एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम: खुरदुरा और चिकना

एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ER) झिल्लीदार नलिकाओं और चपटे कोशों का एक अंतर्संबंधित नेटवर्क है जो नाभिकीय आवरण के साथ निरंतर रहता है और यूकेरियोटिक कोशिका की सबसे बड़ी झिल्ली प्रणाली बनाता है। यह राइबोसोम-जड़ित खुरदुरे रूप में मौजूद होता है, जो झिल्ली और स्रावी प्रोटीन का संश्लेषण और फोल्डिंग करता है, और राइबोसोम-मुक्त चिकने रूप में, जो लिपिड संश्लेषण, विषहरण और कैल्शियम भंडारण का कार्य करता है।

Definition

एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम एक सतत झिल्ली-बद्ध नेटवर्क है, जो नाभिकीय आवरण से सटा हुआ है, जिसके खुरदुरे (राइबोसोम-युक्त) क्षेत्र स्रावी मार्ग में प्रवेश करने वाले प्रोटीन का संश्लेषण और फोल्डिंग करते हैं और जिसके चिकने क्षेत्र लिपिड संश्लेषण, विषहरण और कैल्शियम भंडारण का कार्य करते हैं।

Scope

यह प्रविष्टि खुरदुरे और चिकने ER के बीच संरचनात्मक अंतर, खुरदुरे ER में प्रोटीन का सह-अनुवादात्मक प्रवेश, प्रोटीन फोल्डिंग और अनफोल्डेड प्रोटीन प्रतिक्रिया के साथ गुणवत्ता नियंत्रण, और चिकने ER की लिपिड-संश्लेषक, विषहरण और कैल्शियम-प्रबंधन भूमिकाओं को शामिल करती है। यह एक कोशिका-जीव विज्ञान और ऊतक विज्ञान संदर्भ विषय है, न कि नैदानिक ​​मार्गदर्शन।

Core questions

• नवजात प्रोटीन खुरदुरे ER में कैसे प्रवेश करते हैं और फोल्ड और गुणवत्ता-नियंत्रित कैसे होते हैं?
• संरचनात्मक और कार्यात्मक रूप से खुरदुरे ER को चिकने ER से क्या अलग करता है?
• ER गलत फोल्ड किए गए प्रोटीन के संचय को कैसे महसूस करता है और प्रतिक्रिया करता है?
• चिकना ER लिपिड संश्लेषण और कैल्शियम प्रबंधन में कैसे योगदान देता है?

Key concepts

• खुरदुरा बनाम चिकना ER
• सह-अनुवादात्मक प्रोटीन आयात
• प्रोटीन फोल्डिंग और ER गुणवत्ता नियंत्रण
• ER-संबंधित क्षरण (ERAD)
• लिपिड और स्टेरॉयड संश्लेषण
• कैल्शियम भंडारण और सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम
• चिकने ER साइटोक्रोम द्वारा विषहरण

Key theories

अनफोल्डेड प्रोटीन प्रतिक्रिया (UPR)

ER लुमेन में अनफोल्डेड या गलत फोल्ड किए गए प्रोटीन का संचय ट्रांसमेम्ब्रेन सेंसर द्वारा पता लगाया जाता है जो फोल्डिंग क्षमता को बहाल करने के लिए एक समन्वित प्रतिलेखन और अनुवाद कार्यक्रम को ट्रिगर करते हैं या, यदि ऐसा नहीं होता है, तो कोशिका को मृत्यु के लिए प्रतिबद्ध करते हैं।

Mechanisms

खुरदुरे ER पर, सिग्नल अनुक्रम वाले प्रोटीन का अनुवाद करने वाले राइबोसोम झिल्ली पर डॉक करते हैं और नवजात श्रृंखला को बाइलेयर में या उसके पार पिरोते हैं, जहाँ इसे निर्यात से पहले फोल्ड और संशोधित किया जाता है। एक समर्पित गुणवत्ता-नियंत्रण प्रणाली गलत फोल्ड किए गए प्रोटीन को बनाए रखती है और लगातार असामान्य प्रोटीन को रेट्रोट्रांसलोकेशन और क्षरण के लिए लक्षित करती है; जब अनफोल्डेड प्रोटीन जमा होता है, तो ट्रांसमेम्ब्रेन सेंसर फोल्डिंग क्षमता का विस्तार करने या एपोप्टोसिस को ट्रिगर करने के लिए अनफोल्डेड प्रोटीन प्रतिक्रिया शुरू करते हैं। चिकने ER में बंधे राइबोसोम नहीं होते हैं और यह फॉस्फोलिपिड और स्टेरॉयड संश्लेषण का मुख्य स्थल है, इसके ऑक्सीकरण एंजाइमों द्वारा दवा और विष चयापचय का, और, मांसपेशियों में सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम के रूप में, विनियमित कैल्शियम भंडारण और रिलीज का। यहां उत्पन्न और बनाए रखी गई लिपिड संरचना सभी डाउनस्ट्रीम झिल्लियों के व्यवहार को आकार देती है।

Clinical relevance

ER तनाव और प्रोटीन फोल्डिंग और गुणवत्ता नियंत्रण में दोष विभिन्न प्रकार की रोग प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं, और चिकने ER की दवा-चयापचय क्षमता इस बात को रेखांकित करती है कि कई ज़ेनोबायोटिक्स को कोशिका द्वारा कैसे संभाला जाता है। यह प्रविष्टि उन सामान्य तंत्रों का वर्णन करती है जिन्हें ऐसी प्रक्रियाएं संलग्न करती हैं और व्यक्तिगत निदान या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

History

एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम का वर्णन सबसे पहले कीथ पोर्टर और उनके सहयोगियों द्वारा संवर्धित कोशिकाओं के शुरुआती इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ में किया गया था, और पालाडे के काम ने इसके खुरदुरे क्षेत्रों को प्रोटीन स्राव से जोड़ा। ब्लोबेल और सबातिनी की सिग्नल परिकल्पना ने समझाया कि प्रोटीन को खुरदुरे ER में कैसे लक्षित किया जाता है, और बाद में वाल्टर, रॉन और अन्य के काम ने अनफोल्डेड प्रोटीन प्रतिक्रिया को ऑर्गेनेल के होमियोस्टैटिक तनाव मार्ग के रूप में परिभाषित किया।

Key figures

• Keith Porter
• George Palade
• Günther Blobel
• Peter Walter
• David Ron

Seminal works

• ron2007
• gardner2013

Frequently asked questions

खुरदुरे और चिकने एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में क्या अंतर है?

खुरदुरा ER राइबोसोम से भरा होता है और स्रावी मार्ग के लिए प्रोटीन का संश्लेषण और फोल्डिंग करता है, जबकि चिकने ER में राइबोसोम नहीं होते हैं और यह लिपिड संश्लेषण, विषहरण और कैल्शियम भंडारण में विशेषज्ञता रखता है।

अनफोल्डेड प्रोटीन प्रतिक्रिया क्या है?

यह एक सिग्नलिंग कार्यक्रम है जो तब ट्रिगर होता है जब गलत फोल्ड किए गए प्रोटीन ER में जमा हो जाते हैं; ट्रांसमेम्ब्रेन सेंसर ऑर्गेनेल की फोल्डिंग क्षमता का विस्तार करने के लिए कार्य करते हैं और, यदि तनाव अनसुलझा रहता है, तो कोशिका को मृत्यु की ओर ले जा सकते हैं।