Jos valmistaudut AP-biologian kokeeseen, vietät luultavasti melko paljon aikaa solun rakenteen opiskeluun. Mutta kaikkien rakenteiden järjestyksessä pitäminen ja kunkin rakenteen tehtävän ymmärtäminen voi olla hämmentävää!
Sentähän varten jaamme solun rakenteet sinulle, alkaen endoplasmisesta retikulumista eli ER:stä. Tässä artikkelissa opetamme sinulle kaiken, mitä sinun tarvitsee tietää endoplasmisesta retikulumista, mukaan lukien sen toiminta solussa. Kerromme jopa karkean endoplasmisen retikulumin ja sileän endoplasmisen retikulumin eroista!
Valmiina? Sitten aloitetaan!
Pikaesittely solun rakenteeseen
Endoplasminen retikulum on olennainen osa solua. Biologian tunnilla olet luultavasti oppinut, että solut ovat kaiken elämän rakennusaineita… myös ihmisen! Se tekee soluista luonnollisesti erittäin tärkeitä, minkä vuoksi on myös tärkeää ymmärtää, miten ne toimivat.
Koska kasvit ja eläimet ovat monimutkaisia olentoja, myös solun rakenne on monimutkainen. Jokainen solu koostuu monista yksittäisistä osista, joista jokaisella on oma tehtävänsä itse solussa! Jotkut auttavat pitämään kaiken samassa paikassa (kuten solukalvo), jotkut tuottavat energiaa solun voimanlähteeksi (mitokondriot), ja on jopa osia, jotka auttavat pitämään solun puhtaana (lysosomit)!
Nämä solun sisällä olevat erilaiset rakenteet ovat nimeltään organelleja. Endoplasminen retikulum on organelli, jota löytyy sekä eukaryoottisista että prokaryoottisista soluista. Kannattaa vain muistaa, että kaikissa soluissa ei ole endoplasmista retikulumia! Esimerkiksi punasoluissa ei ole endoplasmista verkkokalvoa, vaikka ne ovatkin tärkeä osa eläinten biologiaa.
Endoplasmisen verkkokalvon määritelmä
Endoplasminen verkkokalvo määritellään elimistöksi, joka koostuu useista fosfolipidikalvoista. Itse asiassa endoplasmisen retikulumin muodostavat kalvot voivat eläinsoluissa muodostaa puolet solun koko kalvorakenteesta! Näitä kalvoja kutsutaan cisternoiksi, ne ovat putkien tai pussien muotoisia ja jatkuvat solun ytimen ulkokalvon kanssa. Tämä on hieno tapa sanoa, että endoplasminen retikulum on kiinnittynyt itse ytimeen.
Endoplasmisen retikulumin toiminta
Kerrotaan nyt hieman lisää siitä, miten endoplasminen retikulum toimii.
Yleisesti ottaen endoplasminen retikulum auttaa proteiinien ja lipidien synteesissä, taittumisessa, modifikaatiossa ja kuljetuksessa. Endoplasminen retikulum tekee tämän ribosomien avulla, jotka ovat kiinnittyneet sen kalvon seinämiin. (Puhumme lisää siitä, miten tämä toimii hieman myöhemmin). Endoplasminen retikulum varastoi myös kalsiumia ja vapauttaa sitä, kun solu tarvitsee sitä. Itse asiassa monet endoplasmisen retikulumin valmistamista proteiineista ja lipideistä ovat solun muiden organellien käytössä.
Yksi parhaista tavoista ymmärtää – ja muistaa! – mitä endoplasminen retikulum tekee, on ajatella sitä kuin tehdasta. Tuotantolaitoksessa ihmiset ottavat raaka-aineita ja tekevät niistä jotain uutta ja käyttökelpoista, jota sitten lähetetään muille kaupoille, valmistajille ja toimittajille ympäri maailmaa. Aivan kuten reaalimaailman tehdas, endoplasminen verkkokalvo rakentaa ”tuotteet”, joita solu tarvitsee toimiakseen, ja ”lähettää” ne sitten sinne, minne niiden on mentävä, kun niiden on mentävä sinne.
CFCF/Wikimedia Commons
Endoplasmisen retikulumin ulkonäkö
Miltä endoplasminen retikulum siis näyttää? No, muistatko sokkeloita, joita löytyi värityskirjoista lapsena? Endoplasminen retikulum näyttää paljon sellaiselta! Rakkulat ulottuvat ulos ja poispäin solun ytimestä sarjana poimuja ja putkia, ja ne ulottuvat koko solun läpi melkein kuin moottoritiejärjestelmä.
Kun siis katsot solukaaviota, etsi sokkelomainen rakenne, joka on kiinnittynyt solun ytimeen. Se on endoplasminen retikulum!
Olet ehkä huomannut, että solukaavioissa endoplasmisen retikulumin joissakin osissa on usein kuoppia, kun taas toiset osat näyttävät sileiltä. Tämä johtuu siitä, että endoplasminen retikulum koostuu itse asiassa kahdesta osasta: karheasta endoplasmisesta retikulumista ja sileästä endoplasmisesta retikulumista. Näiden eri alueiden toiminnan tunteminen on tärkeää, jotta voidaan ymmärtää endoplasmisen retikulumin toimintaa kokonaisuutena.
CFCF/Wikimedia Commons
Karkea endoplasminen retikulum
Karkea endoplasminen retikulum eli RER on saanut nimensä sen pintaan upotetuista ribosomeista… jotka saavat sen näyttämään karhealta! Karkea endoplasminen retikulum sijaitsee lähimpänä ydintä – itse asiassa se on kiinnittynyt ydinkuoreen – jotta molekyylit voivat liikkua suoraan kalvojen välillä.
Karkean endoplasmisen retikulumin seinämiin kiinnittyneet ribosomit toimivat aivan kuten vapaat ribosomit toimisivat. Se tarkoittaa, että ne syntetisoivat proteiineja, jotka tuottavat solun toimintaan tarvittavan energian. Proteiinien luomisprosessia kutsutaan translaatioksi.
Kun ribosomit ovat syntetisoineet proteiinin, ne ”leimataan” tietyllä lopullisella kohteella. Jotkin proteiinit lähetetään Golgin laitteeseen, kun taas toiset erittyvät solun ulkopuolelle tai säilyvät itse karkean endoplasmisen retikulumin kalvon sisällä.
On tiettyjä proteiineja, jotka lähetetään karkean endoplasmisen retikulumin sisällä olevaan tilaan. Tässä tilassa, jota kutsutaan myös luumeniksi, tietyt proteiinit taittuvat, muokkautuvat ja kootaan. Joihinkin näistä proteiineista lisätään sokeriryhmiä, jotka muodostavat glykoproteiineja. Samoin osa näistä uusista proteiineista kuljetetaan ulos endoplasmisesta retikulumista, kun taas osa jää endoplasmisen retikulumin sisälle suorittamaan siellä tehtäviä.
Lumen on myös paikka, jossa endoplasminen retikulumi tekee ”laadunvalvontaa”. Kun lumeniin kertyy väärin taitettuja tai muuten virheellisiä proteiineja, käynnistyy unfolded protein response (tai UPR). Tämä kertoo solulle, että sen on vähennettävä tuottamiensa proteiinien määrää ja samalla parannettava endoplasmisen retikulumin proteiinien taittumiskykyä. Jos ongelma ei korjaannu itsestään, se käynnistää apoptoosin eli ohjelmoidun solukuoleman.
Yksi erittäin hieno huomio: karkean endoplasmisen retikulumin ribosomit eivät ole pysyvästi kiinni itse kalvossa. Tämä tarkoittaa, että uudet ribosomit voivat irrota ja kiinnittyä sen mukaan, mitä proteiineja solu tarvitsee!
CFCF/Wikimedia Commons
Sileä endoplasminen retikulum
Toisin kuin karkeassa endoplasmisessa retikulumissa, sileässä endoplasmisessa retikulumissa ei ole kiinnittyneenä ribosomeja. Tämä saa sen näyttämään sileältä – mistä se on saanut nimensä!
Sileän endoplasmisen retikulumin tehtävänä on lähes yksinomaan valmistaa lipidejä, kuten fosfolipidejä ja kolesterolia. Se, miten näitä lipidejä käytetään, riippuu solutyypistä. Lipidejä voidaan käyttää uusien solukalvojen luomiseen, hormonien luomiseen ja energian varastointiin.
Sileä endoplasminen retikulum auttaa myös solun myrkyttömyydessä muuntamalla myrkyllisiä orgaanisia kemikaaleja turvallisemmiksi, vesiliukoisiksi tuotteiksi. Hauska fakta: kun myrkkyjä on paljon, sileä endoplasminen retikulum voi kaksinkertaistaa pinta-alansa auttaakseen niiden poistamisessa. Se palaa sitten normaalikokoon sen jälkeen, kun myrkyt on poistettu. Maksasoluissa on suuria määriä sileää endoplasmista verkkokalvoa juuri tätä tarkoitusta varten!
Loppujen lopuksi on olemassa eräänlainen erikoistunut sileä endoplasminen retikulum, jota kutsutaan sarkoplasmiseksi retikulumiksi. Sarkoplasminen retikulum löytyy lihassoluista ja sitä käytetään varastoimaan kalsiumioneja, joita lihakset tarvitsevat toimiakseen. Kun lihakset kokevat jatkuvaa toimintaa, sarkoplasminen retikulum voi vapauttaa varastoituja kalsiumioneja auttaakseen lihaksia toimimaan.
Lisäresursseja
Jos olet lukenut tämän oppaan läpi ja haluat silti tietää lisää endoplasmisen retikulumin toiminnasta, tässä on muutama muu resurssi, joihin voit tutustua.
Khan Academy
Khan Academyssa on valtavasti maksuttomia resursseja kaikenlaisista aiheista, mukaan lukien solun rakenne. Heidän videonsa endoplasmisesta retikulumista on todella hyödyllinen, ja heidän sivuillaan on myös artikkeleita siitä.
The British Society for Cell Biology
The British Society for Cell Biology on brittiläinen voittoa tavoittelematon järjestö, joka on omistautunut edistämään solubiologista tutkimusta, johon kuuluu myös tiedon jakaminen. Yksi tapa, jolla he tekevät tämän, on opetusmateriaali, jota he jakavat verkkosivuillaan. Heidän softCell-verkko-opetusportaalissaan on paljon hyvää tietoa kaikista solun organelleista, mukaan lukien endoplasminen retikulum.
CrashCourse
Kuka sanoi, että opiskelun täytyy olla tylsää? CrashCourse-kanava YouTubessa, jota isännöi kukaan muu kuin VlogBrothersista tutut John ja Hank Green, tähtää hauskan ja informatiivisen opetussisällön luomiseen. Hankin eläinsoluja käsittelevä sarja on loistava tietolähde, ja sarjan neljäs video (Eukaryopolis!) antaa sinulle yleiskatsauksen endoplasmisesta retikulumista.
Mitä seuraavaksi?
Tarvitsetko kertausta muustakin kuin endoplasmisesta retikulumista ennen AP-biologian kokeeseen valmistautumista? Työkirjan tai oppikirjan nappaaminen saattaa olla paras vaihtoehtosi. Tässä on kuratoitu lista parhaista AP-biologian kirjoista, jotka auttavat sinua opiskelemaan kovemmin ja älykkäämmin.
Jos AP-biologian koe tuntuu ylivoimaiselta, et ole yksin. On paljon opiskelijoita, jotka kokevat tämän kokeen hankalaksi! Siksi olemme koonneet täydellisen AP-biologian kertauksen oppaan. Siinä on eritelty kaikki aiheet, jotka voivat esiintyä kokeessa, jotta voit selvittää tarkalleen, mitä sinun on opiskeltava. (Se sisältää myös hyviä opiskeluvinkkejä!)
Paras tapa selvittää, oletko valmistautunut AP-biologian kokeeseen, on tehdä harjoitustentti. Tässä on luettelo kaikista saatavilla olevista AP biologian harjoituskokeista. Ja paras uutinen? Ne ovat ilmaisia!
Onko sinulla ystäviä, jotka myös tarvitsevat apua kokeeseen valmistautumisessa? Jaa tämä artikkeli!
Ashley Sufflé Robinson on väitellyt tohtoriksi 1800-luvun englantilaisesta kirjallisuudesta. PrepScholarin sisältökirjoittajana Ashley haluaa intohimoisesti antaa collegeen pyrkiville opiskelijoille syvällistä tietoa, jota he tarvitsevat päästäkseen unelmiensa kouluun.