콘텐츠
- 소포체의 구조
- ER의 두 종류
- 거친 소포체 (거친 ER)
- 거친 응급실에서의 단백질 합성
- 거친 응급실에서의 단백질 폴딩
- 부드러운 소포체 (Smooth ER)
- 근육 세포의 Sarcoplasmic Reticulum
- 펼쳐진 단백질 반응
- 응급실 모양
- 응급실 및 인간 질병
세포와 세포 생물학 전체에 수용된 소기관의 구조와 기능을 이해하는 가장 간단한 방법 중 하나는 실제 사물과 비교하는 것입니다.
예를 들어, Golgi 장치를 포장 공장 또는 우체국으로 설명하는 것이 합리적입니다. 그 이유는 셀화물을 수령, 수정, 분류 및 배송하는 것입니다.
골지체의 이웃 소기관 소포체셀의 제조 공장으로 가장 잘 이해됩니다. 이 소기관 공장은 모든 생명 공정에 필요한 생체 분자를 제작합니다. 여기에는 단백질과 지질이 포함됩니다.
아마도 진핵 세포에 막이 얼마나 중요한지 알고있을 것입니다. 소포체는 거친 소포체 과 부드러운 소포체, 동물 세포에서 막 부동산의 절반 이상을 차지합니다.
이 막의 생체 분자 구축 소기관이 세포에 얼마나 중요한지를 과장하기는 어려울 것입니다.
소포체의 구조
세포의 첫 번째 전자 현미경 사진을 찍는 동안 소포체를 관찰 한 최초의 과학자들은 소포체의 외관에 충격을 받았습니다.
Ernest Fullman과 Keith Porter 인 Albert Claude에게이 소기관은 접힌 공간과 빈 공간 때문에“레이스처럼”보였다. 현대의 관찰자들은 소포체의 모양을 접힌 리본이나 리본 캔디처럼 묘사 할 가능성이 높습니다.
이 독특한 구조는 소포체가 세포 내에서 중요한 역할을 수행 할 수 있도록 보장합니다. 소포체는 긴 것으로 가장 잘 이해됩니다 인지질 막 독특한 미로 같은 구조를 만들기 위해 다시 접었습니다.
소포체의 구조에 대해 생각하는 또 다른 방법은 단일 멤브레인으로 연결된 평평한 파우치와 튜브의 네트워크입니다.
이 접힌 인지질 막은 시 테나. 이 인지질 막의 평평한 디스크는 강력한 현미경으로 소포체의 단면을 볼 때 함께 쌓인 것처럼 보입니다.
이 파우치들 사이의 빈 공간은 멤브레인 자체만큼이나 중요합니다.
이 영역을 루멘. 루멘을 구성하는 내부 공간은 유체로 가득 차 있으며, 접힘으로 세포 기관의 전체 표면적이 증가하므로 실제로 세포의 총 부피의 약 10 %를 구성합니다.
ER의 두 종류
소포체에는 두 개의 주요 섹션이 있으며 그 모양은 다음과 같습니다. 거친 소포체 그리고 부드러운 소포체.
소기관의 이러한 영역의 구조는 세포 내에서 그들의 특별한 역할을 반영합니다. 현미경 렌즈에서 거친 소포체 막의 인지질 막은 점이나 융기로 덮여 있습니다.
이것들은 리보솜거친 소포체에 울퉁불퉁하거나 거친 우레를 부여합니다 (따라서 이름).
이 리보솜은 실제로 소포체에서 소기관을 분리합니다. 이들 중 다수 (최대 수백만 개)는 거친 소포체 표면에 위치하며 단백질 합성과 같은 역할을 수행하기 때문에 필수적입니다. RER은 나선 모양의 가장자리와 함께 꼬인 쌓인 시트로 존재합니다.
소포체의 다른 쪽 – 매끄러운 소포체 –는 상당히 다르게 보입니다.
소기관의이 부분은 여전히 접힌 미로 같은 물통과 액체로 채워진 내강을 포함하고 있지만, 인지질 막의이면의 표면은 매끄러운 소포체가 리보솜을 포함하지 않기 때문에 매끄 럽거나 매끈하게 보입니다.
소포체의이 부분은 단백질이 아닌 지질을 합성하므로 리보솜이 필요하지 않습니다.
거친 소포체 (거친 ER)
거친 소포체 또는 RER은 표면을 덮고있는 리보솜 덕분에 특징적인 거칠거나 스터드 모양에서 이름을 얻었습니다.
소포체 전체가 단백질 및 지질과 같은 생명체에 필요한 생체 분자를위한 제조 공장처럼 작용한다는 것을 기억하십시오. RER은 단백질 만 생산하는 공장의 섹션입니다.
RER에서 생산 된 단백질 중 일부는 소포체에 영원히 남게됩니다.
이런 이유로 과학자들은이 단백질들을 상주 단백질. 다른 단백질은 세포의 다른 영역으로 변형, 분류 및 운반 될 것이다. 그러나, RER에 내장 된 다수의 단백질은 세포로부터의 분비를 위해 표지된다.
이는 변형 및 분류 후, 이들 분비 단백질이 세포 외부 작업을 위해 세포막을 통해 소포 수송 체를 통해 이동 함을 의미한다.
셀 내 RER의 위치 또한 그 기능에 중요합니다.
RER은 바로 옆에 있습니다 핵 세포의. 실제로, 소포체의 인지질 막은 실제로 핵을 둘러싸고있는 막 장벽과 연결되어 있습니다. 핵 봉투 또는 핵막.
이러한 엄격한 배열은 RER이 핵으로부터 단백질을 직접 생성하는 데 필요한 유전 정보를 수신하도록 보장합니다.
또한 단백질 생성 또는 단백질 폴딩이 잘못 될 때 RER이 핵을 신호하는 것을 가능하게합니다. 근접한 근접성 덕분에 거친 소포체는 단순히 핵을 발사하여 생산 속도를 늦추고 RER은 백 로그를 따라 잡을 수 있습니다.
거친 응급실에서의 단백질 합성
단백질 합성은 일반적으로 다음과 같이 작동합니다. 모든 세포의 핵에는 완전한 DNA 세트가 들어 있습니다.
이 DNA는 세포가 단백질과 같은 분자를 만드는 데 사용할 수있는 파란색과 같습니다. 세포는 단일 단백질을 만들기 위해 필요한 유전 정보를 핵에서 RER 표면의 리보솜으로 옮깁니다. 과학자들은이 과정을 전사 세포는 메신저를 사용하여 원래 DNA에서이 정보를 전사하거나 복사하기 때문입니다.
RER에 부착 된 리보솜은 전사 된 코드를 보유한 메신저를 수용하고이 정보를 사용하여 특정 아미노산 사슬을 만든다.
이 단계는 번역 리보솜은 메신저에서 데이터 코드를 읽고 그것을 사용하여 그들이 만든 사슬의 아미노산 순서를 결정하기 때문입니다.
이 아미노산 줄은 단백질의 기본 단위입니다. 결국, 이러한 사슬은 기능성 단백질로 접 히고 심지어는 일을하는 데 도움이되는 라벨이나 변형을받을 수도 있습니다.
거친 응급실에서의 단백질 폴딩
단백질 접힘은 일반적으로 RER 내부에서 발생합니다.
이 단계는 단백질에 독특한 입체 모양을 부여합니다. 형태. 단백질 접힘은 많은 단백질이 독특한 모양을 사용하여 다른 분자와 상호 작용하여 자물쇠에 열쇠 모양처럼 연결되기 때문에 중요합니다.
잘못 접힌 단백질은 제대로 기능하지 않을 수 있으며,이 오작동으로 인해 인간 질병이 발생할 수도 있습니다.
예를 들어, 연구자들은 이제 단백질 폴딩 문제가 제 2 형 당뇨병, 낭성 섬유증, 겸상 적혈구 질환 및 알츠하이머 병 및 파킨슨 병과 같은 신경 변성 문제와 같은 건강 장애를 일으킬 수 있다고 생각합니다.
효소 세포가 에너지에 접근하는 방식 인 신진 대사와 관련된 과정을 포함하여 세포에서 화학 반응을 가능하게하는 단백질 클래스입니다.
리소좀 효소는 세포를 수리하고 폐기물의 에너지를 이용하기 위해 세포가 오래된 세포 소기관 및 잘못 접힌 단백질과 같은 원하지 않는 세포 내용물을 분해하도록 도와줍니다.
막 단백질 및 신호 전달 단백질은 세포가 서로 통신하고 함께 작용하는 것을 돕는다. 일부 조직에는 적은 수의 단백질이 필요한 반면 다른 조직에는 많은 단백질이 필요합니다. 이러한 조직은 일반적으로 단백질 합성 요구가 낮은 다른 조직보다 RER에 더 많은 공간을 제공합니다.
••• Sciencing부드러운 소포체 (Smooth ER)
매끄러운 소포체 또는 SER은 리보솜이 결여되어있어 막이 현미경 아래에서 매끄 럽거나 매끈한 세관처럼 보입니다.
이는 소포체의이 부분이 단백질이 아닌 지질 또는 지방을 형성하므로 리보솜이 필요하지 않기 때문에 의미가 있습니다. 이들 지질은 지방산, 인지질 및 콜레스테롤 분자를 포함 할 수있다.
인지질과 콜레스테롤은 세포에서 원형질막을 만드는 데 필요합니다.
SER은 적절한 기능을하는 데 필요한 지질 호르몬을 생성합니다 내분비 계.
여기에는 에스트로겐 및 테스토스테론과 같은 콜레스테롤로 만든 스테로이드 호르몬이 포함됩니다. SER이 호르몬 생산에서 중요한 역할을하기 때문에 고환과 난소에서와 같이 많은 스테로이드 호르몬을 필요로하는 세포는 SER에 더 많은 세포 면적을 할당하는 경향이 있습니다.
SER은 또한 대사 및 해독에 관여한다. 이러한 과정은 모두 간 세포에서 발생하므로 간 조직은 일반적으로 SER이 더 풍부합니다.
호르몬 신호가 에너지 저장량이 낮다는 것을 나타내면 신장과 간 세포는 에너지 생산 경로를 시작합니다. 글루코 네오 제네시스.
이 과정은 세포의 비 탄수화물 소스에서 중요한 에너지 소스 포도당을 만듭니다. 간 세포의 SER은 또한 간 세포가 독소를 제거하는 데 도움이됩니다. 이를 위해 SER은 신체가 소변을 통해 독소를 배출 할 수 있도록 위험한 화합물의 일부를 소화시켜 수용성으로 만듭니다.
근육 세포의 Sarcoplasmic Reticulum
소포체의 고도로 전문화 된 형태의 소포체는 근세포. 이 양식은 근 소포체, 일반적으로 심장 (심장) 및 골격근 세포에서 발견됩니다.
이들 세포에서, 소기관은 근육 섬유를 이완시키고 수축시키기 위해 세포가 사용하는 칼슘 이온의 균형을 관리한다. 저장된 칼슘 이온은 근육 세포로 흡수되고 근육 수축 동안 세포가 이완되고 근육 세포 밖으로 방출됩니다. sarcoplasmic reticulum의 문제는 심부전을 포함한 심각한 의학적 문제를 일으킬 수 있습니다.
펼쳐진 단백질 반응
소포체는 단백질 합성 및 접힘의 일부라는 것을 이미 알고 있습니다.
적절한 단백질 폴딩은 작업을 올바르게 수행 할 수있는 단백질을 만드는 데 중요하며, 앞에서 언급 한 것처럼 잘못 폴딩하면 단백질이 제대로 작동하지 않거나 전혀 작동하지 않아 제 2 형 당뇨병과 같은 심각한 의학적 상태가 발생할 수 있습니다.
이러한 이유로, 소포체는 정확하게 접힌 단백질 만이 소포체에서 골지 장치로 포장 및 운송을 위해 수송되도록해야한다.
소포체는 다음과 같은 메커니즘을 통해 단백질 품질 관리를 보장합니다. 펼쳐진 단백질 반응또는 UPR.
이것은 기본적으로 RER이 세포핵과 통신 할 수있게하는 매우 빠른 세포 신호입니다. 접히지 않거나 잘못 접힌 단백질이 소포체의 내강에 쌓이기 시작하면 RER이 접히지 않은 단백질 반응을 유발합니다. 이것은 세 가지 일을한다 :
응급실 모양
응급실의 모양은 기능과 관련이 있으며 필요에 따라 변경 될 수 있습니다.
예를 들어, RER 시트의 층을 증가 시키면 일부 세포가 더 많은 수의 단백질을 분비하는 데 도움이됩니다. 반대로, 많은 단백질을 분비하지 않는 뉴런 및 근육 세포와 같은 세포는 더 많은 SER 세관을 가질 수 있습니다.
그만큼 주변기기 ER핵 외피와 연결되지 않은 부분 인,는 필요에 따라 이동할 수도 있습니다.
이에 대한 이유와 메커니즘은 연구의 주제입니다. 그것은 세포 골격의 미세 소관을 따라 SER 세관을 미끄러 뜨리는 것을 포함 할 수 있으며, ER을 다른 소기관 뒤로 끌고 심지어 작은 모터처럼 세포 주위를 이동하는 ER 세관 고리를 끌 수도 있습니다.
ER의 형태는 다음과 같은 일부 세포 공정 중에도 변합니다. 유사 분열.
과학자들은 여전히 이러한 변화가 어떻게 일어나는지 연구하고 있습니다. 단백질의 보체는 시트 및 세관을 안정화시키고 특정 세포에서 RER 및 SER의 상대적인 양을 결정하는 것을 포함하여 ER 소기관의 전체 형태를 유지한다.
이것은 응급실과 질병의 관계에 관심이있는 연구자들에게 중요한 연구 영역입니다.
응급실 및 인간 질병
빈번한 UPR 활성화로 인한 스트레스를 포함하여 단백질 미스 폴딩 및 ER 스트레스는 인간 질병 발병에 기여할 수 있습니다. 여기에는 낭성 섬유증, 2 형 당뇨병, 알츠하이머 병 및 경련성 마비가 포함될 수 있습니다.
바이러스 또한 응급실을 납치하고 단백질 구축 기계를 사용하여 바이러스 성 단백질을 제거 할 수 있습니다.
이것은 응급실의 모양을 변경하고 세포에 대한 정상적인 기능을 수행하지 못하게 할 수 있습니다. 뎅기열 및 SARS와 같은 일부 바이러스는 ER 막 내부에 이중 막 보호막을 만듭니다.