小胞体とゴルジ装置の関係

小胞体とゴルジ装置は、真核生物に見られる2つの膜結合細胞小器官です。これらのオルガネラは両方とも密接に関連しており、機能的に関連しています。小胞体（ER）とゴルジ装置の両方が細胞の細胞内膜系の2つのコンポーネントです。リソソームと小胞は、細胞内膜系の他の構成要素です。真核細胞には、粗い小胞体と滑らかな小胞体の2種類の小胞体が見られます。リボソームはラフERと結合し、合成されたポリペプチド鎖をラフERに輸送します。タンパク質の翻訳後修飾はER内で行われ、タンパク質が成熟します。これらの成熟したタンパク質は、最終的な目的地であるリソソーム、原形質膜に輸送されるか、細胞から細胞外環境に分泌されるために、ゴルジ装置に輸送されます。細胞外環境への分泌は、エキソサイトーシスによって起こります。

この記事は説明します、

1. 小胞体とは –構造、機能2。 ゴルジ装置とは –構造、機能3。 小胞体とゴルジ装置の関係 –小胞体とゴルジ装置の類似点–小胞体とゴルジ装置の違い4。 タンパク質はどのようにして小胞体からゴルジ装置に輸送されますか

小胞体とは

真核生物に見られる細胞小器官である小胞体（ER）には、互いに相互接続された平らな膜状の嚢が含まれています。これらの嚢は、システルナと呼ばれる管状の構造です。システルナは細胞の細胞骨格によって一緒に保持されています。 ERには、滑らかなERと粗いERの2種類があります。大まかなERのみがERの膜に結合したリボソームを含んでいます。 SmoothERは脂質代謝に関与しています。大まかなERはタンパク質合成のためのサイトを提供します。

ゴルジ装置とは

ゴルジ装置は、真核細胞に見られるもう1つの細胞小器官です。それは、液体で満たされた4〜6個の槽で構成されています。ゴルジ装置は、ペクチンやヘミセルロースなどの炭水化物を合成するためのサイトを提供します。動物細胞の細胞外マトリックスに見られるグリコサミノグリカンは、ゴルジ装置でも合成されます。ゴルジでは、シス面とトランス面の2つの面を識別できます。

小胞体とゴルジ装置の関係

小胞体とゴルジ装置の類似点

ERとゴルジ装置の両方が細胞の細胞内膜系の形成に関与しています。それらは、システルナと呼ばれる、平らで膜状の液体で満たされた嚢で構成されています。システルナは細胞の細胞骨格によって一緒に保持されています。

大まかなERは、細胞内のタンパク質合成のための部位を提供します。リボソームは粗い小胞体の膜に結合しています。翻訳されたタンパク質は、成熟のためにERにエクスポートされます。これらのタンパク質は、さらに成熟させ、最終目的地に選別するために、再びゴルジ装置に輸送されます。したがって、ERとゴルジ装置の両方がタンパク質の成熟に関与しています。新しく合成されたポリペプチド鎖は、ER内腔のシャペロンタンパク質と相互作用します。分泌されて細胞表面に運命づけられるタンパク質は、ポリペプチド鎖のシステイン残基間にジスルフィド結合を形成することによってそれらの3D構造を達成します。システイン残基間のジスルフィド結合の形成は、ERに見られるプロテインジスルフィドイソメラーゼによって促進されます。タンパク質が適切な3D構造を達成すると、シャペロンタンパク質から放出されます。タンパク質への多糖鎖の付加であるグリコシル化は、ERでも発生します。通常、膜タンパク質と分泌タンパク質はグリコシル化されています。一部のグリコシル化はERで発生し、その他はゴルジ装置で発生します。

ERとゴルジ装置の両方が輸送小胞を形成することができます。リソソーム、原形質膜、または分泌物に向かうタンパク質は、COPIIでコーティングされた輸送小胞と呼ばれる小さな輸送小胞によってERからゴルジ装置に輸送されます。ゴルジ装置はまた、選別されたタンパク質を最終目的地に輸送するために分泌小胞を形成します。細胞の細胞内膜系を図1に示します。

図1：細胞の細胞内膜系

小胞体とゴルジ装置の違い

小胞体のシステルナは互いに相互接続されており、細胞全体への高分子の輸送を促進します。対照的に、ゴルジ装置のシステルナには4〜6個の小さなシステルナが含まれています。それらは相互に接続されていません。しかし、ゴルジでは2つの面がシス面とトランス面として識別できます。ゴルジでは、シス槽からトランス槽への物質の方向性のある流れが観察されます。分泌小胞はそのシス面からゴルジに入り、成熟してトランス面から解離します。ゴルジの両側に見られる管状および槽構造のネットワークは、シスゴルジネットワーク（CGN）およびトランスゴルジネットワーク（TGN）と呼ばれます。 CGNからTGNへのタンパク質の輸送は血管輸送と呼ばれます。ゴルジ装置の構造を図2に示します。

ERとゴルジ装置は細胞内の他の機能にも関与しています。 SmoothERは脂質代謝に関与しています。対照的に、ゴルジ装置はペクチンやヘミセルロースのような炭水化物合成のためのサイトを提供します。動物細胞の細胞外マトリックスに見られるグリコサミノグリカンは、ゴルジ装置でも合成されます。

図2：ゴルジ装置

タンパク質はどのようにして小胞体からゴルジ装置に輸送されますか

翻訳されるほとんどのタンパク質は、ER、ゴルジ装置、リソソーム、または原形質膜に向けられています。小胞体からゴルジ装置にタンパク質を分泌し、他の目的地に輸送する経路は、生合成分泌経路と呼ばれます。これらのタンパク質は、粗い小胞体に結合しているリボソームによって合成されます。翻訳されたポリペプチド鎖はERに輸送されます。タンパク質の折り畳みと処理はER内で行われます。ゴルジ装置は小胞体からタンパク質を受け取る工場です。 ERの出口ルートにあります。小胞体から、成熟タンパク質はゴルジ装置に輸送されます。この輸送は、COPIIでコーティングされた輸送小胞と呼ばれる小さな小胞によって発生します。この小胞はER出口サイトから出ます。

COPIIでコーティングされた輸送小胞は、シス槽の膜と融合することにより、オルガネラのシス面からゴルジ装置に入ります。その後、タンパク質はCGNに入り、TGNに順次輸送され、さらに成熟して最終目的地に向けて準備されます。ゴルジ装置内のタンパク質は、リソソーム、原形質膜に運命づけられているか、細胞外環境に分泌されます。 TGNから、成熟タンパク質は分泌小胞によってゴルジを出ます。

結論

ER、ゴルジ装置、リソソーム、および分泌小胞は、まとめて真核細胞の細胞内膜系と呼ばれます。 ERには、粗く滑らかな表面が含まれています。 SmoothERは脂質代謝に関与しています。大まかな小胞体は、リボソームをその膜に結合させることによってタンパク質合成に関与しています。リボソームで合成されたタンパク質は、粗い小胞体に輸送されます。 ERの内部では、これらのタンパク質は翻訳後修飾によって成熟します。オリゴ糖タグ付きタンパク質は、COPIIコーティング小胞と呼ばれる小さな輸送小胞を介してERからゴルジ装置に輸送されます。これらのタンパク質は、CGNによってゴルジに入り、TGNに輸送されますが、最終的な目的地に輸送されるために選別されます。 CGNからTGNへのタンパク質の輸送は血管輸送と呼ばれます。血管輸送の間、タンパク質はまだグリコシル化のような修飾を受けます。選別されたタンパク質は、リソソーム、原形質膜に輸送されるか、細胞外環境に分泌されます。翻訳されたタンパク質のリボソームから小胞体を介したゴルジ装置への輸送は、生合成分泌経路と呼ばれます。

参考：1。クーパー、ジェフリーM.「小胞体」。細胞：分子的アプローチ。第2版。米国国立医学図書館、1970年1月1日。Web。 2017年4月24日。2。クーパー、ジェフリーM.「ゴルジ装置」。細胞：分子的アプローチ。第2版。米国国立医学図書館、1970年1月1日。Web。 2017年4月24日。3。アルバーツ、ブルース。「小胞体からゴルジ装置を介した輸送。」細胞の分子生物学。第4版。米国国立医学図書館、1970年1月1日。Web。 2017年4月24日。

画像提供：1。「細胞内膜系図en」MarianaRuiz LadyofHats –（パブリックドメイン）CommonsWikimedia2経由。「ゴルジ装置（ボーダーレスバージョン）-en」Kelvinsong著– Commons Wikimediaによる自作（CC BY 3.0）