Informatie

5.16: Het endomembraansysteem - biologie


leerdoelen

  • Beschrijf de structuur en functie van de kern en het kernmembraan
  • Beschrijf de structuur, functie en componenten van het endomembraansysteem

Het endomembraansysteem (endo = binnen) is een groep membranen en organellen (Figuur 1) in eukaryote cellen die samenwerken om lipiden en eiwitten te modificeren, te verpakken en te transporteren. Het omvat de nucleaire envelop, lysosomen (die alleen in dierlijke cellen voorkomen), blaasjes, het endoplasmatisch reticulum en het Golgi-apparaat, dat we binnenkort zullen bespreken.

De kern

Meestal is de kern het meest prominente organel in een cel (Figuur 1). De kern (meervoud = kernen) herbergt het DNA van de cel in de vorm van chromatine en stuurt de synthese van ribosomen en eiwitten aan. Laten we het in meer detail bekijken (Figuur 1).

De nucleaire envelop is een dubbelmembraanstructuur die het buitenste deel van de kern vormt (Figuur 1). Zowel de binnen- als buitenmembranen van de nucleaire envelop zijn fosfolipide dubbellagen.

De nucleaire envelop is doorspekt met poriën die de doorgang van ionen, moleculen en RNA tussen het nucleoplasma en het cytoplasma regelen.

Om chromatine te begrijpen, is het nuttig om eerst naar chromosomen te kijken. Chromosomen zijn structuren in de kern die bestaan ​​uit DNA, het erfelijk materiaal en eiwitten. Deze combinatie van DNA en eiwitten wordt chromatine genoemd. In eukaryoten zijn chromosomen lineaire structuren. Elke soort heeft een specifiek aantal chromosomen in de kern van zijn lichaamscellen. Bij mensen is het aantal chromosomen bijvoorbeeld 46, terwijl bij fruitvliegen het aantal chromosomen acht is.

Chromosomen zijn alleen zichtbaar en van elkaar te onderscheiden als de cel zich gaat delen. Wanneer de cel zich in de groei- en onderhoudsfase van zijn levenscyclus bevindt, lijken de chromosomen op een afgewikkelde, verwarde bos draden, het chromatine.

We weten al dat de kern de synthese van ribosomen stuurt, maar hoe doet hij dit? Sommige chromosomen hebben stukjes DNA die coderen voor ribosomaal RNA. Een donker kleurend gebied in de kern, de nucleolus (meervoud = nucleoli), aggregeert het ribosomale RNA met bijbehorende eiwitten om de ribosomale subeenheden samen te stellen die vervolgens door de kernporiën naar het cytoplasma worden getransporteerd.

Het endoplasmatisch reticulum

Het endoplasmatisch reticulum (ER) (Figuur 1) is een reeks onderling verbonden vliezige tubuli die gezamenlijk eiwitten wijzigen en lipiden synthetiseren. Deze twee functies worden echter uitgevoerd in afzonderlijke gebieden van het endoplasmatisch reticulum: respectievelijk het ruwe endoplasmatisch reticulum en het gladde endoplasmatisch reticulum.

Het holle gedeelte van de ER-tubuli wordt het lumen of de cisternale ruimte genoemd. Het membraan van het ER, een fosfolipide dubbellaag ingebed met eiwitten, is continu met de nucleaire envelop.

Het ruwe endoplasmatisch reticulum (RER) wordt zo genoemd omdat de ribosomen die aan het cytoplasmatische oppervlak zijn bevestigd, het een bezaaid uiterlijk geven wanneer het door een elektronenmicroscoop wordt bekeken.

De ribosomen synthetiseren eiwitten terwijl ze aan het ER zijn gehecht, wat resulteert in de overdracht van hun nieuw gesynthetiseerde eiwitten naar het lumen van het RER waar ze modificaties ondergaan, zoals vouwen of toevoeging van suikers. Het RER maakt ook fosfolipiden voor celmembranen.

Als de fosfolipiden of gemodificeerde eiwitten niet voorbestemd zijn om in het RER te blijven, worden ze verpakt in blaasjes en vanuit het RER getransporteerd door uit het membraan te ontluiken (Figuur 1). Aangezien het RER betrokken is bij het modificeren van eiwitten die door de cel worden uitgescheiden, is het overvloedig aanwezig in cellen die eiwitten afscheiden, zoals de lever.

Het gladde endoplasmatisch reticulum (SER) is continu met de RER, maar heeft weinig of geen ribosomen op het cytoplasmatische oppervlak (zie figuur 1). De functies van de SER omvatten de synthese van koolhydraten, lipiden (inclusief fosfolipiden) en steroïde hormonen; ontgifting van medicijnen en vergiften; alcoholmetabolisme; en opslag van calciumionen.

Het Golgi-apparaat

We hebben al vermeld dat blaasjes uit de ER kunnen ontluiken, maar waar gaan de blaasjes heen? Voordat ze hun eindbestemming bereiken, moeten de lipiden of eiwitten in de transportblaasjes worden gesorteerd, verpakt en gelabeld, zodat ze op de juiste plaats terechtkomen. Het sorteren, labelen, verpakken en distribueren van lipiden en eiwitten vindt plaats in het Golgi-apparaat (ook wel het Golgi-lichaam genoemd), een reeks afgeplatte vliezige zakjes (Figuur 2).

Het Golgi-apparaat heeft een ontvangende (cis) gezicht nabij het endoplasmatisch reticulum en een loslatende (trans) gezicht aan de kant weg van het ER, in de richting van het celmembraan. De transportblaasjes die zich vanuit het ER vormen, reizen naar het ontvangende vlak, smelten ermee samen en lozen hun inhoud in het lumen van het Golgi-apparaat. Terwijl de eiwitten en lipiden door de Golgi reizen, ondergaan ze verdere modificaties. De meest voorkomende wijziging is de toevoeging van korte ketens van suikermoleculen. De nieuw gemodificeerde eiwitten en lipiden worden vervolgens gelabeld met kleine moleculaire groepen zodat ze naar hun juiste bestemming worden geleid.

Ten slotte worden de gemodificeerde en gelabelde eiwitten verpakt in blaasjes die uit de tegenoverliggende zijde van de Golgi ontluiken. Terwijl sommige van deze blaasjes, transportblaasjes, hun inhoud in andere delen van de cel afzetten waar ze zullen worden gebruikt, smelten andere, secretoire blaasjes, met het plasmamembraan en geven hun inhoud af buiten de cel.

De hoeveelheid Golgi in verschillende celtypen illustreert opnieuw dat vorm de functie binnen cellen volgt. Cellen die veel secretoire activiteit uitoefenen (zoals cellen van de speekselklieren die spijsverteringsenzymen afscheiden of cellen van het immuunsysteem die antilichamen afscheiden) hebben een overvloedig aantal Golgi.

In plantencellen heeft de Golgi een extra rol bij het synthetiseren van polysachariden, waarvan sommige in de celwand worden opgenomen en waarvan sommige in andere delen van de cel worden gebruikt.

Oefenvraag

Waarom doet de cis gezicht van de Golgi niet naar het plasmamembraan gericht is?

[oefengebied rijen=”2″][/oefengebied]
[reveal-answer q=”453156″]Antwoord weergeven[/reveal-answer]
[hidden-answer a=”453156″]Omdat dat gezicht chemicaliën ontvangt van de ER, die zich in het midden van de cel bevindt.[/hidden-answer]


Meestal is de kern het meest prominente organel in een cel (Figuur 1). De kern (meervoud = kernen) herbergt het DNA van de cel in de vorm van chromatine en stuurt de synthese van ribosomen en eiwitten aan. Laten we het in meer detail bekijken (Figuur 1).

Figuur 1. De buitenste grens van de kern is de nucleaire envelop. Merk op dat de nucleaire envelop bestaat uit twee fosfolipide dubbellagen (membranen) - een buitenmembraan en een binnenmembraan - in tegenstelling tot het plasmamembraan, dat uit slechts één fosfolipidedubbellaag bestaat. (credit: wijziging werk door NIGMS, NIH)

De nucleaire envelop is een dubbelmembraanstructuur die het buitenste deel van de kern vormt (Figuur 1). Zowel de binnen- als buitenmembranen van de nucleaire envelop zijn fosfolipide dubbellagen.

De nucleaire envelop is doorspekt met poriën die de doorgang van ionen, moleculen en RNA tussen het nucleoplasma en het cytoplasma regelen.

Om chromatine te begrijpen, is het nuttig om eerst naar chromosomen te kijken. Chromosomen zijn structuren in de kern die bestaan ​​uit DNA, het erfelijk materiaal en eiwitten. Deze combinatie van DNA en eiwitten wordt chromatine genoemd. In eukaryoten zijn chromosomen lineaire structuren. Elke soort heeft een specifiek aantal chromosomen in de kern van zijn lichaamscellen. Bij mensen is het aantal chromosomen bijvoorbeeld 46, terwijl bij fruitvliegen het aantal chromosomen acht is.

Chromosomen zijn alleen zichtbaar en van elkaar te onderscheiden als de cel zich gaat delen. Wanneer de cel zich in de groei- en onderhoudsfase van zijn levenscyclus bevindt, lijken de chromosomen op een afgewikkelde, verwarde bos draden, het chromatine.

We weten al dat de kern de synthese van ribosomen stuurt, maar hoe doet hij dit? Sommige chromosomen hebben stukjes DNA die coderen voor ribosomaal RNA. Een donker kleurend gebied in de kern, de nucleolus (meervoud = nucleoli), aggregeert het ribosomale RNA met bijbehorende eiwitten om de ribosomale subeenheden samen te stellen die vervolgens door de kernporiën naar het cytoplasma worden getransporteerd.


4.4 Het endomembraansysteem en eiwitten

In deze sectie onderzoek je de volgende vragen:

  • Wat is de relatie tussen de structuur en functie van de componenten van het endomembraansysteem, vooral met betrekking tot de synthese van eiwitten?

Aansluiting voor AP ® Cursussen

Naast de aanwezigheid van kernen, onderscheiden eukaryote cellen zich door een endomembraansysteem dat het plasmamembraan, de nucleaire envelop, lysosomen, blaasjes, endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat omvat. Deze subcellulaire componenten werken samen om eiwitten en lipiden te modificeren, labelen, verpakken en transporteren. Het ruw endoplasmatisch reticulum (RER) met zijn aangehechte ribosomen is de plaats van eiwitsynthese en -modificatie. Het gladde endoplasmatisch reticulum (SER) synthetiseert koolhydraten, lipiden waaronder fosfolipiden en cholesterol, en steroïde hormonen houden zich bezig met de ontgifting van medicijnen en vergiften en slaan calciumionen op. Lysosomen verteren macromoleculen, recyclen versleten organellen en vernietigen ziekteverwekkers. Net zoals je lichaam verschillende organen gebruikt die samenwerken, gebruiken cellen deze organellen om specifieke functies uit te voeren. Eiwitten die in het RER worden gesynthetiseerd, reizen bijvoorbeeld naar het Golgi-apparaat voor modificatie en verpakking voor opslag of transport. Als deze eiwitten hydrolytische enzymen zijn, kunnen ze worden opgeslagen in lysosomen. Mitochondriën produceren de energie die nodig is voor deze processen. Deze functionele stroom door verschillende organellen, een proces dat afhankelijk is van energie die door weer een ander organel wordt geproduceerd, dient als een kenmerkende illustratie van de complexe, onderling verbonden afhankelijkheid van de cel van zijn organellen.

De gepresenteerde informatie en de voorbeelden die worden benadrukt in de sectie ondersteunen concepten en leerdoelen die worden beschreven in Big Idea 2 en Big Idea 4 van het AP ® Biology Curriculum Framework. De leerdoelen die in het leerplankader worden vermeld, bieden een transparante basis voor de AP ® Biologie-cursus, een op onderzoek gebaseerde laboratoriumervaring, educatieve activiteiten en AP ® -examenvragen. Een leerdoel voegt vereiste inhoud samen met een of meer van de zeven wetenschapspraktijken.

Groot idee 2 Biologische systemen gebruiken vrije energie en moleculaire bouwstenen om te groeien, te reproduceren en om dynamische homeostase te behouden.
Blijvend begrip 2.B Groei, reproductie en dynamische homeostase vereisen dat cellen interne omgevingen creëren en onderhouden die verschillen van hun externe omgevingen.
Essentiële kennis 2.B.3 Eukaryotische cellen behouden interne membranen die de cel verdelen in gespecialiseerde regio's.
wetenschap praktijk 6.2 De student kan verklaringen van fenomenen construeren op basis van wetenschappelijke bewijzen.
Leerdoel 2.13 De student kan uitleggen hoe interne membranen en organellen bijdragen aan celfuncties.
Groot idee 4 Biologische systemen interageren, en deze systemen en hun interacties bezitten complexe eigenschappen.
Blijvend begrip 4.A Interacties binnen biologische systemen leiden tot complexe eigenschappen.
Essentiële kennis 4.A.2 De structuur en functie van subcellulaire componenten en hun interacties zorgen voor essentiële cellulaire processen.
wetenschap praktijk 6.2 De student kan verklaringen van fenomenen construeren op basis van wetenschappelijke bewijzen.
Leerdoel 4.5 De student is in staat om op basis van wetenschappelijk bewijs verklaringen te construeren over hoe interacties van subcellulaire structuren voor essentiële functies zorgen.

Ondersteuning voor docenten

Studenten hebben hulp nodig bij het visualiseren van het endomembraansysteem. Leg bijvoorbeeld uit hoe het binnenste membraanoppervlak van een blaasje naar de buitenkant van de cel zal zijn gericht, zodra het blaasje met het plasmamembraan versmelt. Gebruik elastiekjes om blaasjes te simuleren en markeer de binnenkant met een scherp voorwerp of een pen. Volg de inktmarkeringen terwijl de "vesikel"-rubberband versmelt met het celmembraan (knip de rubberen band af om de fusie die wordt gemodelleerd te vergemakkelijken.)

Studenten denken misschien dat alle ribosomen vastzitten aan het ruwe endoplasmatisch reticulum. Benadruk dat er ook vrije ribosomen zijn. Ze worden gevonden in het cytosol waar ze betrokken zijn bij de synthese van cytosolische eiwitten, die in het cytosol blijven. Vrije en gebonden ribosomen zijn identiek van structuur. Individuele ribosomen wisselen naar behoefte tussen vrije en membraangebonden posities.

Mitochondriën en chloroplasten bevatten ook ribosomen die lijken op die van prokaryoten. Deze observatie is een van de argumenten voor de endosymbiotische theorie.

"Glad endoplasmatisch reticulum is niet zo belangrijk als het ruwe endoplasmatisch reticulum." Nee, beide endomembraannetwerken spelen een belangrijke rol in het leven van een cel.

De Science Practice Challenge-vragen bevatten aanvullende testvragen voor dit gedeelte die u zullen helpen bij de voorbereiding op het AP-examen. Deze vragen hebben betrekking op de volgende normen:
[APLO 4.6]

Het endoplasmatisch reticulum

Het endomembraansysteem (endo = "binnen") is een groep membranen en organellen (Figuur 4.18) in eukaryote cellen die samenwerken om lipiden en eiwitten te modificeren, te verpakken en te transporteren. Het omvat de nucleaire envelop, lysosomen en blaasjes, die we al hebben genoemd, en het endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat, die we binnenkort zullen bespreken. Hoewel technisch niet binnenin de cel, het plasmamembraan is opgenomen in het endomembraansysteem omdat het, zoals je zult zien, interageert met de andere endomembraneuze organellen. Het endomembraansysteem omvat niet de membranen van mitochondriën of chloroplasten.

Visuele verbinding

  1. Het blaasje reist van het endoplasmatisch reticulum om ingebed te worden in het plasmamembraan.
  2. Het blaasje reist van het Golgi naar het plasmamembraan om het eiwit naar buiten af ​​te geven.
  3. Het blaasje reist van het endoplasmatisch reticulum naar het plasmamembraan en keert terug naar het Golgi-apparaat om gemodificeerd te worden.
  4. Het blaasje beweegt van het endoplasmatisch reticulum naar het cytoplasmatische gebied en blijft daar.

Het endoplasmatisch reticulum (ER) (Figuur 4.18) is een reeks onderling verbonden vliezige zakjes en tubuli die gezamenlijk eiwitten modificeren en lipiden synthetiseren. Deze twee functies worden echter uitgevoerd in afzonderlijke gebieden van het ER: respectievelijk het ruwe ER en het gladde ER.

Het holle gedeelte van de ER-tubuli wordt het lumen of de cisternale ruimte genoemd. Het membraan van het ER, een fosfolipide dubbellaag ingebed met eiwitten, is continu met de nucleaire envelop.

Ruwe ER

Het ruw endoplasmatisch reticulum (RER) wordt zo genoemd omdat de ribosomen die aan het cytoplasmatische oppervlak zijn bevestigd, het een noppenachtig uiterlijk geven wanneer het door een elektronenmicroscoop wordt bekeken (Figuur 4.19).

Ribosomen brengen hun nieuw gesynthetiseerde eiwitten over naar het lumen van de RER waar ze structurele modificaties ondergaan, zoals vouwing of de verwerving van zijketens. Deze gemodificeerde eiwitten zullen worden opgenomen in celmembranen - het membraan van het ER of die van andere organellen - of worden uitgescheiden door de cel (zoals eiwithormonen, enzymen). Het RER maakt ook fosfolipiden voor celmembranen.

Als de fosfolipiden of gemodificeerde eiwitten niet voorbestemd zijn om in het RER te blijven, zullen ze hun bestemming bereiken via transportblaasjes die uit het membraan van het RER ontluiken (Figuur 4.18).

Aangezien het RER betrokken is bij het modificeren van eiwitten (zoals enzymen, bijvoorbeeld) die door de cel worden uitgescheiden, zou je gelijk hebben als je aanneemt dat het RER overvloedig aanwezig is in cellen die eiwitten afscheiden. Dit is bijvoorbeeld het geval bij cellen van de lever.

Gladde ER

Het gladde endoplasmatisch reticulum (SER) loopt door met het RER, maar heeft weinig of geen ribosomen op het cytoplasmatische oppervlak (Figuur 4.18). Functies van de SER omvatten de synthese van koolhydraten, lipiden en steroïde hormonen, ontgifting van medicijnen en vergiften en opslag van calciumionen.

In spiercellen is een gespecialiseerde SER, het sarcoplasmatisch reticulum genaamd, verantwoordelijk voor de opslag van de calciumionen die nodig zijn om de gecoördineerde samentrekkingen van de spiercellen op gang te brengen.

Link naar leren

U kunt hier een uitstekende animatie van het endomembraansysteem bekijken.

  1. Het endomembraansysteem verwerkt en verzendt eiwitten die door de kern worden gespecificeerd. In de kern wordt DNA gebruikt om RNA te maken dat de kern verlaat en het cytoplasma van de cel binnengaat. De ribosomen op het ruwe ER gebruiken het RNA om de verschillende soorten eiwitten te creëren die het lichaam nodig heeft.
  2. Het endomembraansysteem verwerkt en verzendt eiwitten die door de kern worden gespecificeerd. Vanuit de kern verlaat het DNA het cytoplasma van de cel en gaat het binnen. De ribosomen op het ruwe ER gebruiken het DNA om de verschillende soorten eiwitten te maken die het lichaam nodig heeft.
  3. Het endomembraansysteem verwerkt en verzendt eiwitten die door de kern worden gespecificeerd. In de kern wordt DNA gebruikt om RNA te maken dat de kern verlaat en het cytoplasma van de cel binnengaat. Het gladde ER gebruikt het RNA om de verschillende soorten eiwitten te creëren die het lichaam nodig heeft.
  4. Het endomembraansysteem verwerkt en verzendt eiwitten die door de kern worden gespecificeerd. In de kern wordt DNA gebruikt om RNA te maken dat de kern verlaat en het cytoplasma van de cel binnengaat. De ribosomen op het gladde ER gebruiken het RNA om de verschillende soorten eiwitten te maken die het lichaam nodig heeft.

Carrièreverbinding

Cardioloog

Hart-en vaatziekten is de belangrijkste doodsoorzaak in de Verenigde Staten. Dit is voornamelijk te wijten aan onze sedentaire levensstijl en onze hoge transvet-diëten.

Hartfalen is slechts een van de vele invaliderende hartaandoeningen. Hartfalen betekent niet dat het hart niet meer werkt. Het betekent eerder dat het hart niet met voldoende kracht kan pompen om zuurstofrijk bloed naar alle vitale organen te transporteren. Indien onbehandeld, kan hartfalen leiden tot nierfalen en falen van andere organen.

De wand van het hart bestaat uit hartspierweefsel. Hartfalen treedt op wanneer de endoplasmatische reticula van hartspiercellen niet goed functioneren. Hierdoor zijn er onvoldoende calciumionen beschikbaar om een ​​voldoende contractiele kracht teweeg te brengen.

Cardiologen (cardi- = "hart" -oloog = "iemand die studeert") zijn artsen die gespecialiseerd zijn in de behandeling van hartaandoeningen, waaronder hartfalen. Cardiologen kunnen een diagnose van hartfalen stellen via lichamelijk onderzoek, resultaten van een elektrocardiogram (ECG, een test die de elektrische activiteit van het hart meet), een thoraxfoto om te zien of het hart vergroot is en andere tests. Als hartfalen wordt gediagnosticeerd, zal de cardioloog doorgaans geschikte medicijnen voorschrijven en een vermindering van de inname van tafelzout en een oefenprogramma onder toezicht aanbevelen.

Het Golgi-apparaat

We hebben al vermeld dat blaasjes uit de ER kunnen ontluiken en hun inhoud ergens anders heen kunnen transporteren, maar waar gaan de blaasjes heen? Voordat ze hun eindbestemming bereiken, moeten de lipiden of eiwitten in de transportblaasjes nog worden gesorteerd, verpakt en gelabeld, zodat ze op de juiste plaats terechtkomen. Het sorteren, labelen, verpakken en distribueren van lipiden en eiwitten vindt plaats in het Golgi-apparaat (ook wel het Golgi-lichaam genoemd), een reeks afgeplatte membranen (Figuur 4.20).

De ontvangende kant van het Golgi-apparaat wordt de genoemd cis gezicht. De andere kant heet de trans gezicht. De transportblaasjes die gevormd zijn uit het ER reizen naar de cis gezicht, versmelten ermee, en leeg hun inhoud in het lumen van het Golgi-apparaat. Terwijl de eiwitten en lipiden door de Golgi reizen, ondergaan ze verdere modificaties waardoor ze kunnen worden gesorteerd. De meest voorkomende wijziging is de toevoeging van korte ketens van suikermoleculen. Deze nieuw gemodificeerde eiwitten en lipiden worden vervolgens gelabeld met fosfaatgroepen of andere kleine moleculen, zodat ze naar hun juiste bestemming kunnen worden geleid.

Ten slotte worden de gemodificeerde en gelabelde eiwitten verpakt in secretoire blaasjes die ontluiken uit de trans gezicht van de Golgi. Terwijl sommige van deze blaasjes hun inhoud afzetten in andere delen van de cel waar ze zullen worden gebruikt, versmelten andere secretoire blaasjes met het plasmamembraan en geven hun inhoud af buiten de cel.

In een ander voorbeeld van vormvolgende functie hebben cellen die veel secretoire activiteit uitoefenen (zoals cellen van de speekselklieren die spijsverteringsenzymen afscheiden of cellen van het immuunsysteem die antilichamen afscheiden) een overvloed aan Golgi.

In plantencellen heeft het Golgi-apparaat de extra rol van het synthetiseren van polysachariden, waarvan sommige in de celwand worden opgenomen en waarvan sommige in andere delen van de cel worden gebruikt.

Carrièreverbinding

Geneticus

Veel ziekten komen voort uit genetische mutaties die de synthese van cruciale eiwitten verhinderen. Een dergelijke ziekte is de ziekte van Lowe (ook wel oculocerebrorenaal syndroom genoemd, omdat het de ogen, hersenen en nieren aantast). Bij de ziekte van Lowe is er een tekort aan een enzym dat zich in het Golgi-apparaat bevindt. Kinderen met de ziekte van Lowe worden geboren met cataract, ontwikkelen meestal een nierziekte na het eerste levensjaar en hebben mogelijk verminderde mentale vermogens.

De ziekte van Lowe is een genetische ziekte die wordt veroorzaakt door een mutatie op het X-chromosoom. Het X-chromosoom is een van de twee menselijke geslachtschromosomen, omdat deze chromosomen het geslacht van een persoon bepalen. Vrouwtjes hebben twee X-chromosomen, terwijl mannen één X- en één Y-chromosoom hebben. Bij vrouwen komen de genen op slechts één van de twee X-chromosomen tot expressie. Vrouwen die het ziekte-gen van Lowe op een van hun X-chromosomen dragen, zijn drager en vertonen geen symptomen van de ziekte. Mannen hebben echter maar één X-chromosoom en de genen op dit chromosoom komen altijd tot expressie. Daarom zullen mannen altijd de ziekte van Lowe hebben als hun X-chromosoom het gen voor de ziekte van Lowe draagt. De locatie van het gemuteerde gen, evenals de locaties van vele andere mutaties die genetische ziekten veroorzaken, is nu geïdentificeerd. Door middel van prenataal onderzoek kan een vrouw erachter komen of de foetus die ze bij zich draagt, mogelijk lijdt aan een van de verschillende genetische ziekten.

Genetici analyseren de resultaten van prenatale genetische tests en kunnen zwangere vrouwen adviseren over de beschikbare opties. Ze kunnen ook genetisch onderzoek doen dat leidt tot nieuwe medicijnen of voedingsmiddelen, of DNA-analyses uitvoeren die worden gebruikt in forensisch onderzoek.

Lysosomen

Naast hun rol als spijsverteringscomponent en organel-recyclingfaciliteit van dierlijke cellen, worden lysosomen beschouwd als onderdelen van het endomembraansysteem. Lysosomen gebruiken hun hydrolytische enzymen ook om ziekteverwekkers (ziekteverwekkende organismen) die de cel zouden kunnen binnendringen, te vernietigen. Een goed voorbeeld hiervan komt voor in een groep witte bloedcellen, macrofagen genaamd, die deel uitmaken van het immuunsysteem van uw lichaam. In een proces dat bekend staat als fagocytose of endocytose, dringt een deel van het plasmamembraan van de macrofaag naar binnen (vouwt zich in) en overspoelt een pathogeen. Het geïnvagineerde gedeelte, met de ziekteverwekker erin, knijpt zichzelf af van het plasmamembraan en wordt een blaasje. Het blaasje versmelt met een lysosoom. De hydrolytische enzymen van het lysosoom vernietigen vervolgens de ziekteverwekker (Figuur 4.21).

Science Practice Connection voor AP®-cursussen

Werkzaamheid

Zelfgemaakt celproject. Maak met behulp van goedkope en gewone huishoudelijke artikelen een model van een specifieke eukaryote cel (bijv. neuron, witte bloedcel, plantenwortelcel of Paramecium) die laat zien hoe ten minste drie organellen samenwerken om een ​​specifieke functie uit te voeren.

Denk er over na

Een bepaald celtype functioneert voornamelijk om eiwitten te synthetiseren voor export. Wat is de meest waarschijnlijke route die het nieuw gemaakte eiwit door de cel neemt? Onderbouw je voorspelling.

Ondersteuning voor docenten

De activiteit is een toepassing van Leerdoel 2.13 en Wetenschapspraktijk 6.2 en Leerdoel 4.6 en Wetenschapspraktijk 1.4, omdat studenten wordt gevraagd een model te maken dat verschillende organellen in een specifiek celtype beschrijft en vervolgens beschrijft hoe organellen samenwerken om een ​​karakteristieke functie uit te voeren. van de cel.

De Think About It-vraag is een toepassing van Leerdoel 4.4 en Science Practice 6.4 omdat leerlingen een voorspelling doen over de interacties van subcellulaire organellen bij het uitvoeren van een specifieke functie.

Het pad is ribosomen → ruw ER → blaasje → Golgi-apparaat → blaasje en loslaten. Gebruik informatie in de tekst.

Als Amazon Associate verdienen we aan in aanmerking komende aankopen.

Wilt u dit boek citeren, delen of wijzigen? Dit boek is Creative Commons Attribution License 4.0 en je moet OpenStax toeschrijven.

    Als u dit boek geheel of gedeeltelijk in gedrukte vorm opnieuw distribueert, moet u op elke fysieke pagina de volgende bronvermelding opnemen:

  • Gebruik de onderstaande informatie om een ​​citaat te genereren. We raden aan om een ​​citatietool zoals deze te gebruiken.
    • Auteurs: Julianne Zedalis, John Eggebrecht
    • Uitgever/website: OpenStax
    • Titel van het boek: Biologie voor AP®-cursussen
    • Publicatiedatum: 8 maart 2018
    • Locatie: Houston, Texas
    • Boek-URL: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/1-introduction
    • Sectie-URL: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/4-4-the-endomembrane-system-and-proteins

    © 12 januari 2021 OpenStax. Tekstboekinhoud geproduceerd door OpenStax is gelicentieerd onder een Creative Commons Attribution License 4.0-licentie. De OpenStax-naam, het OpenStax-logo, de OpenStax-boekomslagen, de OpenStax CNX-naam en het OpenStax CNX-logo zijn niet onderworpen aan de Creative Commons-licentie en mogen niet worden gereproduceerd zonder de voorafgaande en uitdrukkelijke schriftelijke toestemming van Rice University.


    Biologie 171

    Aan het einde van dit gedeelte kunt u het volgende doen:

    • Noem de componenten van het endomembraansysteem
    • Herken de relatie tussen het endomembraansysteem en zijn functies

    Het endomembraansysteem (endo = "binnen") is een groep membranen en organellen ((Figuur)) in eukaryote cellen die samenwerken om lipiden en eiwitten te modificeren, te verpakken en te transporteren. Het omvat de nucleaire envelop, lysosomen en blaasjes, die we al hebben genoemd, en het endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat, die we binnenkort zullen bespreken. Hoewel technisch niet binnenin de cel, het plasmamembraan is opgenomen in het endomembraansysteem omdat het, zoals je zult zien, interageert met de andere endomembraneuze organellen. Het endomembraansysteem omvat geen mitochondriën of chloroplastmembranen.


    Als een perifeer membraaneiwit zou worden gesynthetiseerd in het lumen (binnenkant) van het ER, zou het dan aan de binnen- of buitenkant van het plasmamembraan terechtkomen?

    Het endoplasmatisch reticulum

    Het endoplasmatisch reticulum (ER) ((Figuur)) is een reeks onderling verbonden vliezige zakjes en tubuli die gezamenlijk eiwitten modificeren en lipiden synthetiseren. Deze twee functies vinden echter plaats in afzonderlijke gebieden van het ER: respectievelijk het ruwe ER en het gladde ER.

    We noemen het holle gedeelte van de ER-tubuli het lumen of de cisternale ruimte. Het ER'8217s-membraan, een fosfolipide dubbellaag ingebed met eiwitten, is continu met de nucleaire envelop.

    Ruwe ER

    Wetenschappers hebben het ruwe endoplasmatisch reticulum (RER) als zodanig genoemd omdat de ribosomen die aan het cytoplasmatische oppervlak zijn bevestigd, het een bezaaid uiterlijk geven wanneer het door een elektronenmicroscoop wordt bekeken ((figuur)).


    Ribosomen brengen hun nieuw gesynthetiseerde eiwitten over naar het lumen van de RER, waar ze structurele modificaties ondergaan, zoals het vouwen of verwerven van zijketens. Deze gemodificeerde eiwitten worden opgenomen in celmembranen - de ER of de ER'8217s of andere organellen'8217 membranen. De eiwitten kunnen ook uit de cel afscheiden (zoals eiwithormonen, enzymen). Het RER maakt ook fosfolipiden voor celmembranen.

    Als de fosfolipiden of gemodificeerde eiwitten niet voorbestemd zijn om in het RER te blijven, zullen ze hun bestemming bereiken via transportblaasjes die uit het membraan van het RER komen ((Figuur)).

    Aangezien het RER betrokken is bij het modificeren van eiwitten (zoals enzymen, bijvoorbeeld) die uit de cel worden uitgescheiden, zou je gelijk hebben als je aanneemt dat het RER overvloedig aanwezig is in cellen die eiwitten afscheiden. Dit is bijvoorbeeld het geval bij levercellen.

    Gladde ER

    Het gladde endoplasmatisch reticulum (SER) is continu met de RER, maar heeft weinig of geen ribosomen op het cytoplasmatische oppervlak ((Figuur)). SER-functies omvatten de synthese van koolhydraten, lipiden en steroïde hormonen, ontgifting van medicijnen en vergiften en het opslaan van calciumionen.

    In spiercellen is een gespecialiseerde SER, het sarcoplasmatisch reticulum, verantwoordelijk voor het opslaan van calciumionen die nodig zijn om de 8217 gecoördineerde contracties van de spiercellen te activeren.

    Cardioloog Hart-en vaatziekten is de belangrijkste doodsoorzaak in de Verenigde Staten. Dit is voornamelijk te wijten aan onze sedentaire levensstijl en onze hoge transvet-diëten.

    Hartfalen is slechts een van de vele invaliderende hartaandoeningen. Hartfalen betekent niet dat het hart niet meer werkt. Het betekent eerder dat het hart niet met voldoende kracht kan pompen om zuurstofrijk bloed naar alle vitale organen te transporteren. Indien onbehandeld, kan hartfalen leiden tot nierfalen en ander orgaanfalen.

    Hartspierweefsel omvat de wand van het hart. Hartfalen treedt op wanneer de 8217 endoplasmatische reticula van de hartspiercellen niet goed functioneren. Hierdoor zijn er onvoldoende calciumionen beschikbaar om een ​​voldoende contractiele kracht teweeg te brengen.

    Cardiologen (cardi- = "hart" -oloog = "iemand die studeert") zijn artsen die gespecialiseerd zijn in de behandeling van hartaandoeningen, waaronder hartfalen. Cardiologen kunnen hartfalen diagnosticeren via een lichamelijk onderzoek, resultaten van een elektrocardiogram (ECG, een test die de elektrische activiteit van het hart meet), een thoraxfoto om te zien of het hart vergroot is en andere tests. Als de cardioloog hartfalen diagnosticeert, zal hij of zij doorgaans geschikte medicijnen voorschrijven en een verminderde inname van tafelzout en een begeleid oefenprogramma aanbevelen.

    Het Golgi-apparaat

    We hebben al vermeld dat blaasjes uit de ER kunnen ontluiken en hun inhoud ergens anders heen kunnen transporteren, maar waar gaan de blaasjes heen? Voordat ze hun eindbestemming bereiken, moeten de lipiden of eiwitten in de transportblaasjes nog gesorteerd, verpakt en gelabeld worden zodat ze op de juiste plaats terechtkomen. Het sorteren, labelen, verpakken en distribueren van lipiden en eiwitten vindt plaats in het Golgi-apparaat (ook wel het Golgi-lichaam genoemd), een reeks afgeplatte membranen ((Figuur)).


    We noemen het Golgi-apparaat '8217 de' cis gezicht. De andere kant is de trans gezicht. De transportblaasjes die gevormd zijn uit het ER reizen naar de cis gezicht, versmelten ermee en leeg de inhoud ervan in het lumen van het Golgi-apparaat. Terwijl de eiwitten en lipiden door de Golgi reizen, ondergaan ze verdere modificaties waardoor ze kunnen worden gesorteerd. De meest voorkomende wijziging is het toevoegen van korte suikermolecuulketens. Deze nieuw gemodificeerde eiwitten en lipiden labelen vervolgens met fosfaatgroepen of andere kleine moleculen om naar hun juiste bestemming te reizen.

    Ten slotte worden de gemodificeerde en gelabelde eiwitten verpakt in secretoire blaasjes die ontluiken uit de Golgi's8217s trans gezicht. Terwijl sommige van deze blaasjes hun inhoud afzetten in andere celdelen waar ze zullen worden gebruikt, versmelten andere secretoire blaasjes met het plasmamembraan en geven hun inhoud af buiten de cel.

    In een ander voorbeeld van vormvolgende functie hebben cellen die veel secretoire activiteit uitoefenen (zoals speekselkliercellen die spijsverteringsenzymen afscheiden of cellen van het immuunsysteem die antilichamen afscheiden) een overvloed aan Golgi.

    In plantencellen heeft het Golgi-apparaat de aanvullende rol van het synthetiseren van polysachariden, waarvan sommige in de celwand zijn opgenomen en waarvan andere door andere celdelen worden gebruikt.

    Geneticus Veel ziekten ontstaan ​​door genetische mutaties die de synthese van cruciale eiwitten verhinderen. Een dergelijke ziekte is de ziekte van Lowe (of oculocerebrorenaal syndroom, omdat het de ogen, hersenen en nieren aantast). Bij de ziekte van Lowe is er een tekort aan een enzym dat zich in het Golgi-apparaat bevindt. Kinderen met de ziekte van Lowe worden geboren met cataract, ontwikkelen meestal een nierziekte na het eerste levensjaar en hebben mogelijk verminderde mentale vermogens.

    Een mutatie op het X-chromosoom veroorzaakt de ziekte van Lowe. Het X-chromosoom is een van de twee menselijke geslachtschromosomen, omdat deze chromosomen het geslacht van een persoon bepalen. Vrouwtjes hebben twee X-chromosomen, terwijl mannen één X- en één Y-chromosoom hebben. Bij vrouwen komen de genen op slechts één van de twee X-chromosomen tot expressie. Vrouwen die het ziekte-gen van Lowe op een van hun X-chromosomen dragen, zijn drager en vertonen geen symptomen van de ziekte. Mannen hebben echter maar één X-chromosoom en de genen op dit chromosoom komen altijd tot expressie. Daarom zullen mannen altijd de ziekte van Lowe hebben als hun X-chromosoom het gen voor de ziekte van Lowe draagt. Genetici hebben de locatie van het gemuteerde gen geïdentificeerd, evenals vele andere locaties van mutaties die genetische ziekten veroorzaken. Door middel van prenataal onderzoek kan een vrouw erachter komen of de foetus die ze bij zich draagt, mogelijk lijdt aan een van de verschillende genetische ziekten.

    Genetici analyseren prenatale genetische testresultaten en kunnen zwangere vrouwen adviseren over de beschikbare opties. Ze kunnen ook genetisch onderzoek doen dat leidt tot nieuwe medicijnen of voedingsmiddelen, of DNA-analyses uitvoeren voor forensisch onderzoek.

    Lysosomen

    Naast hun rol als spijsverteringscomponent en organel-recyclingfaciliteit van dierlijke cellen, maken lysosomen deel uit van het endomembraansysteem. Lysosomen gebruiken hun hydrolytische enzymen ook om ziekteverwekkers (ziekteverwekkende organismen) die de cel zouden kunnen binnendringen, te vernietigen. Een goed voorbeeld hiervan komt voor in macrofagen, een groep witte bloedcellen die deel uitmaken van het immuunsysteem van uw lichaam. In een proces dat wetenschappers fagocytose of endocytose noemen, dringt een deel van het plasmamembraan van de macrofaag naar binnen (vouwt zich in) en overspoelt een pathogeen. Het geïnvagineerde gedeelte, met de ziekteverwekker erin, knijpt zichzelf af van het plasmamembraan en wordt een blaasje. Het blaasje versmelt met een lysosoom. De hydrolytische enzymen van het lysosoom vernietigen vervolgens de ziekteverwekker ((figuur)).


    Sectie Samenvatting

    Het endomembraansysteem omvat de nucleaire envelop, lysosomen, blaasjes, het ER- en Golgi-apparaat, evenals het plasmamembraan. Deze cellulaire componenten werken samen om eiwitten en lipiden die de membranen vormen, te modificeren, te verpakken, te labelen en te transporteren.

    Het RER modificeert eiwitten en synthetiseert fosfolipiden in celmembranen. De SER synthetiseert koolhydraten, lipiden en steroïde hormonen, houdt zich bezig met de ontgifting van medicijnen en vergiften en slaat calciumionen op. Het sorteren, labelen, verpakken en distribueren van lipiden en eiwitten vindt plaats in het Golgi-apparaat. Ontluikende RER- en Golgi-membranen creëren lysosomen. Lysosomen verteren macromoleculen, recyclen versleten organellen en vernietigen ziekteverwekkers.

    Kunstverbindingen

    (Figuur) Als een perifeer membraaneiwit zou worden gesynthetiseerd in het lumen (binnenkant) van het ER, zou het dan aan de binnen- of buitenkant van het plasmamembraan terechtkomen?

    (Figuur) Het zou aan de buitenkant eindigen. Nadat het blaasje door het Golgi-apparaat is gegaan en is versmolten met het plasmamembraan, keert het binnenstebuiten.

    Gratis antwoord

    Wat bedoelen we in de context van celbiologie met vorm volgt functie? Wat zijn ten minste twee voorbeelden van dit concept?

    "Vorm volgt functie" verwijst naar het idee dat de functie van een lichaamsdeel de vorm van dat lichaamsdeel dicteert. Vergelijk bijvoorbeeld je arm met de vleugel van een vleermuis. Terwijl de botten van de twee overeenkomen, hebben de delen verschillende functies in elk organisme en hun vormen zijn aangepast om die functie te volgen.

    Maakt volgens jou het kernmembraan deel uit van het endomembraansysteem? Waarom of waarom niet? Verdedig je antwoord.

    Aangezien het buitenoppervlak van het kernmembraan doorloopt in het ruwe endoplasmatisch reticulum, dat deel uitmaakt van het endomembraansysteem, is het correct om te zeggen dat het deel uitmaakt van het systeem.

    Woordenlijst


    Endomembraan systeem

    Het endomembraansysteem (endo = &ldquoin&rdquo) is een groep membranen en organellen (Figuur 17.2) in eukaryote cellen die samenwerken om lipiden en eiwitten te modificeren, te verpakken en te transporteren. Het omvat zowel de nucleaire enveloppe als:

    • Endoplasmatisch reticulum
    • Golgi-apparaat
    • endosomen
    • lysosomen
    • Vacuolen
    • peroxisomen

    Figuur 17.2: Interactie van de endomembraansystemen.

    Hoewel het zich technisch gezien niet in de cel bevindt, is het plasmamembraan opgenomen in het endomembraansysteem omdat het een interactie aangaat met de andere endomembraneuze organellen. Het endomembraansysteem omvat niet de mitochondriën. Het systeem van intracellulaire membranen is ontworpen om eiwitten te verplaatsen via zowel de secretoire route (constitutief of gereguleerd) als de endocytische routes.

    Het endoplasmatisch reticulum (ER)

    Het endoplasmatisch reticulum (ER) (Figuur 17.2) is een reeks onderling verbonden vliezige zakjes en tubuli die gezamenlijk eiwitten modificeren en lipiden synthetiseren. Deze twee functies vinden echter plaats in afzonderlijke gebieden van het ER: respectievelijk het ruwe ER en het gladde ER.

    Gladde ER

    Het gladde endoplasmatisch reticulum (SER) loopt door met het ruwe ER (RER), maar heeft weinig of geen ribosomen op het cytoplasmatische oppervlak. SER-functies omvatten de synthese van koolhydraten, lipiden en steroïde hormonen, ontgifting van medicijnen en vergiften en het opslaan van calciumionen. In spiercellen is een gespecialiseerde SER, het sarcoplasmatisch reticulum, verantwoordelijk voor de opslag van calciumionen die nodig zijn om de 700 gecoördineerde contracties van de spiercellen teweeg te brengen.

    Ruwe ER

    Wetenschappers hebben het ruwe endoplasmatisch reticulum (RER) als zodanig genoemd omdat de ribosomen die aan het cytoplasmatische oppervlak zijn bevestigd, het een bezaaid uiterlijk geven wanneer het door een elektronenmicroscoop wordt bekeken.

    Ribosomen brengen hun nieuw gesynthetiseerde eiwitten over naar het lumen van de RER, waar ze structurele modificaties ondergaan, zoals het vouwen of verwerven van zijketens. Deze gemodificeerde eiwitten nemen in celmembranen de ER- of andere organellen-membranen op. De eiwitten kunnen ook door de cel worden uitgescheiden (zoals eiwithormonen, enzymen). Het RER maakt ook fosfolipiden voor celmembranen.

    Als de fosfolipiden of gemodificeerde eiwitten niet voorbestemd zijn om in het RER te blijven, zullen ze hun bestemming bereiken via transportblaasjes die uit het membraan van de RER's 700 komen.

    Glycosylering

    Bijna alle RER-gesynthetiseerde eiwitten zijn geglycosyleerd met korte vertakte oligosachariden. Dit gebeurt op een N-gebonden manier op asparagineresiduen.

    Eiwitafbraak

    Als eiwitten niet goed worden gevouwen, kan dit bijdragen aan tal van ziekteprocessen die verband houden met misvouwingsgebeurtenissen. Doorgaans wordt vouwen in de ER vergemakkelijkt met behulp van chaperonnes (BiP), maar als het eiwit wordt gewijzigd (als gevolg van mutatie), kan dit leiden tot aggregatie. Accumulatie van BiP kan de ongevouwen eiwitrespons (UPR) initiëren (Figuur 17.3).

    Figuur 17.3: Uitgevouwen eiwitrespons in de RER.

    E3-ubiquitine-ligase is vaak verantwoordelijk voor het taggen van aggregaten met ubiquitine dat zich richt op het eiwit het proteasoom. Het proteasoom bestaat uit twee subeenheden (19S en 20S) om een ​​functioneel 26S-proteasoom te maken. Binnen het proteasoom worden de polypeptideketens teruggesplitst tot hun oorspronkelijke aminozuren en kunnen ze opnieuw worden gebruikt in andere translationele gebeurtenissen. Als de aggregaten zich in sommige gevallen echter ophopen, kunnen ze bijdragen aan een willekeurig aantal neurodegeneratieve aandoeningen.

    Golgi

    Wanneer eiwitten de RER verlaten, worden ze naar het Golgi vervoerd waar ze verdere post-translationele modificaties zullen ondergaan en naar hun eindbestemming zullen verhuizen. Deze modificaties omvatten het 'snoeien' van 700 van grote oligosachariden die in het RER waren gehecht, glycosylering, sulfatering en fosforylering. Bovendien vereisen sommige eiwitten Golgi-geassocieerde splitsing om een ​​volwassen eiwit te produceren dat klaar is voor handel.

    Het Golgi is verdeeld in Trans- en Cis-netwerken.

    • Cis Golgi ligt dicht bij het ER en sorteert eiwitten terug naar het ER.
    • Trans Golgi sorteert eiwitten in blaasjes die gebonden zijn aan het plasmamembraan en intracellulaire blaasjes.

    In de golgi vindt O-gebonden glycosylering plaats en worden de meeste mannose-residuen verwijderd. Dit wordt gedaan door een grote familie van enzymen die bekend staan ​​als glycosyltranferasen.


    Co-evolutie van eukaryote-achtige Vps4- en ESCRT-III-subeenheden in de Asgard Archaea

    De opkomst van het endomembraansysteem is een belangrijke stap in de evolutie van cellulaire complexiteit tijdens eukaryogenese. Het endosomale sorteercomplex dat nodig is voor transportmachines (ESCRT) is essentieel en vereist voor de functies van het endomembraansysteem in eukaryote cellen. Onlangs zijn genen geïdentificeerd die coderen voor eukaryote-achtige ESCRT-eiwitcomponenten in de genomen van Asgard archaea, een nieuw voorgesteld archaea superphylum waarvan wordt gedacht dat het de naaste bestaande prokaryotische verwanten van eukaryoten omvat. De structurele en functionele kenmerken van Asgard ESCRT blijven echter niet gekarakteriseerd. Hier laten we zien dat Vps4, Vps2/24/46 en Vps20/32/60, de belangrijkste functionele componenten van de Asgard ESCRT, samen eukaryoot-achtige structurele en functionele kenmerken ontwikkelden. Fylogenetische analyse toont aan dat Asgard Vps4, Vps2/24/46 en Vps20/32/60 nauw verwant zijn aan hun eukaryote tegenhangers. Moleculaire dynamische simulatie en biochemische testen geven aan dat Asgard Vps4 een eukaryoot-achtig microtubule-interactie- en transportdomein (MIT) bevat dat het verschillende type 1 MIT-interagerende motief en type 2 MIT-interagerende motief in Vps2/24/46 en Vps20/ bindt. 32/60, respectievelijk. De Asgard Vps4 is gedeeltelijk, maar veel efficiënter dan homologen van andere archaea, een aanvulling op de vps4 null mutant van Saccharomyces cerevisiae, wat de functionele overeenkomst tussen de membraanremodelleringsmachines van Asgard archaea en eukaryoten verder ondersteunt. Dit werk levert dus bewijs dat de ESCRT-complexen van Asgard archaea en eukaryoten evolutionair verwant en functioneel vergelijkbaar zijn. Dus, ondanks de schijnbare afwezigheid van endomembranen in Asgard archaea, lijkt de eukaryote ESCRT rechtstreeks te zijn geërfd van een Asgard-voorouder, om een ​​sleutelcomponent te worden van het opkomende endomembraansysteem.BELANG De ontdekking van Asgard archaea heeft de bestaande ideeën over de oorsprong van eukaryoten veranderd. Onderzoekers stellen voor dat eukaryote cellen zijn geëvolueerd uit Asgard archaea. Deze hypothese komt gedeeltelijk voort uit de aanwezigheid van meerdere eukaryote kenmerkende eiwitten in Asgard archaea, waaronder homologen van ESCRT-eiwitten die essentiële componenten zijn van het endomembraansysteem in eukaryoten. De structurele en functionele kenmerken van Asgard ESCRT blijven echter onbekend. Onze studie levert bewijs dat Asgard ESCRT functioneel vergelijkbaar is met de eukaryote tegenhangers, wat suggereert dat ondanks de schijnbare afwezigheid van endomembranen in archaea, eukaryote ESCRT werd geërfd van een Asgard archaeale voorouder, naast de opkomst van endomembraansysteem tijdens eukaryogenese.

    trefwoorden: Asgard archaea ESCRT endomembraansysteem eukaryogenese evolutie.

    Figuren

    Fylogenetische en aminozuurvolgorde...

    Fylogenetische en aminozuursequentieanalyse van de ESCRT-III-gerelateerde subeenheden in archaea en ...

    Fylogenetische en structurele analyse van…

    Fylogenetische en structurele analyse van de Asgard Vps4. (A) Ongewortelde maximale fylogenetische waarschijnlijkheid ...

    Vergelijking van de Vps4 (oppervlak…

    Vergelijking van de Vps4 (oppervlakteweergave, grijs) in complex met ESCRT-III-subeenheden (lint ...

    Functionele aanvulling van Saccharomyces cerevisiae...

    Functionele complementatie van Saccharomyces cerevisiae vps4 null-mutanten door Asgard Vps4. (A) Aanvulling…


    Bekijk de video: ENDOSYMBIOSIS (December 2021).