مواضيع المحاضرة: Endoplasmic reticulum
background image

The Endomembrane System  

Endoplasmic reticulum:   

 

All eukaryotic cells have an endoplasmic reticulum. 

    

 

 

 

The  E.R.  is  organized  into  a  network  of  branching  tubules,  vesicles  and 

flattened sacs (cisternae) that are interconnected and extending throughout the 

cytosol  ,so  the  E.R  .membrane  forms  a  continuous  sheet  inclosing  a  single 

internal  space  called  E.R.  lumen  or  E.R  cisternal  space.  A  portion  of  the  ER 

connects to the nuclear membrane. 

 

Some regions in the outer surface of the E.R are dotted with ribosomes called 

rough  E.R  (R.E.R),a  granular  appearance  .Regions  without  ribosomes  are 

called smooth E.R(S.E.R) 

                R.E.R                                                               S.E.R 

Have attached ribosomes                            doesn't have attached ribosomes 

Continuous with n. envelope                     continuous with R.E.R beside Golgi apparatus  

Primary site of protein synthesis                 primary site of macromolecules  

(Antibodies ,enzymes ,hormones)                                         (other than proteins phospholipids ,cholesterol)

 

 

In  R.E.R  most  of  the  protein  synthesized  in  cisternae  by  the  attached 

ribosomes  are  released  into  the  E.R.  lumen  ,enter  S.E.R  where  they  are 

package for transfer to Golgi apparatus by transport or small vesicles. 

        In  S.E.R  synthesized  macromolecules  such  as  the  phospholipids  and  some 

hormones that occur in membranes and has various other functions, depending        


background image

on  the  particular  cell.  In  the  testes,  it  produces  testosterone.  In  the  liver,  it     

helps detoxify drugs. 

.              Numerous  enzymes  embedded  in  the  inner  surface  of  E.R.  membrane 

facilitated  the  chemicals  reaction  for  macromolecules  .  S.E.R  is  also 

responsible  for  packaging  the  proteins  and  lipids  for  delivery  to  the  Golgi 

apparatus  .Synthesized  protein  and  lipids  collect  in  the  outer  most  layer  of 

S.E.R  ,then  small  portions  of  the  fluid  –filled  space  are  surrounded  by  E.R. 

membrane  and  pinched  off  forming  vesicles  (containing  fluid  proteins  and 

lipids)  then  migrate  to  the  Golgi  apparatus  membrane  and  release  their 

contents  into  the  Golgi  apparatus  for  further  processing  .The  dangerous 

chemicals  are  destroyed  (detoxified)by  enzymes  located  on  SER  as  detoxify 

drugs in the liver cell.

 

        Golgi apparatus: 

 

Is named for Italian scientist Camillo Golgi . 

 

Golgi apparatus consists of a stack of three to twenty slightly curved saccules. 

and present in cells that  are actively involved in secretion. 

 

Golgi apparatus have two sides (is a polarized structure) 

         1-Cis face (entry face )is concave face toward nucleus near ER,  

         2-Trans face (exit face ) is concave face toward the plasma membrane.  

 

The Golgi apparatus receives protein and/or lipid-filled vesicles that bud from 

the E.R.    

 

The  Golgi  apparatus  contains  enzymes  that  modify  proteins  and  lipids.  For 

example,  it  can  add  a  chain  of  sugars  to  proteins,  thereby  making  them 

glycoproteins  and  glycolipids,  which  are  molecules  found  in  the  plasma 

membrane. 

       The  vesicles  that  leave  the  Golgi  apparatus  move  about    the  cell.  Some            

vesicles  proceed  to  the  plasma  membrane,  where  they  discharge  their  contents. 

Because  this  secretion,  it  is  often  said  that  the  Golgi  apparatus  is  involved  in 


background image

processing, packaging, and secretion. Other vesicles that leave the Golgi apparatus 

are lysosomes. 

    

 

                      

 

            The Golgi apparatus works closely with R.E.R: 

            Protein  is  made  in  R.E.R→  stored  in  a  small  membrane  bound  called 

transferring  or  transporting  vesicles→  float  through  the  cytoplasm→  fuse 

with Golgi apparatus membrane in cis face →in this side the G.A. protein 

pass through the separate layer modified in different ways, carbohydrate are 

added → secretory vesicles  is formed → leave the G.A. in trans face side to 

different  location  in  the  cell  →some  vesicles  proceed  to  the  plasma 

membrane  .discharge  their  content  by  exocytosis.    Other  vesicles  are 

lysosomes.  

 

 

 

 

 


background image

 Lysosomes and Peroxisomes  

Both are produce by Golgi apparatus   

  vacuoles contain enzymes so powerful that they must kept within 

the vacuole to avoid damaging of the cell. 

  Peroxisome destroy various toxic wastes products in cell (like 

H

2

O

)and component that have entered the cell from outside (like 

alcohol)by detoxification process. 

Lysosomes (lyses +soma from Greek→ dissolution bodies)these vacuoles 

contain enzymes that break down the cell material itself by a process of 

self digestion or auto digestion so they are so dangerous to the life of the 

cell   

Lysosomes,  contain  hydrolytic  digestive  enzymes.  Sometimes 

macromolecules  are  brought  into  a  cell  by  vesicle  formation  at  the 

plasma  membrane.  When  a  lysosome  fuses  with  such  a  vesicle,  its 

contents are digested by lysosomal enzymes into simpler subunits that 

then enter the cytoplasm. 

Even  parts  of  a  cell  are  digested  by  its  own  lysosomes  (called  auto 

digestion).  Auto  digestion  is  also  important  during  development.  For 

example, the fingers of a human embryo are at first webbed, but they 

are freed from one another as a result of lysosomal action. 

 


background image

Lec:3 

The Plasma Membrane 

  A human cell, like all cells, is surrounded by an outer plasma membrane. 

The  plasma  membrane  marks  the  boundary  between  the  outside  and  the 

inside  of  the  cell.  Cell  membrane  are  vital  because  they  separate  the 

intracellular  and  extracellular  environment  and  prevent  the  loss  of 

enzymes nucleotides and other cellular molecules that are water  soluble . 

    Its function : 

 1-Regulate  transport  in  and  out  of  cell  or  sub  cellular  parts  by  its  selective    

permability features . 

 2-Allow cell recognition  

 3-Play role for cell-junction  

 4-Receive  signals    through  receptors  from  the  outside  environment  and 

transmits signals to organelles within cells like receptors for antigen ,hormones  

The structure: 

  It’s a double structure like ER by electron microscope show it as sandwich of   

fully  material  (phospholipids)  The  plasma  membrane  is  a  phospholipid 

bilayer  with  attached  or  embedded  proteins  between  two  layers  of  proteins 

(this structure called unite membrane). 

Recently talk about the fluid mosaic model of membrane structure (Singer and 

Nicolson 1972) that the PM composed of lipid and protein which arranged in 

mosaic model: lipids 50% are a bilayer amphipathic they have  

              1-hydrophilic polar heads, being charged, are hydrophilic (attracted to 

water).  They  position  themselves  to  face  toward  the  watery  environment 

outside and inside the cell. 

             2-  hydrophobic  non  polar  tail

 

(not  attracted  to  water).  They  turn 

inward toward one another, where there is no water. 

        Proteins 25-75% are embedded in the bilayer: 


background image

    1-As  trans  membrane  protein  or  integral  protein(pass  through  the  lipid                          

layer) 

            2-as  peripheral  proteins  (may  be  inserted  in  the  cytoplasm  or  exterior  face             

not inserted into the lipid layer. At body temperature, the phospholipid bilayer 

is a liquid. It has the consistency of olive oil. The proteins are able to change 

their position by moving laterally .see Figure 3.4 

 

There  is  also  cholesterol  whish  lends  support  to  the  membrane  and 

carbohydrate  in  the  form  of  glycolipid  and  glycoprotein  present  in  the  outer 

surface of the c.m. 

 

The  fluid  mosaic  model  allows  us  to  explain  the  changing  permeability  of 

membranes from time to time and place to place. 

 

Its not identical wherever it is found because it has different jobs in different 

place. 

 

 

 

 

 


background image

 

Ribosomes  

Are dense slightly angular structures about 15 nm in diameter. 

Found in any type of cells ,occur single or in a cluster know as polyribosomes 

,freely  in  cytoplasm  or  attached  to  RER(those  on  RER  may  dissociate 

themselves and become free). 

 

 Ribosomes  are  organelles  composed  of  proteins  and  rRNA.  Protein        

synthesis occurs at the ribosomes.  

 

Proteins synthesized at ribosomes attached to the endoplasmic reticulum 

have  a  different  destination  from  that  of  proteins  manufactured  at  ribosomes 

free in the cytoplasm. 

Each  ribosome  consist  of  two  sub  unite  and  its  size  measured  in  Svedberg 

(S)unite  (derived  from  sedimentation  in  ultracentrifuge  use  before  electron 

microscope available ). 

 

In prokaryote →ribosome made of 30S and 50S subunites →70S    

 

In eukaryote → ribosome made of 40S and 60S subunites →80S    

 

A ribosome is made of about 40% protein and 60%nuclic acid (RNA).It 

composed  of  four  molecules  of  (rRNA)  which  form  part  of  a  structure  of 

ribosome  found  in  the  nucleus  and  nucleolus  and  may  be  synthesized  in  the 

nucleolus. 

 

Its function :1-as protein factory of the cells because it’s the place where 

protein  are  produced  according  to  the  genetic  information  in  mRNA  which 

contain the code for the synthesize of specific protein. 

 2-rRNA  serve  as  enzymes  called  ribozymes  for  many  of  the reactions  in the 

ribosome required for protein synthesis. 

 

Non  active  ribosome  split  into  two  subunite  ,large  and  small  in  protein 

synthesis  begins  one  small  and  one  large  subunite  come  together  to  form 

active ribosome.F12 

 


background image

 

 

 

 

 

 

 

Mitochondria –the energy producing organelles 

 

 

Are free flouting within the cytosol described as the power house of the 

cell. 

 

Found in most eukaryote cells ,including plants ,animals ,fungi.(plants in 

addition  have chloroplasts organelles containing the green pigment 
chlorophyll that is able to transform sunlight energy into chemical energy that 
can be used by plants). 

 

Described as power house of the cell because here cellular respiration 

takes place and energy stored in ATP is produced. 

 

Its called cellular respiration because the cell take up the O

2

that it respire 

and the glucose produced by digestion of the food that we eat and convert it to 
carbon dioxide and water in a chemical reaction that’s give off energy ,by the 
process of oxidative phosphorylation : 
1glucose + O

2

 →CO

2

 +H

2

O +36 ATP (Krebs cycle) 


background image

A few cells have a single large mitochondria but usually a cell has 100-1000 of 

mitochondria (e.g. muscle cells have many of it but skin cells have a very few). 

A  mitochondria  is  a  fluid  –fluid  tubular  structure  surrounded  by  a  double 

membrane which are much like a typical cell membrane. 

The outer membrane 

  1- enclose the complete organelle and protects it. 

  2-composed of 50%phospholipids +50%protein 

  3-composed of a varity enzymes as a the oxidative enzymes. 

  4-contain  many  integral  proteins  ,specialized  proteins  called  porins  which                    

contains          a  large  internal  channels  allow  ion  and  small  molecules to  move 

into  the  intra  membranous  space  (space  between  inner  and  outer  membranes 

without using energy.   

 The lower membrane   

  1- enclose the matrix. 

   2-composed of 30%phospholipids + 70% protein. 

   3-Dose not contain porins. 

   4-Is folded into projection called cristae  ,fill the inner cavity or matrix and      

increase the surface area of the inner membrane allowing more area for energy 

production and on it the energy producing enzymes are located.  

The matrix 

 

1-  encloses  the  respiratory  chain  enzymes  ,so  it’s  the  place  for  chemical 

reaction. 

2-Contain  ribosomes  and  several  molecules  of  DNA(their  own  genetic 

material and it made their own RNAs and proteins). 

3-ATP  synthase  particles  for  energy  production  by  a  processes  oxidative 

phosphorylation. 

 

Mitochondria  also  play  role  in  many  metabolic  activity  like  heme 

synthesis  ,steroid  synthesis  ,heat  production  (enabling  the  organism  to  stay 

warm).  


background image

 

 

 

 

                                               

 




رفعت المحاضرة من قبل: Ali Alsaffar
المشاهدات: لقد قام 13 عضواً و 296 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل