Verband tussen endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat
Share
Endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaten zijn twee membraangebonden organellen die worden aangetroffen in eukaryoten. Beide organellen zijn nauw verbonden en functioneel gerelateerd. Zowel endoplasmatisch reticulum (ER) als Golgi-apparaat zijn twee componenten van het endomembrane systeem van een cel. Lysosomen en blaasjes zijn de andere componenten van het endomembrane systeem. Twee soorten ER worden gevonden in de eukaryote cel, ruwe ER en gladde ER. Ribosomen zijn gebonden aan ruw ER, waarbij gesynthetiseerde polypeptideketens in het ruwe ER worden getransporteerd. Post-translationele modificaties van de eiwitten vinden plaats in het ER, waarbij de eiwitten rijpen. Deze gerijpte eiwitten worden getransporteerd naar het Golgi-apparaat om te worden getransporteerd naar hun uiteindelijke bestemming, hetzij in lysosomen, plasmamembraan of uitgescheiden van de cel naar de extracellulaire omgeving. De uitscheiding in de extracellulaire omgeving vindt plaats door exocytose.
Dit artikel legt uit,
1. Wat is endoplasmatisch reticulum
- Structuur, functies
2. Wat is Golgi-apparaat
- Structuur, functies
3. Verband tussen endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat
- Overeenkomsten tussen endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat
- Verschil tussen endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparatuur
4. Hoe worden proteïnen getransporteerd uit endoplasmatisch reticulum naar Golgi-apparaat
Wat is endoplasmatisch reticulum
Endoplasmatisch reticulum (ER), dat een organel is dat wordt aangetroffen in eukaryoten, bevat afgevlakte membraneuze zakjes, met elkaar verbonden. Deze zakjes zijn buisachtige structuren, die cisternae worden genoemd. Cisternae worden bij elkaar gehouden door het cytoskelet van de cel. Er worden twee soorten ER gevonden: soepele ER en ruwe ER. Alleen ruwe ER bevat gebonden ribosomen aan het membraan van de ER. Smooth ER is betrokken bij het vetmetabolisme. Ruw ER levert sites voor eiwitsynthese.
Wat is Golgi-apparaat
Golgi-apparaat is een ander organel dat wordt gevonden in eukaryote cellen. Het is opgebouwd uit met vloeistof gevulde, vier tot zes cisternae. Golgi-apparaat biedt een site voor synthese voor koolhydraten zoals pectine en hemicellulose. Glycosaminoglycanen, die worden gevonden in de extracellulaire matrix van de dierlijke cellen, worden ook gesynthetiseerd in het Golgi-apparaat. Twee gezichten kunnen worden geïdentificeerd in Golgi: cis gezicht en trans-gezicht.
Verband tussen endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat
Overeenkomsten tussen endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat
Zowel ER- als Golgi-apparaten zijn betrokken bij de vorming van endomembrane systeem van de cel. Ze bestaan uit afgevlakte, vliezige, met vloeistof gevulde zakken, cisternae genaamd. Cisternae worden bij elkaar gehouden door het cytoskelet van de cel.
Ruw ER levert sites voor de eiwitsynthese in de cel. Ribosomen zijn gebonden aan het membraan van ruwe ER. De getransleerde eiwitten worden geëxporteerd naar de ER voor rijping. Deze eiwitten worden opnieuw getransporteerd naar Golgi-apparatuur voor verdere rijping en sorteren voor hun uiteindelijke bestemming. Daarom zijn zowel ER- als Golgi-apparaten betrokken bij eiwitrijping. Nieuw gesynthetiseerde polypeptideketens hebben interactie met chaperonne-eiwitten in het ER-lumen. De eiwitten, die moeten worden uitgescheiden en bestemd voor het celoppervlak, bereiken hun 3D-structuur door disulfidebindingen te vormen tussen cysteïne-residuen in de polypeptideketen. De vorming van disulfidebindingen tussen cysteïneresten wordt vergemakkelijkt door proteïne disulfide isomerase dat wordt gevonden in het ER. Zodra eiwitten hun juiste 3D-structuur bereiken, worden ze vrijgegeven van de chaperonne-eiwitten. Glycosylatie, wat de toevoeging van polysaccharideketens aan het eiwit is, komt ook voor in het ER. Gewoonlijk zijn membraaneiwitten en secretie-eiwitten geglycosyleerd. Sommige glycosyleringen komen voor in het ER en de andere komen voor in het Golgi-apparaat.
Zowel ER- als Golgi-apparaten kunnen transportblaasjes vormen. Eiwitten bestemd voor de lysosomen, plasmamembraan of uitscheiding, worden getransporteerd van ER- naar Golgi-apparaat door kleine transportblaasjes die COPII-gecoate getransporteerde vesicles worden genoemd. Golgi-apparaten vormen ook afscheidingsblaasjes om gesorteerde eiwitten naar hun eindbestemmingen te transporteren. Endomembrane systeem van de cel wordt getoond in Figuur 1.
Figuur 1: Endomembrane systeem van de cel
Verschil tussen endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat
Cisternae in ER zijn met elkaar verbonden en vergemakkelijken het transport van macromoleculen door de cel. Daarentegen bevat de cisternae in Golgi-apparaat vier tot zes kleine cisternae. Ze zijn niet met elkaar verbonden. Maar twee gezichten kunnen op Golgi worden geïdentificeerd als cis gezicht en trans gezicht. Een gerichte materiaalstroom van de cis cisternae aan trans cisternae wordt waargenomen in Golgi. De afscheidende blaasjes komen Golgi binnen vanuit zijn cisgezicht en rijpen en dissociëren van de trans gezicht. Het netwerk van buisvormige en cisternale structuren aan weerszijden van de Golgi wordt genoemd cis Golgi-netwerk (CGN) en trans Golgi-netwerk (TGN). Het transport van eiwitten van CGN naar TGN wordt vasculair transport genoemd. De structuur van het Golgi-apparaat wordt getoond in Figuur 2.
ER en Golgi apparaten zijn ook betrokken bij andere functies in de cel. Smooth ER is betrokken bij het vetmetabolisme. Daarentegen verschaft Golgi-apparatuur een plaats voor de koolhydraatsynthese zoals pectine en hemicellulose. Glycosaminoglycanen, die worden gevonden in de extracellulaire matrix van de dierlijke cellen, worden ook gesynthetiseerd in het Golgi-apparaat.
Figuur 2: Golgi-apparaat
Hoe worden proteïnen getransporteerd uit endoplasmatisch reticulum naar Golgi-apparaat
De meeste eiwitten die worden vertaald, zijn bestemd voor ER-, Golgi-apparatuur, lysosomen of plasmamembraan. De route die eiwitten van ER- naar Golgi-apparaten uitscheidt en naar andere bestemmingen transporteert, wordt de biosynthetische secretorische route genoemd. Deze eiwitten worden gesynthetiseerd door ribosomen, die gebonden zijn aan het ruwe ER. De getranslateerde polypeptideketens worden naar het ER getransporteerd. Eiwitvouwing en -verwerking vindt plaats binnen de ER. Golgi-apparaat is de fabriek die eiwitten van de ER ontvangt. Het wordt gevonden in de uittredingswortel van de ER. Vanuit het ER worden rijpe eiwitten getransporteerd naar het Golgi-apparaat. Dit transport vindt plaats door kleine vesikels, COPII-gecoate getransporteerde vesicles genaamd, die uit de ER-exitlocaties komen.
COPII-gecoate transportblaasjes komen het Golgi-apparaat binnen vanuit de cis gezicht van het organel door te smelten met het membraan van cis cisternae. De eiwitten komen vervolgens in het CGN en worden sequentieel getransporteerd naar de TGN, terwijl ze verder worden gerijpt en worden voorbereid op hun uiteindelijke bestemmingen. Eiwitten in het Golgi-apparaat kunnen zijn bestemd voor lysosomen, plasmamembraan of worden uitgescheiden in de extracellulaire omgeving. Van de TGN verlaten volwassen eiwitten de Golgi door secretoire vesicles.
Conclusie
ER, Golgi-apparatuur, lysosomen en uitscheidende blaasjes worden gezamenlijk het endomembrane systeem van de eukaryotische cel genoemd. ER bevat ruwe en gladde oppervlakken. Smooth ER is betrokken bij het vetmetabolisme. Ruw ER is betrokken bij de eiwitsynthese door ribosomen in zijn membraan te binden. De eiwitten gesynthetiseerd in de ribosomen worden getransporteerd naar ruw ER. In het ER ondergaan deze eiwitten rijping door post-translationele modificaties. Oligosaccharide-gemerkte eiwitten worden getransporteerd van ER- naar Golgi-apparaat door middel van kleine transportblaasjes, genaamd, met COPII gecoate vesicles. Deze eiwitten komen de Golgi binnen via CGN en worden getransporteerd naar TGN, terwijl ze worden gesorteerd om naar hun uiteindelijke bestemming te worden getransporteerd. Het transport van eiwitten van CGN naar TGN wordt vasculair transport genoemd. Tijdens vasculair transport ondergaan eiwitten nog steeds modificaties zoals glycosylatie. De uitgesorteerde eiwitten worden getransporteerd in ofwel lysosomen, plasmamembraan of uitgescheiden naar de extracellulaire omgeving. Het transport van getranslateerde eiwitten van ribosomen naar Golgi-apparatuur via het endoplasmatisch reticulum wordt biosynthetische secretorische route genoemd..
Referentie:
1. Cooper, Geoffrey M. "The Endoplasmic Reticulum." The Cell: A Molecular Approach. 2e editie. U.S. National Library of Medicine, 01 januari 1970. Web. 24 april 2017.
2. Cooper, Geoffrey M. "The Golgi Apparatus." The Cell: A Molecular Approach. 2e editie. U.S. National Library of Medicine, 01 januari 1970. Web. 24 april 2017.
3. Alberts, Bruce. "Transport van de ER door de Golgi-apparatuur." Moleculaire biologie van de cel. 4e editie. U.S. National Library of Medicine, 01 januari 1970. Web. 24 april 2017.
Afbeelding met dank aan:
1. "Endomembrane system diagram en" door Mariana Ruiz LadyofHats - (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Golgi-apparaat (randloze versie) -en" door Kelvinsong - eigen werk (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
