Sistemul endomembranos
Sistemul endomembranos este un set de membrane prezente în citoplasma celulelor eucariote . Include membrana celulară și o serie întreagă de organite, inclusiv anvelopa nucleară , reticulul endoplasmatic , aparatul Golgi , lizozomii , veziculele și vacuolele . Toate aceste structuri interacționează între ele și îndeplinesc în principal funcția de a produce lipide , enzime și proteine destinate să fie secretate sau să formeze membrana celulară. [1] Nici mitocondriile, nici plastidele nu fac parte din sistemul endomembranos.
Descriere
Organele sistemului endomembranos sunt conectate între ele prin contact direct sau prin transferul segmentelor de membrană sub formă de vezicule. În ciuda acestor relații, diferitele membrane posedă o structură și o funcție diferite. Grosimea, compoziția moleculară și comportamentul metabolic al unei membrane nu sunt fixe, dar pot fi modificate de mai multe ori pe durata de viață a membranei. O caracteristică pe care membranele o au în comun este prezența unui strat strat lipidic , cu proteine legate de fiecare parte a acestora sau care le traversează.
Pe baza unui model teoretic, sistemul endomembranos ar fi provenit din veziculele membranei exterioare a bacteriilor , din care se formează mitocondriile conform teoriei endosimbiotice , care în cadrul citosolului primelor celule eucariote s-au fuzionat împreună sau cu membrana celulară a gazdei. [2]
Componente
Membrana celulara
Membrana celulară este stratul cel mai exterior care delimitează celulele ; la plante și bacterii este acoperit de două tipuri diferite de pereți ( peretele celular și respectiv peretele bacterian ). Se compune dintr-un strat strat fosfolipidic care îi conferă proprietăți amfipatice și conține în interiorul acestuia și pe fiecare parte diferite proteine care îndeplinesc o funcție specifică.
Membrana celulară îndeplinește în principal funcția de reglare a fluxului de ioni și substanțe în și din celulă. Acest lucru se poate face prin transport pasiv , ca în cazul difuziei și osmozei , sau printr- un transport activ care necesită o muncă care trebuie făcută folosind ATP . Mai mult, pe membrana celulară există diferite enzime care catalizează reacții chimice, receptori utilizați în transducția semnalului , glicoproteine implicate în recunoașterea celulă-celulă, alte proteine implicate în joncțiunile ocluzive și comunicante și, în cele din urmă, membrana permite și comunicarea între citoschelet și matrice extracelulară .
Plic nuclear
Învelișul nuclear este o membrană dublă care cuprinde nucleul în care este conținut materialul genetic organizat sub formă de cromatină . Cele două membrane sunt formate dintr-un strat strat lipidic și sunt traversate de pori care reglează fluxul și ieșirea de proteine, ARN și complexe mari de macromolecule . Partea învelișului orientată spre nucleu (internă) este acoperită de lamina nucleară , o rețea de proteine filamentoase care asigură suportul mecanic necesar pentru menținerea formei nucleului în sine.
Reticul endoplasmatic
Reticulul endoplasmatic este o rețea extinsă de membrane formată dintr-o serie de tubuli și saci numiți cisterne . Compartimentul intern al reticulului endoplasmatic ( lumen ) este separat de citosol printr-o membrană care este continuă cu învelișul nuclear.
În funcție de structura și funcția diferită, se disting reticulul endoplasmatic neted și reticulul endoplasmatic aspru. Reticulul endoplasmatic neted intervine în diferite procese metabolice care includ sinteza lipidelor , metabolismul glucidelor , detoxifierea moleculelor exogene și stocarea ionilor de calciu . Reticulul endoplasmatic dur, așa-numit datorită prezenței ribozomilor pe suprafața sa exterioară, este implicat în principal în sinteza proteinelor . Proteinele secretoare părăsesc reticulul endoplasmatic transportat de vezicule provenind dintr-o anumită zonă numită reticul endoplasmatic de tranziție . Reticulul endoplasmatic dur este, de asemenea, important pentru producerea membranelor întregii celule.
aparate Golgi
Golgi aparate și stochează Modifică molecule produse în altă parte, cum ar fi glicoproteinele din reticulului endoplasmatic care sunt supuse modificarea porțiunii de glucoză, precum și fiind ea însăși capabilă de a sintetiza unele macromolecule cum ar fi pectine și alte non - celulozice polizaharide ale celulelor vegetale. Este format dintr-un set de saci membranosi aplatizați care variază în grosime și compoziție în funcție de direcționalitate: fața cis a aparatului Golgi este de obicei dispusă în apropierea reticulului endoplasmatic, primind de la acesta din urmă veziculele care conțin materialul produs acolo care fuzionează cu membrana aparatului Golgi permit transferul compușilor între cele două structuri; fața trans , situată pe partea opusă, generează la rândul său veziculele care conțin substanțele care părăsesc aparatul Golgi îndreptate spre alte locuri.
Lizozomi
Lizozomii sunt organite care conțin enzime hidrolitice utilizate de celule pentru descompunerea macromoleculelor. Pentru ca aceste enzime să-și desfășoare activitatea într-un mod optim, există un pH acid în interiorul lizozomilor. Lizozomii intervin în fagocitoză prin „digerarea” materialului încorporat în celulă din exterior, în timp ce prin autofagie permit reciclarea materiei organice conținute în organele deteriorate sau în cantități mici de citosol, permițând astfel celulei să se reînnoiască.
Vezicule
Veziculele sunt membrane mici care conțin în interiorul lor moleculele care trebuie transferate între diferitele compartimente celulare. Acestea sunt generate în principal în reticulul endoplasmatic și apoi trec în fața cis a aparatului Golgi și, în cele din urmă, îl lasă pe acesta din urmă către diferite locuri. Conținutul lor este eliberat în urma fuziunii membranelor; în cazul proteinelor secretate, vezicula se fuzionează cu membrana celulară eliberând substanțele din exterior.
Vacuole
Vacuolele sunt membrane asemănătoare veziculelor, dar mai mari, pe lângă faptul că îndeplinesc diverse funcții. În general, acestea sunt exploatate de celulă pentru a stoca diferite substanțe: vacuolele alimentare conțin substanțele nutritive obținute cu fagocitoză , în același mod în care lichidele preluate prin pinocitoză pătrund în celulă în vacuole, în plante vacuolele mai mici pot fi utilizate ca rezerve metabolice de organice compuși sau pot conține substanțe otrăvitoare sau neplăcute folosite pentru a se apăra împotriva erbivorelor, la plante și ciuperci enzimele hidrolitice prezente în interiorul anumitor vacuoli efectuează o acțiune similară cu cea a lizozomilor din celulele animale. Vacuolele contractile sunt caracteristice organismelor eucariote unicelulare care trăiesc în apă dulce, cum ar fi parameciul , și le permit să expulzeze excesul de apă care a pătruns în celulă prin osmoză . Așa-numitul vacuol central este foarte important în plante, un vacuol mare care ocupă o mare parte a celulei vegetale și care conține o soluție apoasă de ioni anorganici numită limfă celulară, precum și asigurarea presiunii turgorului care garantează sănătatea celula în sine.
Interconectarea sistemului endomembranos
Sistemul endomembranos este un set de membrane interconectate și comunicante situate în interiorul unei celule eucariote. [3] Învelișul nuclear este conectat la reticulul endoplasmatic dur, care la rândul său este continuu cu reticulul endoplasmatic neted. Complexele ARNm și proteină-ARNm sunt emise din porii care se extind pe suprafața învelișului nuclear, care constituie subunitățile ribozomilor care vor fi asamblate „libere” în citosol sau legate de reticulul endoplasmic formând reticulul endoplasmatic dur. Acesta din urmă sintetizează proteinele destinate a fi inserate în membrane, în timp ce reticulul endoplasmatic neted produce componenta lipidică. Din reticulul endoplasmatic se desprind apoi vezicule, transportând produsele spre fața cis a aparatului Golgi care, pe lângă efectuarea unor modificări în structura chimică a materialelor, formează lizozomi și o serie întreagă de vezicule și vacuole. În cele din urmă, veziculele care conțin lipide și proteine se fuzionează cu membrana celulară eliberând conținutul lor respectiv; proteinele secretoare sunt în schimb expulzate din celulă.
Notă
- ^ Cecie Starr, Christine Evers și Lisa Starr, Biology: Concepts and Applications , ediția a VIII-a, Cengage Learning, 2010, p. 62, ISBN 1439046735 .
- ^ Sven B. Gould, Sriram G. Garg și William F. Martin, Secreția bacteriană a veziculelor și originea evolutivă a sistemului enudembranar eucariot , în Trends in Microbiology , vol. 24, n. 7, 2016, pp. 525-534, DOI : https://doi.org/10.1016/j.tim.2016.03.005 , PMID 27040918 .
- ^ Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman, Peter V. Minorsky și Jane B. Reece, Campbell Biology , ediția a XI-a, Pearson Education, 2017, p. 108, ISBN 0-134-09341-0 .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre sistemul Endomembranous
