소포체의 특성, 분류, 구조 및 기능

그 소포체 이것은 모든 진핵 세포에 존재하는 막 세포 소기관입니다. 이 복잡한 시스템은 일반적인 동물 세포에서 막의 절반 이상을 차지합니다. 막은 핵막과 만날 때까지 계속되는 연속적인 요소를 형성합니다.

이 구조는 미로의 형태로 세포질 전체에 분포되어있다. 그것은 가방과 같은 구조로 서로 연결된 세관 네트워크의 일종입니다. 단백질과 지질의 생합성은 소포체 내부에서 일어난다. 세포 외부로 가져와야하는 거의 모든 단백질은 먼저 레티클을 통과합니다..

망상 막은 세포질 공간으로부터이 세포 소기관의 내부를 분리하고 이들 세포 구획 사이의 분자 수송을 중재 할뿐만 아니라, 또한 지질의 합성에 관여하며 세포의 원형질막과 다른 세포 기관의 세포막의 일부가 될 것입니다..

세망은 막에있는 리보솜의 유무에 따라 부드럽고 거친 것으로 나뉘어집니다. 거친 endoplasmic reticulum은 membrane에 부착 된 ribosomes를 가지고있다 (ribosomes의 존재는 그것에게 "거친"모양을 준다). 그리고 tubules의 모양은 약간 곧다..

반면에, 부드러운 소포체는 리보솜이 없으며 구조의 모양이 훨씬 더 불규칙합니다. 거친 endoplasmic reticulum의 기능은 주로 단백질의 가공에 관한 것이다. 대조적으로, 매끄러운 것은 지질의 신진 대사를 담당합니다.

색인

1 일반적인 특성
2 분류
- 2.1 견고한 소포체
- 2.2 부드러운 소포체
3 구조
- 3.1 자루 및 세관
4 함수
- 4.1 단백질 밀매
- 4.2 단백질 분비
- 4.3 막 단백질
- 4.4 단백질 접힘과 가공
- 4.5 디설파이드 브릿지 형성
- 4.6 글리코 실화
- 4.7 지질의 합성
- 4.8 칼슘 저장
5 참고

일반적인 특성

소포체는 모든 진핵 세포에 존재하는 멤브레인 네트워크이다. 그것은 핵막과 연속체를 형성하고 세포 전체에 분포되어있는 즙이 나 수조와 관상 구조물로 구성되어있다..

망상 내강은 산화 환경 외에도 칼슘 이온 농도가 높다는 특징이 있습니다. 두 속성을 모두 사용하여 함수를 수행 할 수 있습니다..

소포체는 세포에 존재하는 가장 큰 소기관으로 간주됩니다. 이 구획의 세포 부피는 세포 내부의 약 10 %를 차지합니다.

구조

소포체의 물리적 구조는 상호 연결된 흉부와 세관으로 이루어진 연속 막 시스템이다. 이 멤브레인은 코어로 확장되어 단일 루멘을 형성합니다.

레티클은 여러 도메인으로 구성됩니다. 분포는 다른 세포 소기관, 다른 단백질 및 세포 뼈대의 구성 요소와 관련되어 있습니다. 이러한 상호 작용은 동적입니다..

구조적으로, 소포체는 세뇨관과 낭에 의해 구성된 핵 엔벨로프 및 말초 소포체로 구성된다. 각 구조는 특정 기능과 관련이 있습니다..

핵막은 모든 생물학적 막처럼 지질 이중층으로 구성되어 있습니다. 이것으로 구분 된 내부는 주변 네트워크와 공유됩니다..

자루 및 세관

소포체를 구성하는 주머니는 평평하며 보통 누적됩니다. 그들은 멤브레인의 가장자리에 곡선 영역을 포함합니다. 관형 네트워크는 정적 엔티티가 아닙니다. 자랄 수있다..

낭과 세관 시스템은 모든 진핵 세포에 존재합니다. 그러나 세포 유형에 따라 형태와 구조가 다릅니다.

단백질 합성에서 중요한 기능을하는 세포의 세망은 주로 주머니로 구성되는 반면, 지질 합성 및 칼슘 신호 전달과 가장 관련이있는 세포는 더 많은 수의 세뇨관으로 구성됩니다.

주머니 수가 많은 세포의 예로는 췌장과 B 세포의 분비 세포가 있는데 반대로 근육 세포와 간세포는 두드러진 세뇨관.

기능들

소포체는 단백질의 합성, 트래 피킹 및 폴딩, 및 디설파이드 브리징, 글리코 실화 및 당지질의 첨가와 같은 변형을 포함하는 일련의 과정에 관여한다. 또한, 그것은 막 지질의 생합성에 관여한다.

최근의 연구들은 그 메커니즘이 완전히 밝혀지지는 않았지만 세균과 세포 스트레스 반응을 연결 시켰고 심지어 세포 사멸 과정을 유도 할 수도있다. 이 모든 프로세스에 대해서는 아래에서 자세히 설명합니다.

단백질 밀매

소포체는 단백질 인신 매매와 밀접하게 관련되어있다. 특히 외부, 골지 기관, 리소좀, 원형질막으로 전달되어야하는 단백질, 논리적으로는 동일한 소포체에 속하는 단백질.

단백질 분비

소포체는 세포에서 수행되어야하는 단백질의 합성에 관여하는 세포 행동이다. 이 기능은 소화 효소를 분비하는 기능을하는 췌장 세포를 연구하는 60 대 연구자 그룹에 의해 명확 해졌습니다.

George Palade가 이끄는이 그룹은 방사성 아미노산을 사용하여 단백질 표지를 관리했습니다. 이 방법으로 autoradiography 라 불리는 기술로 단백질을 추적하고 위치시킬 수있었습니다..

방사능으로 표지 된 단백질은 소포체로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 이 결과는 세망이 최종 분비물 인 분비 단백질의 합성에 관여 함을 나타낸다.

이어서, 단백질은 골지체로 옮겨져서 분비되는 소포에 "포장"됩니다.

퓨전

소포의 막이 세포의 원형질 막과 융합 할 수 있기 때문에 분비의 과정이 일어난다 (둘 다 지질이다). 이러한 방식으로, 콘텐츠는 셀룰러 외부로 해제 될 수있다.

즉, 분비 된 단백질 (및 또한 리소좀과 원형질막으로 향하는 단백질)은 거친 소포체, 골지기, 분비물 소포 및 마지막으로 세포 외부를 관통하는 특정 경로를 따라야한다.

막 단백질

일부 생체막 (원형질막, 골지체의 막, 리소좀 또는 망상)에 통합 될 예정인 단백질은 망막 막에 먼저 삽입되며 순간적으로 내강으로 방출되지 않습니다. 그들은 분비 단백질을위한 동일한 경로를 따라야 만한다..

이러한 단백질은 소수성 부분에 의해 막 내부에 위치 할 수 있습니다. 이 지역에는 일련의 20-25 개의 하이드로 바이 신 아미노산이 있으며, 이는 인지질의 탄소 사슬과 상호 작용할 수 있습니다. 그러나, 이들 단백질이 삽입되는 방식은 가변적이다.

많은 단백질은 막을 한 번만 교차하는 반면 다른 단백질은 반복적으로 교차합니다. 마찬가지로, 어떤 경우에는 카복실 말단 또는 아미노 말단 일 수있다.

상기 단백질의 배향은 펩티드가 성장하면서 소포체로 옮겨지는 동안 확립된다. 망막 루멘을 가리키는 모든 단백질 도메인은 최종 위치에서 세포 외부에서 발견 될 것입니다.

폴딩 및 단백질 가공

단백질 분자는 모든 기능을 수행하는 데 필요한 3 차원 구조를 가지고 있습니다..

DNA (디옥시리보 핵산)는 전사라고 불리는 과정에 의해 그 정보를 RNA 분자 (리보 핵산)에 전달합니다. 다음으로 RNA는 번역 과정을 거쳐 단백질로 전달됩니다. 번역 프로세스가 진행 중일 때 펩타이드가 레티클로 전송됩니다..

이러한 아미노산 사슬은 샤페론이라고 불리는 단백질의 도움을 받아 세망 내에서 3 차원 적으로 배열됩니다. Hsp70 계열의 단백질 (열충격 단백질 또는 열충격 단백질 영어 약어; 70이라는 숫자는 BiP라고 불리는 그것의 원자 질량, 70 KDa를 의미한다).

BiP 단백질은 폴리 펩타이드 사슬에 결합하여 폴딩을 매개 할 수 있습니다. 마찬가지로, 단백질의 4 차 구조를 구성하는 다양한 하위 단위의 집합에 참여한다.

올바르게 접히지 않은 단백질은 세망에 의해 유지되고 BiP에 부착 된 상태로 유지되거나 성능이 저하됩니다.

세포가 스트레스 조건에 노출되면, 레티클은 그것에 반응하여 결과적으로 단백질 접힘이 일어나지 않습니다. 세포는 다른 시스템으로 전환하여 망상 항상성을 유지하는 단백질을 생산할 수있다..

이황화 다리의 형성

디설파이드 브릿지는 아미노산 시스테인의 구조의 일부인 설프 하이 드릴 그룹 사이의 공유 결합이다. 이 상호 작용은 특정 단백질의 기능에 결정적입니다. 또한 단백질을 제시하는 단백질의 구조를 정의합니다.

이러한 연결은 다른 세포 구획 (예를 들어, 세포질)에서 형성 될 수 없다. 왜냐하면 그것의 형성을 선호하는 산화 환경이 없기 때문이다.

이들 결합의 형성 (및 분해)에 관여하는 효소가있다 : 단백질 디설파이드 이소 머라 제.

글리코 실화

세망에서 글리코 실화 과정은 특정 아스파라긴 잔기에서 일어난다. 단백질 접힘과 마찬가지로 번역 과정이 진행되는 동안 글리코 실화가 일어납니다.

올리고당 단위는 14 개의 당 잔기로 구성됩니다. 그들은 막에 위치한 oligosaccharyltransferase라는 효소에 의해 아스파라긴으로 전달됩니다.

단백질이 세망 안에있는 동안, 포도당 3 개와 만 노즈 잔기 1 개가 제거됩니다. 이 단백질은 골지체에 옮겨져 가공을 계속합니다..

반면에 특정 단백질은 소수성 펩타이드의 일부에 의해 원형질막에 고정되지 않습니다. 대조적으로, 이들은 앵커링 시스템으로서 기능하는 특정 당지질과 관련되어 있으며, 글 라이코 실 포스파티딜 이노시톨 (glycosylphosphatidylinositol, 약칭 GPI).

이 시스템은 망상 막에 조립되어 있으며 단백질의 말단 탄소에 GPI가 결합되어 있습니다.

지질의 합성

소포체는 지질 생합성에 결정적인 역할을한다. 특히, 부드러운 소포체. 지질은 세포의 원형질막에 없어서는 안될 성분입니다..

지질은 고도의 소수성 분자이므로 수성 환경에서 합성 될 수 없습니다. 따라서, 그 합성은 기존의 막 구성 요소와 관련하여 발생합니다. 이러한 지질의 수송은 소포 또는 수송 단백질에서 일어난다..

진핵 세포의 막은 인지질, 당지질 및 콜레스테롤의 3 가지 유형의 지질로 구성된다.

인지질은 글리세롤 유도체이며 가장 중요한 구조 성분입니다. 이들은 망막 표면을 가리키는 세망 막의 영역에서 합성된다. 다른 효소가 과정에 참여.

멤브레인은 새로운 지질의 통합으로 인해 성장하고 있습니다. 효소 flipase의 존재 덕분에, 성장은 막의 두 반쪽에서 발생할 수 있습니다. 이 효소는 이중층의 한쪽에서 다른쪽으로 지질을 이동시키는 역할을합니다..

콜레스테롤 및 세라마이드의 합성 과정은 또한 세망에서 발생합니다. 후자는 골지체로 이동하여 당지질 또는 스 핑고 미엘린을 발생시킨다.

칼슘 저장

칼슘 분자는 융합 또는 다른 단백질 또는 핵산과의 단백질 결합과 같은 다양한 과정의 신호 전달 물질로 참여합니다.

소포체의 내부는 100-800 uM의 칼슘 농도를 갖는다. 칼슘 채널과 칼슘을 방출 수용체는 세속에서 찾을 수 있습니다. 칼슘 방출은 포스 포 리파아제 C가 G- 단백질 결합 수용체 (GPCR)의 활성화에 의해 자극 될 때 발생하며,.

또한 포스파티딜 이노시톨 4,5 비스 포스페이트의 제거는 디아 실 글리세롤과 이노시톨 트리 포스페이트에서 일어난다. 후자는 칼슘의 방출에 대한 책임이있다..

근육 세포는 원형질 세망 (sarcoplasmic reticulum)이라고 불리는 칼슘 이온의 격리에 특화된 소포체를 가지고있다. 그것은 근육 수축과 이완 과정에 관여한다..

참고 문헌

Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). 필수 세포 생물학. 갈랜드 과학.
Cooper, G.M. (2000). 세포 : 분자 접근법. 제 2 판. Sinauer Associates
Namba, T. (2015). 소포체 기능의 조절. 에이징 (Albany NY), 7(11), 901-902.
Schwarz, D. S., & Blower, M.D. (2016). 소포체 : 구조, 기능 및 세포 신호 전달에 대한 반응. 세포 및 분자 생명 과학, 73, 79-94.
Voeltz, G.K., Rolls, M.M., Rapoport, T.A. (2002). 소포체의 구조적 조직. EMBO 보고서, 3(10), 944-950]에 기재되어있다. http://doi.org/10.1093/embo-reports/kvf202
Xu, C., Bailly-Maitre, B., & Reed, J. C. (2005). 소포체 성 스트레스 : 세포 생존 및 사망 결정. Journal of Clinical Investigation, 115(10), 2656-2664.

해부학 및 생리학

« 전쟁 예술 요약 (장별) 부드러운 소포체 성격, 구조 및 기능 »