндоплазматическая сеть своими мембранами и содержанием (матриксом) выполняют четыре совместные функции:

1. разграничительную, структурирующую, которая обеспечивает упорядоченное распределение цитоплазмы, не допускает ее смешивания и попадания в органеллы случайных веществ;
2. трансмембранный транспорт, благодаря которому осуществляется перенос через стенку мембраны необходимых веществ;
3. синтез мембранных липидов ферментами, которые содержатся в самой мембране и обеспечивают репродукцию эндоплазматической сети;
4. считают, что разность потенциалов, которая возникает между двумя поверхностями мембран органеллы возможно обеспечивает проведение импульсов возбуждения.

Что такое эндоплазматическая сеть?

Эндоплазматическая сеть (от греч. Endos - внутренний), или эндоплазматический ретикулум (от лат. Reticulum - сетка) - это мембранная органеллы, которая делит цитоплазму на компартменты. Эндоплазматическая сеть - это полая система в виде замкнутой совокупности канальцев и цистерн, образованных сплошной непрерывной мембраной и заполнена матриксом.

Есть два вида эндоплазматической сети: гладкая (агранулярная, АЭС), представленная трубочками, что анастомозируют между собой, и шершавая (гранулярная, ГРЭС), построенная из цистерн, также соединенных между собой и покрытых полисомы. Некоторые авторы выделяют еще переходную, или транзиторную (ТЭС) эндоплазматическая сеть, которая находится в области перехода одной разновидности ЕС в другую.

Функции агранулярного эндоплазматической сети

Агранулярная эндоплазматическая сеть, кроме названных функций, общих для обоих видов ЕС, выполняет еще и присущие только ей функции:
1. Депо кальция. Во многих клетках (скелетных и сердечных мышцах, нейронах, яйцеклетке) существуют механизмы, которые обеспечивают изменение концентрации Са ^2+, такие как Са ²⁺ -помпа, Са ^{2+-канал,} Са ²⁺ -звьязувальний белок. В поперечнопосмугований мышечной ткани существует специализированная гладкая эндоплазматическая сеть, названная саркоплазматического ретикулума, которая является резервуаром Са ^2+, а ее мембраны содержат мощные кальциевые помпы, которые в сотые доли секунды могут выбрасывать большое количество кальция в цитоплазму или транспортировать его в полости каналов ретикулума (подробнее описана в курсе гистологии в разделе о поперечно мышечную ткань).
2. Синтез липидов, веществ типа холестерина и стероидных гормонов. Синтез стероидных гормонов происходит главным образом в эндокринных клетках гонад и надпочечников, а также в клетках печени, почек. В клетках кишечника синтезируются липиды, которые в виде хиломикронов выводятся в лимфу, а затем в кровь.
3. детоксикационной функции - обезвреживание экзогенных и эндогенных токсинов. Например, в печеночных клетках (гепатоцитах) являются ферменты оксидазы, которые разрушают фенобарбитал.
4. Ферменты органеллы участвуют в синтезе гликогена (в печеночных клетках).
5. Несколько видоизмененная гладкая эндоплазматическая сеть хорошо развита в париетальных клетках фундальных желез желудка. Там она участвует в механизме, который обеспечивает поддержание концентрации ионов хлора, необходимых для выработки соляной кислоты как составляющей желудочного сока.

Функции гранулярной эндоплазматической сети

Гранулярная эндоплазматическая сеть, кроме названных общих, выполняет еще специальные функции.
1. Синтез белков на ГРЭС имеет некоторые особенности (рис. 2.22). Начинается он на свободных полисомах, которые в дальнейшем связываются с мембранами ЕС. На первом этапе взаимодействия иРНК с рибосомами происходит образование особого сигнального пептида, который контактирует с сигнал-отличительной частью (СРЧ). Комплекс СРЧ-рибосома связывается с рецептором на мембране ЕС, который называется причальным белком. Кроме того, на мембране ГРЭС являются интегральные рецепторные белки рибофорины (связанные с временем), обеспечивающих прикрепления большой субъединицы, а тем самым и всей рРНК. После этого сигнал-отличительная часть отделяется от рибосомы и на рибосоме начинается синтез белка. Под действием сигнальной пептидазы отсоединяется сигнальный пептид и синтез белка продолжается, а белок через пору в мембране ЕС выделяется в ее просвет. После окончания синтеза субъединицы рибосом диссоциируют, освобождаются от иРНК и могут вновь включаться в процесс синтеза.
ГРЭС синтезирует все белки клеточных мембран (за исключением некоторых гидрофобных белков внутренних мембран митохондрий и хлоропластов), специфические белки, расположенные во внутренней фазе мембранных органелл, а также секреторные белки, которые транспортируются клеткой во внутреннюю ограниченную мембраной фазу цитоплазмы и поступают в внеклеточное пространство.
2. Посттрансляционная модификация белков: гидроксилирования, сульфатирования, фосфорилирования. Важным посттрансляционным процессом является гликозилирования - присоединение к белкам олигосахаридов с образованием гликопротеидов, которое обеспечивается связанным с мембраной ферментом гликозилтрансфераз. Гликозилирования происходит перед секрецией или транспортом веществ в некоторых участков в клетке (комплекса Гольджи, лизосом или плазмолеммы).
3. Транспорт веществ по внутришньомембранний фазе сети. Синтезированные белки просветами ЕС перемещаются к комплексу Гольджи, который участвует в выведении веществ из клетки.
Согласно сигнальной гипотезой существует ряд механизмов, взаимодействие которых обеспечивает поступление синтезированных секреторных, мембранных и лизосомных белков в просвет ГРЭС. В частности, в мембране гранулярной ЕС являются интегральные рецепторные белки рибофорины, обеспечивающих прикрепление больших субъединиц рибосом. Они формируют в мембране гидрофобные каналы, которые служат для проникновения синтезированного белкового цепочки в просвет гранулярной ЕС. На большей субъединицы рибосом является сигнал-опознавательный белок. Взаимодействие сигнал-отличительной части на рибосоме со своим рецептором на мембране ЕС обеспечивает попадание синтезированного белка через мембранный канал в просвет ГРЭС.
4. Гранулярная эндоплазматическая сеть участвует в образовании комплекса Гольджи.