obshaya_tsitologia (1120994), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Так, вклетках печени гранулярный ЭР собран в отдельные зоны (тельца Берга), также как в некоторых нервных клетках (тигроид). В клетках поджелудочнойжелезы гранулярный ЭР (эргастоплазма) в виде плотно упакованных другоколо друга мембранных цистерн занимает базальную и околоядерную зоныклетки.Наличие полисом на мембранах однозначно показывает на то, чтогранулярный ЭР является важным местом синтеза белков.Количество рибосом на ЭР четко связано с его синтетическойактивностью. Так, на мембранах ЭР в клетке несекретирующей молочнойжелезы связывается до 25% клеточных рибосом, после стимуляции лактации274их количество там возрастает до 70%. Падение числа рибосом на мембранахЭР может происходить при дифференцировке клеток.
Например, причастичном удалении печени у грызунов резко стимулируется деление клетокв оставшейся части. Это сопровождается редукцией гранулярного ЭР иобеднение его рибосомами: число свободных рибосом, не связанных смембранами, достигает 40%. Такое же уменьшение числа рибосом,связанных с ЭР, наблюдается при различных патологических состоянияхклеток ( при алкагольном хроническом отравлении происходит уменьшениечисла связанных рибосом на 25%).Рибосомы, связанные с мембранами ЭР, участвуют в синтезе белков,выводимых из данной клетки, “экспортируемых” белков.Действительно, большое число клеток многоклеточных организмов,богатых гранулярным ЭР, синтезирует и выводит огромное количествобелков.
Так, например, клетки ацинусов поджелудочной железы синтезируюти выделяют массу белков - ферментов, участвующих в расщеплении пищи вкишечном тракте (протеиназы, липазы, нуклеазы и др.); клетки печени альбумины крови; плазмоциты - γ-глобулины; молочной железы - казеин;слюнной железы - пищеварительные ферменты, амилазу и РНКазу и т.д.Такая же картина наблюдается у растений: железистые клетки, выделяющиебелковые вещества, богаты гранулярным ЭР.Другимисловами,умногоклеточных организмов клетки, богатые эргастоплазмой, синтезируютвыводимые из этих клеток белки, необходимые или для работы другихклеток,илидлявыполненияобщеорганизменныхфункций(пищеварительные ферменты, белки плазмы крови, гормоны и др.).У одноклеточных также можно наблюдать гранулярный ЭР, который, повидимому, участвует в синтезе выводимых экспортируемых белков. Средитаких белков могут быть не только ферменты внеклеточного пищеварения.Следовательно, роль гранулярного ЭР заключается не просто в участии всинтезе белков на рибосомах его мембран, но и в процессе сегрегации,275обособления этих синтезированных белков, в их изоляции от основныхфункционирующих белков клетки.
Эта функциональная особенностьгранулярного ЭР очень важна, так как она связана с целым рядом процессов,приводящих к выделению таких белков с помощью вакуолей аппаратаГольджи.Котрансляционный синтез растворимых белковПути синтеза белков на рибосомах ЭР можно представить в следующемвиде (рис. 167). Еще в гиалоплазме происходит связывание иРНК,кодирующей секреторный белок, с рибосомой и начинается синтез белковойцепи. Важным является то, что сначала синтезируется “сигнальнаяпоследовательность” , богатая гидрофобными аминокислотами. В нее входит16-30 аминокислот. Эта “сигнальная последовательность” в цитозолеузнается и связывается с “узнающей сигнал частицей” (SRP-частица),состоящей из одной молекулы 7S РНК и 6 различных полипептидных цепей.SRP-частицасвязываетсяпослеузнаваниясигнальногоконцасинтезирующейся молекулы белка с рибосомой, что приводит к полнойостановке синтеза белка.
На поверхности же мембраны ЭР, обращенной кгиалоплазмерасположеныинтегральныерецепторныебелки,связывающиеся с SRP-частицами. В результате SRP-частица связывается сосвоим рецептором и одновременно связывает данную рибосому с мембранойЭР.Такая “заякоренная” рибосома с SRP-частицей, блокирующей дальнейшийростполипептиднойцепи,взаимодействуетсбольшимбелковымкомплексом, транслаконом. После связывания рибосомы с транслакономпроисходит отделение SRP-частицы и синтезированный первичный пептидвходит в канал диметром около 2 нм, который образует транслакон. Послеэтого возобновляется синтез полипептида, он удлиняется и его сигнальнаяпоследовательность, вместе с растущей цепочкой оказывается внутриполости цистерны ЭР. Таким образом синтезируемый белок проходит сквозь276мембрану ЭР во время его синтеза, т.е.
котрансляционно, одновременно сего трансляцией. Внутри полости ЭР с помощью фермента (сигнальнаяпетидаза) сигнальная последовательность отщепляется. После окончаниясинтеза вся белковая молекула оказывается в полости ЭР и в это времярибосома отделяется от транслакона и диссоциирует. После этого втранслаконе канал закрывается.
Во время трансмембранного переносарастущейбелковойцепипроисходитеесвязьсолигосахаридами(гликозилирование - см. ниже). В полости цистерн ЭР белки претерпеваютряддополнительныхизменений:образуютсядисульфидныесвязи,происходит их правильное сворачивание, происходит сборка четвертичнойструктуры белков. Только белки с правильной конформацией в дальнейшембудут переноситься в зону аппарата Гольджи.Синтез нерастворимых (мембранных) белковВ гранулярном ЭР происходит синтез белков, которые, встраиваясь вмембрану ЭР, становятся интегральными мембранными белками (рис. 168).Начальные стадии синтеза мембранных белков похожи на таковые присинтезе растворимых белков. Здесь также участвуют SRP-частицы,узнающие сигнальную последовательность, также происходит прохождениеначального участка белковой цепи через транслакон.
Однако в цеписинтезирующегося мембранного белка существует одна или несколькоаминокислотныхстоп-последовательностей,которыепрепятствуютбелковой цепи пересекать мембрану и белок в области стоп-сигнала остаетсясвязанным с мембраной, но при этом синтез белка на рибосоме неостанавливается. Это приводит к тому, что в области стоп-сигналалокализуется гидрофобный α-спиральный участок, а весь белок остаетсявстроенным в мембрану. В некоторых белках число α-спиральных“заякоревающих” участков может быть от одного до нескольких. Так,например, белок транспорта глюкозы (GLUT-1) имеет 12 таких участков.Мембранные белки, также как и растворимые могут подвергаться различным277модификациям.
Наиболее характерной из них для ЭР является первичноегликозилирование - ковалентное связывание белковой цепи со сложнымолигосахаридом. В результате этого синтезирующийся белок становитсягликопротеидом.Большинство белков, синтезированных в гранулярном ЭР, относится кгликопротеидам.Связываниесинтезирующейсябелковойцеписолигосахаридами происходит также котрансляционно.
При этом на белковуюмолекулу переносится готовый блок олигосахаридов, который связывается саспарагиновымиостаткамибелковоймолекулы(рис.169).Этотолигосахаридный комплекс содержит 2 молекулы N-ацетилгликозамина, 9молекул маннозы и 3 молекулы глюкозы и связан со специальным липидомдолихолом на внутренней поверхности мембраны ЭР, смотрящей в просветвакуоли ЭР. По мере транслокации белковой цепи во время ее синтеза,каждый аспарагиновый остаток связывается с олигосахаридным комплексом,с помощью фермента, являющегося интегральным белком мембран ЭР.Первичноймодификации,гликозилированию,подвергаютсякакрастворимые, так и мембранные белки, синтезирующиеся в ЭР.Синтез клеточных мембранИтак, на рибосомах ЭР происходит синтез основной части мембранныхбелков клетки.
Синтез этих белков отличается от синтеза секреторных тем,что по мере синтеза мембранные белки не освобождаются от мембран, аостаются в их составе, становясь таким образом или трансмембраннымиинтегральными белками, или полуинтегральными.В ЭР происходит синтез и сборка липидов самих мембран, включаяфосфолипиды и холестерол.
Ферменты, участвующие в синтезе липидов,встроены в мембрану ЭР со стороны цитозоля, и синтез липидов происходитна мембране там же. Таким образом синтезированные липиды встраиваютсяв мембрану ЭР в липидный слой со стороны цитоплазмы, но переносятся навнутреннюю сторону с помощью переносчиков фосфолипидов. Таким278образом билипидный слой мембраны растет, увеличивая поверхностьвакуоли или цистерны ЭР.
Этот процесс идет одновременно с синтезоминтегральных мембранных белков, так что липопротеидная мембрана, кактаковая, строится и растет за счет двух процессов: синтеза и встраиваниялипидов, и синтеза и интеграции мембранных белков. Необходимоподчеркнуть, что такое “зарождение” мембран вакуолярной системыпроисходит только в гранулярном ЭР.Сегодня можно сказать, что важнейшей функцией гранулярного ЭР, внезависимости от специализации или тканевой принадлежности клеток,является функция образования, построения клеточных мембран, котораязаключается в том, что элементы гранулярного ЭР синтезируют всемембранные белки, синтезируют липидный компонент мембран, но, крометого, именно в гранулярном ЭР происходит сборка липопротеидныхмембран.Этот процесс хорошо прослежен и проанализирован на примереобразования вируса везикулярного стоматита (VSV) (рис.
170). Это РНКсодержащий вирус, построенный из небольшого числа белков и покрытыйснаружи липопротеидной мембраной. В зрелой частице VSV кроме одноймолекулы РНК есть белок, входящий в рибонуклеопротеидный комплекс (Nбелок), белок, крепящий этот комплекс с окружающей мембраной (М-белок),и специфический белок мембранной оболочки (G-белок). Мембраннаяоболочка VSV произошла от клетки хозяина, в которой этот вирусразвивается: по мере выхода РНП вируса происходит образование выростаплазматической мембраны, напоминающего короткую микроворсинку, кудавключается нуклеоид (РНП) вируса, затем такой вырост отделяется отповерхности клетки, и получается готовая зрелая частица VSV. Благодаря Gбелку такая частица может специфически контактировать с незараженнойклеткой; мембрана VSV и плазматические мембраны клеток сливаются, авирусный рибонуклеопротеид оказывается в цитоплазме клетки, где279развивается инфекционный процесс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
