Šta je endomembranski sistem?
Endomembranski sistem je sastavljen od tri vrste organela, koje međusobnom interakcijom vrše različite funkcije u ćelji, među kojima su i stvaranje, pakovanje i transport različitih ćelijskih produkata. U endomembranski sistem spadaju: endoplazmatski retikulum, goldžijev aparat i vezikule.
Endoplazmatski retikulum
Endoplazmatski retikulum (ER) predstavlja sistem kanala koji je u kontinuitetu sa nuklearnom membranom. Zidovi kanala, su kao i kod ćelijske membrane, sastavljeni od fosfolipidnog dvosloja.Endoplazmatski retikulum se može podeliti na: granulirani i glatki endoplazmatski retikulum.
Granulirani endoplazmatski retikulum
Granulirani ER nosi ovakvo ime jer se na njegovoj površini nalaze ribozomi, koji mu daju hrapav tj. granuliran izgled.
Ribozomi nisu slučajno uronjeni u spoljašnji zid granuliranog endoplazmatskog retikuluma. Naime, oni preuzimaju iRNK (informaciona RNK) koja napušta jedro i započinju proces translacije (prevođenje redosleda nukleotida sa iRNK u redosled aminokiselina u polipeptidu – proteinu). Tako stvoreni polipeptidni lanci predstavljaju primarnu strukturu proteina, njihova dalja obrada zavisi od toga da li u svojoj strukturi imaju ili nemaju signalnu sekvencu.
Signalna sekvenca predstavlja specifičan redosled aminokiselina u molekulu polipeptida (primarne strukture proteina). Ukoliko je ona prisutna, receptori na granuliranom ER će je prepoznati, i indukovati ulazak polipeptida u organelu. (slika 1.)
Unutar granuliranog ER, dolazi do dalje obrade i modifikacije polipeptida. Ovi proteini se diferenciraju u strukture koje će se nalaziti na površini ćelijske membrane (npr. receptori) ili će se izlučivati iz ćelije (npr. hormoni, parakrini faktori, itd.).
Glatki endoplazmatski retikulum
Za razliku od granuliranog, glatki ER na svojoj površini nema ribozome. Njegova osnovna uloga je sinteza lipida. Kako fosfolipida, koji su ključna komponenta svake čelijske membrane, tako i steroidnih hormona i holesterola. (slika 2.)
Ćelije koje luče veće količine steroidnih hormona (npr. ćelije ovarijuma, testisa) imaju i veće količine glatkog ER u svojoj citoplazmi. Osim sinteze, glatki ER igra ključnu ulogu u održavanju koncentracije ćelijskog kalcijuma. Takođe je bitan za procese metabolisanja nekih ugljenih hidrata, kao i za razgradnju otdređenih toksina (detoksikacija).
Goldžijev aparat
Goldžijev aparat tj. Goldžijev kompleks, predstavlja organelu izgrađenu od velikog broja nanizanih membranoznih struktura koje se nazivaju cisterne. Svaka cisterna ima zid sastavljen od fosfolipidnog dvosloja i šupljinu tj. lumen u kome se vrši dodatna modifikacija proteina i lipida.
Svaki Goldžijev aparat ima svoju Cis stranu, okrenutu ka jedru, do koje stižu transportne vezikule iz endoplazmatskog retikuluma. Transportne vezikule u sebi nose proteine i lipide koji zahtevaju dodatnu modifikaciju i sortiranje. Ovaj proces se vrši unutar cisterni. (Slika 3.)
Nakon završenih modifikacija, na Trans strani Goldžijevog aparata formiraju se vezikule. One u sebi sadrže različite komponente i daljim transportom odlaze na svoje ciljano mesto. Ciljano mesto zavisi od toga šta se nalazi unutar samih „sekundarnih vezikula„:
- Neke od vezikula u sebi mogu sadržati proteolitičke enzime i kao takve su ključne u procesima razgradnje ćelijskih struktura tj. procesima heterofagije i autofagije. Takve vezikule se nazivaju lizozomi, one ostaju u ćeliji i vrše svoju funkciju.
- Neke od vezikula u svojoj membrani sadrže receptore koji svoju ulogu vrše na površini ćelije, tako da se transportuju do površine ćelijske membrane gde se fuzionišu sa njom. Na ovaj način, se regeneriše i sama ćelijska membrana.
- Neke od vezikula u sebi sadrže hormone, parakrine faktore ili druge strukture koje se moraju naći u ekstracelularnom prostoru, pa se takođe kreću ka ćelijskoj membrani i putem egzocitoze izbacuju u spoljašnju sredinu.
Vezikule
Kako bi razumeli čitav endomembranski sistem, vrlo je važno razumeti ulogu vezikula. Pod vezikulom se smatra svaka okrugla ili ovalna struktura, ograničena membranom (fosfolipidnim dvoslojem), koja služi za transport različitih struktura, kako unutar ćelije tako i van nje.
Vezikule koje transportuju materije od ER do Goldži aparata nazivamo primarnim. Dok one koje nastaju iz Goldži aparata i transportuju se dalje, nazivamo sekundarnim vezikulama.
Lizozomi
Kao što smo već naveli u prethodnom tekstu, neke od vezikula nastalih od Goldžijevog aparata u sebi sadrže različite enzime. Ovi enzimi su ključni za razradnju kako dotrajalih ćelijskih struktura – autofagija, tako i za razgradnju supstanci unetih iz spoljašnje sredine (strane supstance) – heterofagija.
Lizozomi takođe igraju ključnu ulogu u samouništenju tj. autolizi ćelije. Naime, kod dotrajajalih ili oštećenih ćelija, započinje se proces programirane ćelijske smrti tj. apoptoze. Tada, dolazi do „otvaranja“ lizozoma i oslobađanja aktivnih enzima unutar ćelije. Oni će pomoći u razgradnji svih struktura ćelije.
