Ενδοπλασματικό δίκτυο

Το ενδοπλασματικό δίκτυο (Endoplasmic Reticulum συντομογραφικά ER), είναι ένα σύνολο αγωγών και κύστεων μέρος του ενδομεμβρανικού συστήματος μέσα στο κυττατόπλασμα[1].

Δομή

Η βασική δομή και σύνθεση του ενδοπλασματικού δικτύου είναι παρόμοια με αυτή της πλασματικής μεμβράνης[εκκρεμεί παραπομπή]. Το ενδοπλασματικό δίκτυο συνδέει με τους αγωγούς του τα διάφορα οργανίδια, τον πυρήνα και την πλασματική μεμβράνη[1]. Τουλάχιστον οι μισές μεμβράνες του κυττάρου ανήκουν στο ενδοπλασματικό δίκτυο[1]. Οι μεμβράνες του ενδοπλασματικού δικτύου φέρουν[1] μεταβολικά ένζυμα].

Στο ενδοπλασματικό δίκτυο διακρίνουμε δύο είδη, ανάλογα με την οπτική του εμφάνιση στο μικροσκόπιο[1]: Το λείο ενδοπλασματικό δίκτυο και το αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο[1].
Αυτά αποτελούν ένα "μικρό λαβύρινθο". Το λείο ενδοπλασματικό δίκτυο μοιάζει με σύστημα σωλήνων που ξεκινά από το αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο, το οποίο είναι πιο πλατύ και φέρει ριβοσωμάτα στα τοιχώματά του[1].

Στο ενδοπλασματικό δίκτυο πραγματοποιείται κυρίως η αναδίπλωση, η μετάφραση και η τροποποίηση των πρωτεϊνών[1],.

Λείο ενδοπλασματικό δίκτυο

Στο λείο ενδοπλασματικό δίκτυο πραγματοποιείται κυρίως η σύνθεση διάφορων λιπιδίων[1] (κυρίως φωσφολιπιδίων), λιπαρών οξέων και στεροϊδών (Ορμόνες). Επίσης συμμετέχει στον μεταβολισμό των υδατανθράκων, στην αποτοξίνωση[1] του κυττάρου, όπως και στην αποθήκευση και ρύθμιση της συγκέντρωσης του ασβεστίου. Στα ηπατικά κύτταρα υπάρχει σε άφθονη ποσότητα.
(1) Πυρινική μεμβράνη, (2) Πυρινικός πόρος, (3) Αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο,(4) Λείο ενδοπλασματικό δίκτυο, (5) Ριβόσωμα του αδρού ενδοπλασματικού δικτύου, (6) Μεταφερόμενες πρωτεΐνες, (7) Κυστίδια, (8) Σύμπλεγμα Golgi, (9) Πλευρά cis Golgi, (10) Πλευρά trans Golgi, (11) Ενδιάμεση περιοχή.

Oρμονική σύνθεση

Στη σύνθεση περιλαμβάνονται οι φυλετικές ορμόνες των σπονδυλωτών, όπως και των στεροειδών ορμονών που εντοπίζουμε στα επινεφρίδια του ανθρώπου. Τα κύτταρα των ωοθήκων και των ορχέων διαθέτουν επίσης μεγάλη ποσότητα σε λείο ενδοπλασματικό δίκτυο.

Αποθήκευση υδατανθράκων

Στα ηπατικά κύτταρα αποθηκεύονται οι υδατάνθρακες με τη μορφή γλυκογόνου. Με την υδρόλυση των γλυκογόνων στο ήπαρ από τα κύτταρα, απελευθερώνεται η γλυκόζη. Αυτή η διαδικασία είναι σημαντική για τον έλεγχο του σακχάρου του αίματος. Αυτό γίνεται ως εξής: Το ένζυμο γλυκόζη-6-φωσφατάση το οποίο βρίσκεται στη μεμβράνη του λείου ενδοπλασματικού δικτύου, διασπά με γλυκόλυση την γλυκόζη από την φωσφορική ομάδα. Έτσι μπορεί η γλυκόζη να φύγει από το κύτταρο και να αυξηθεί το επίπεδο του σακχάρου στο αίμα.

Αποθήκευση ασβεστίου

Η συγκέντρωση του Ca2+ είναι στο λείο ενδοπλασματικό δίκτυο περίπου 10−3 M. Αντίθετα τα ελεύθερα ιόντα του ασβεστίου στο κυτταρόπλασμα σε ηρεμία, είναι μόνο 100–150 nM (δηλαδή περίπου 10−7 M). Τα ιόντα αυτά διαφεύγουν από το ενδοπλασματικό δίκτυο με δύο τρόπους: Με την IP3, και με τους υποδοχείς της ρυανοδίνης. Έτσι για να μεταφερθούν ιόντα ασβεστίου από το κυτταρόπλασμα προς το λείο ενδοπλασματικό δίκτυο, θα πρέπει να μεσολαβήσει ενέργεια (ATP). Εάν θα ανέβει η συγκέντρωση του Ca2+, θα έχουμε τις εξής αντιδράσεις:

* Ένζυμα θα ενεργοποιηθούν ή θα απενεργοποιηθούν
* Ρυθμίζεται η έκφραση των γονιδίων
* Σύμβαση των μυϊκών ινών στο μυϊκό σύστημα (απελευθέρωση Ca2+ από το σαρκοπλασματικό δίκτυο)
* Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος απελευθερώνουν αντισώματα, κλπ.

Aδρό ενδοπλασματικό δίκτυο

Το αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο έχει δύο βασικές λειτουργίες: Την σύνθεση των πρωτεϊνών[1] και την παραγωγή της μεμβράνης.

Σύνθεση πρωτεϊνών

Αρχικά απομακρύνονται οι (πρωτογενείς) πρωτεΐνες από τα ριβοσώματα. Στη συνέχεια μεταφέρονται οι πολυπεπτιδικές αλυσίδες και συνδέονται στο αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο όπου θα κοπούν οι πρωτεΐνες και θα αναδιπλωθούν με τη βοήθεια της πρωτεΐνης χαπερονίνη (Hsp60). Με αυτήν την διαδικασία, αποκτά η πρωτεΐνη την τρισδιάστατη δομή της. Έπειτα μεταφέρεται η πρωτεΐνη με τη βοήθεια κυστιδίων στο σύμπλεγμα Golgi. Σε περίπτωση που γίνει λάθος κατά την αναδίπλωση, στέλνεται η πρωτεΐνη ξανά πίσω στο κυτταρόπλασμα και συγκεκριμένα στο πρωτεάσωμα. Αυτός ο μηχανισμός χρησιμοποιείται για την αποσύνθεση της ισχυρής τοξίνης του βακτηρίου της χολέρας. Η τοξίνη φτάνει στο κυτταρόπλασμα, όμως διαφεύγει από το πρωτεάσωμα με αποτέλεσμα να μολύνει και να εξαπλώνεται.

Σαρκοπλασματικό δίκτυο

Το σαρκοπλασματικό δίκτυο είναι ένα πολυπλοκότατο σύστημα υπομικροσκοπικών σωληναρίων, τα οποία εκτείνονται ανάμεσα στα μυϊκά ινίδια σε τρόπο που το κάθε ινίδιο να περιβάλλεται από ένα δίκτυο από αυτά τα σωληνάρια. Επιπρόσθετα, μέσα στη μυϊκή ίνα υπάρχει και το σύστημα των εγκάρσιων σωληναρίων, τα οποία περιβάλλουν το κάθε σαρκομέριο σε δυο του σημεία, κατά τα όρια μεταξύ των λεπτών και των παχέων μικκυλίων. Τα σωληνάρια αυτά, κατά διαστήματα επικοινωνούν με το εξωτερικό περιβάλλον της μυϊκής ίνας, με πόρους που εκβάλλουν πάνω στην κυτταρική μεμβράνη. Έχει επίσης σχέση με τη διακίνηση των ATP και ADP μεταξύ των μιτοχονδρίων και των μυϊκών ινιδίων, ενώ με το σύστημα των εγκάρσιων σωληναρίων μεταβιβάζεται η διέγερση από την εξωτερική κυτταρική μεμβράνη προς τις κατάλληλες θέσεις των μυϊκών ινιδίων για την πρόκληση της συστολής.

Μεταφορά ουσιών προς το Golgi

Η μεταφορά διάφορων ουσιών αρχίζει από ορισμένα σημεία του ενδοπλασματικού δικτύου, τα λεγόμενα στοιχεία μετάπτωσης[εκκρεμεί παραπομπή]. Από εκεί εκβλαστάνουν κυστίδια στα οποία είναι πακεταρισμένες οι ουσίες που πρόκειται να μεταφερθούν στο Σωμάτιο Golgi. Τα κυστίδια αυτά έχουν κάλυμμα τύπου COPII. Στη συνέχεια συντήκονται τα κυστίδια αυτά μεταξύ τους δημιουργώντας το σύμπλεγμα ERGIC (ER-Golgi Intermediate Compartment, όπου ER είναι το ενδοπλασματικό δίκτυο) που αποτελεί ενδιάμεσο διαμέρισμα μεταξύ του ΚΕΔ-Golgi. Απο το σύμπλεγμα δημιουργούνται άλλα κυστίδια με κάλυμμα τύπου COPI που τελικά θα έχουν την τύχη να αδειάσουν το φορτίο τους στις δεξαμενές εισόδου του Golgi (Cis-Golgi Network). Επίσης, σε περίπτωση που βρεθεί μια πρωτεΐνη στο Golgi κατά λάθος, πακετάρονται σε καλύμματα τύπου COPI και επαναφέρονται στο ενδοπλασματικό δίκτυο. Εναλλακτικά, τα κυστίδια τύπου COPII μπορούν να συντηχθούν κατευθείαν με το σύστημα Golgi.

Παραπομπές

1. ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 Καψάλης, Αθανάσιος; Ιωάννης Ευάγγελος Μπουρμπουχάκης, Βασιλική Περάκη, Στέργιος Σαλαμαστράκης (17-7-2007). "2.3 ΜΙΑ ΠΕΡΙΗΓΗΣΗ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ". Παιδαγωγικό Ινστιτούτο. Βιολογία Γενικής Παιδείας Β΄Γενικού Λυκείου (2007 έκδοση). Αθήνα: Οργανισμός Εκδόσεως Διδακτικών Βιβλίων. σελ. 61. ISBN 960-06-0657-9.