Endoplazemski retikulum (ER) je prisoten v vseh evkariontskih celicah, razen v zrelih eritrocitov. Je celični organel z več funkcijami. Brez ER celica in s tem organizem ne bi bili sposobni preživeti.
Kaj je endoplazemski retikulum?
Endoplazemski retikulum (ER) je zelo strukturno bogat celični organel s kanalskim sistemom votlin. Votline so obdane z membranami. V evkariontski celici ER opravlja različne naloge. Ima shrambo, razstrupljanje, nadzorne ali sintezne funkcije. Nahaja se v citoplazmi celice in je v tesnem stiku z jedrskim ovojem jedra. Poleg tega ločimo hrapavo in gladko ER. Obe obliki spadata v endoplazemski retikulum, vendar imata različne funkcije. Grobi ER je ribosomi na površini membrane. Nasprotno pa je gladko ER, kot že ime pove, gladko. Nima ribosomi. Izraz endoplazemski retikulum je sestavljen iz treh delov. Endo je grški izraz za notranjost. Plazmatično označuje celično plazmo in retikulum je latinski izraz za retikulum. Tako je v prevodu endoplazemski retikulum mrežasti organel, ki se nahaja v citoplazmi celice.
Anatomija in zgradba
Endoplazemski retikulum je labirint kanalov, veziklov in vrečastih struktur (cistern), ki jih obdaja membrana. Zaradi tega se polovica vseh membran v celici nahaja v ER. Membrane tesnijo lumen (notranjost ER) s citoplazme. ER membrana je neposredno povezana z jedrskim ovojem jedra in z njim tvori enoto. Tako je lumen ER v neposredni komunikaciji z membranskim prostorom med jedrsko ovojnico, ki se imenuje perinuklearni prostor. ER je deloma gladek in delno hrapav. Grobi ER je ribosomi na svoji površini, medtem ko je gladka ER brez ribosomov. Obe obliki ER se razlikujeta po svojih funkcijah. Endoplazemski retikulum ni statičen, vendar se stalno spreminja. Tako obstajajo stalne razširitve, cepitve in zlitine membranskih struktur. Na te aktivnosti pomembno vpliva citoskelet celice. V rastlinskih in živalskih celicah različno beljakovin igrajo vlogo pri spremembah endoplazemskega retikuluma. Medtem ko je v rastlinskih celicah in kvasu glavni dejavnik F-aktin, v živalskih in človeških celicah na ER vplivajo predvsem mikrotubule. Mikrotubule so cevasti filamenti beljakovin ki tvorijo osnovo citoskeleta. Med delitvijo celic te beljakovin zagotoviti, da se endoplazemski retikulum prenese na hčerinske celice.
Funkcija in naloge
Tako v endoplazmatskem retikulumu se odvijajo številni procesi za sintezo, nadzor, modifikacijo ali transport beljakovin. Poleg tega po delitvi celic tvori nove jedrske membrane in jih veže za prenos. Pomemben je tudi ER kalcij shrani v celici in ima zato ključno vlogo pri pretvorbi signala. Natančneje v mišičnih celicah je zaradi svoje funkcije odgovorna za krčenje mišic kalcij mediator. Tam se imenuje tudi sarkoplazemski retikulum. Kot smo že omenili, imajo gladke in grobe ER različne funkcije. Gladka ER nima ribosomov. Odgovorno je za kalcij shranjevanje, za presnovo ogljikovih hidratov, za tvorbo nekaterih lipidov kot Fosfolipidi, maščobne kisline ali steroidi in za razstrupljanje reakcije znotraj in zunaj jetra. Testisi in jajčniki vsebujejo zlasti velike količine gladkega ER, ker steroid hormoni testosteron in tam nastajajo estrogen. Parenhimske celice jetra so tudi bogati z gladkim ER. Presežek glukoze je tam shranjen v obliki polimernega glukogena. Tu je gladka ER odgovorna za obnovljeno cepitev glukogena (glikogenoliza). Gladka ER vsebuje encimi v svoji membrani, ki se lahko sprosti tudi zunaj jetra in sproži razstrupljanje reakcije. Ti tako imenovani CYP oksidirajo eksogene substrate in jih tvorijo voda-topen. To omogoča, da produkti razgradnje toksinov zapustijo telo skozi ledvice. Grobi ER opravlja dve pomembni funkciji. Nadzoruje biosintezo beljakovin in proizvodnjo membran prek ribosomov. Proteinske verige so vezane na membransko vezane ribosome in so takoj zaprte v lumen ER. Beljakovine, ki nastanejo v citozolu, prav tako najprej vstopijo v notranjost ER. Tam se beljakovinske verige zložijo in pridobijo svojo tridimenzionalno strukturo. Za proizvodnjo membran membrana ER najprej zraste, se odcepi in prenese v druge strukture notranjega membranskega sistema. Ribosomi endoplazemskega retikuluma tvorijo ustrezne membranske beljakovine.
Bolezni
Brez endoplazemskega retikuluma organizem ne bi bil sposoben preživeti. Številne funkcije ER so nujno potrebne za življenje. Tudi okvare ER bi lahko vodi do smrti organizma. Na primer, reakcije razstrupljanja niso mogle več potekati v telesu. Testisi in jajčniki bi bil nefunkcionalen, ker seks hormoni ni bilo več mogoče izdelati. Mišice in živci brez ER ne bi več deloval, ker bi se izgubila funkcija shranjevanja kalcija. Tako tudi prenos dražljajev ne bi več potekal. Delitev celic tudi ne bi bila več mogoča. To dejstvo vodi k dejstvu, da mora biti ER popolnoma funkcionalen, da organizem ostane sposoben preživeti. Vsaka disfunkcija je usodna. Zato še niso opisane nobene bolezni, ki bi bile neposredno posledica disfunkcije endoplazemskega retikuluma.
