06-тақырып Цитология · зертханалық 3D виртуалды жұмыс
Эндоплазмалық тор
Жасушаның өндірістік цехы
Түйіршікті және тегіс ЭПТ: құрылысы, белок пен липид синтезі, детоксикация, Ca²⁺ қоры
🏭 Түйіршікті ЭПТ🧴 Тегіс ЭПТ📱 3 QR-тапсырма
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
02 Сабақ құрылымы
Оқу нәтижелері және жоспар
🎯 Мақсаты
Эндоплазмалық тордың екі түрінің ультрақұрылымын салыстырып, олардың белок синтезі, липид алмасуы және детоксикациядағы қызметін жасуша түрлерімен байланыстыру.
Сабақ соңында студент:
- ЭПТ-ның құрылысын (цистерналар, түтікшелер, люмен) сипаттайды;
- түйіршікті ЭПТ-да секреторлы белоктың синтезін (сигналдық гипотеза) түсіндіреді;
- тегіс ЭПТ-ның қызметтерін (липид, стероид, детоксикация, Ca²⁺) атайды;
- ЭПТ-ның даму дәрежесін жасуша мамандануымен байланыстырады;
- ЭПТ стресі мен ақуыздың қате қатпарлануының салдарын талдайды.
⏱ Жоспар · 80 минут
5′Мотивация: проблемалық сұрақ
10′Алдыңғы білімді белсендіру
30′Жаңа тақырып: 3D модельдермен түсіндіру
10′3D-препарат: тақтада тану
15′QR-зертхана: 3 тапсырма
10′Кейс · бағалау · рефлексия
Проблемалық сұрақНеге ұйқы безі жасушасында түйіршікті ЭПТ, ал бүйрек үсті безінде тегіс ЭПТ басым?
3D-визуализацияКейс-стадиФормативті бағалау
03 Негізгі ұғымдар
Терминдер мен анықтамалар
Эндоплазмалық тор (ЭПТ)Цитоплазмада тұтас тор түзетін, бір мембранамен шектелген цистерналар, түтікшелер мен көпіршіктер жүйесі; ядро қабықшасының сыртқы мембранасымен жалғасады.
Түйіршікті (бүдірлі) ЭПТСыртқы бетіне рибосомалар бекіген, жалпақ цистерналар түріндегі ЭПТ; секрет, мембрана және лизосома белоктарын синтездейді.
Тегіс (агранулалы) ЭПТРибосомасыз, тармақталған түтікшелерден тұратын ЭПТ; липидтер мен стероидтар синтезі, детоксикация, Ca²⁺ қоры, гликоген алмасуы.
ЭПТ люмені (цистерна қуысы)ЭПТ мембранасының ішкі кеңістігі; топологиялық тұрғыдан жасушаның сыртқы ортасына сәйкес — белоктар осында бүктеліп, гликозилденеді.
Сигналдық пептидСинтезделіп жатқан белоктың N-ұшындағы 15–30 гидрофобты аминқышқылдан тұратын «мекенжай»; белокты ЭПТ-ға бағыттайды, кейін кесіліп тасталады.
SRP (сигналды тану бөлшегі)Рибонуклеопротеид; сигналдық пептидті танып, трансляцияны уақытша тоқтатады және рибосоманы ЭПТ мембранасындағы SRP-рецепторына жеткізеді.
Транслокон (Sec61)ЭПТ мембранасындағы белоктық канал; өсіп жатқан полипептид тізбегі ол арқылы люменге өтеді (котрансляциялық тасымал).
N-гликозилденуБелоктағы аспарагиннің амин тобына дайын олигосахаридтің (14 қант, долихол тасымалдайды) тасымалдануы; ЭПТ люменінде жүреді.
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
04 Негізгі ұғымдар
Анықтамалар · жалғасы
Шаперондар (BiP, калнексин)ЭПТ люменінде жаңа белоктардың дұрыс бүктелуіне көмектесетін, бүктелмегендерін ұстап тұратын белоктар.
ERADЭПТ-мен байланысты деградация: дұрыс бүктелмеген белоктар цитозольге қайта шығарылып, убиквитинмен таңбаланып, протеасомада ыдырайды.
UPR (бүктелмеген белок жауабы)ЭПТ-да бүктелмеген белоктар жиналғанда («ЭПТ стресі») іске қосылатын жауап: трансляция баяулайды, шаперондар көбейеді; ұзақ болса — апоптоз.
Саркоплазмалық торБұлшық ет жасушаларындағы мамандандырылған тегіс ЭПТ; Ca²⁺ иондарын жинап, импульс келгенде шығарады — бұлшық ет жиырылуын іске қосады.
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
05 Зерттелу тарихы
Ашылу тарихы
1945К. Портер, А. Клод, Э. Фуллам — культурадағы фибробласттың ТЭМ суретінде «нәзік тор»
1953К. Портер — «эндоплазмалық ретикулум» атауын бекітті
1955Дж. Паладе — ЭПТ бетіндегі «Паладе түйіршіктері» — рибосомалар
1960-шыДж. Паладе — радиоактивті аминқышқылдармен секрет жолы: ЭПТ → Гольджи → түйіршік → сыртқа (Нобель 1974)
1971–75Г. Блобель — сигналдық гипотеза (Нобель 1999)
1980-шіSRP мен Sec61 транслоконы сипатталды
1990-шыUPR жолы ашылды (П. Уолтер, К. Мори — Ласкер сыйлығы 2014)
Сигналдық гипотезаның мағынасы
Белоктың өз аминқышқылдық тізбегінде оның жасушадағы «мекенжайы» жазылған. Бұл принцип — ядроға, митохондрияға, пероксисомаға, лизосомаға бағытталған белоктардың бәріне ортақ. Медицинада: инсулинді бактерияда өндіру технологиясы осы білімге негізделген.
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
06 Құрылысы
ЭПТ-ның құрылысы
Жалпы сипаттама · К. Портер, 1945
- Бір мембранамен шектелген цистерналар, түтікшелер мен көпіршіктер жүйесі
- Ішкі кеңістігі — люмен; жасушаның барлық мембраналарының 50%-на дейін
- Сыртқы ядро мембранасымен тікелей жалғасады
Түйіршікті (бүршікті)Жалпақ цистерналар, бетінде 80S рибосомалар
Тегіс (агранулярлы)Тармақталған түтікшелер, рибосомасыз
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
07 Түйіршікті ЭПТ
Белоктың сигналдық жолы
Сигналдық гипотеза · Г. Блобель, Нобель 1999
- Еркін рибосомада синтез басталады — N-ұшында сигналдық пептид
- SRP бөлшегі сигналды тануп, рибосоманы ЭПТ-ға жеткізеді
- Транслокон арқылы тізбек люменге енеді, сигналдық пептид кесіледі
- Шаперондар (BiP) қатпарлайды, N-гликозилдену басталады
Қай белоктар?Секреторлы (инсулин, антидене, ферменттер), мембраналық, лизосомалық белоктар
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
08 Тегіс ЭПТ
Тегіс ЭПТ қызметтері
Липид синтезіФосфолипидтер, холестерин — барлық мембраналар үшін
СтероидтарБүйрек үсті безі, жыныс бездері, Лейдиг жасушалары
ДетоксикацияБауырда цитохром P450: дәрі, алкоголь, улар
Ca²⁺ қорыБұлшық етте саркоплазмалық тор → жиырылу
ГликогенГлюкозо-6-фосфатаза: глюкозаны қанға шығару
МембранаЖаңа мембраналардың түзілу орны
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
09 Байланыстар
ЭПТ → ядро → Гольджи
Эндомембраналық жүйе
- Сыртқы ядро мембранасы = ЭПТ бөлігі; перинуклеар кеңістік = люмен
- ЭПТ → COPII көпіршіктер → Гольджи (cis)
- Митохондриялармен байланыс аймақтары (MAM): липид, Ca²⁺ алмасу
ЭПТ стресі
Қате қатпарланған белоктар жиналса — UPR (жауап реакциясы): трансляция тежеледі, шаперондар көбейеді; ұзаққа созылса — апоптоз (қант диабеті 2-тип, нейродегенерация).
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
10 Котрансляциялық тасымал
Белоктың ЭПТ-ға енуі қадам бойынша
Реті
- 1. Еркін рибосома мРНҚ-ны оқи бастайды, N-ұшында сигналдық пептид шығады
- 2. SRP сигналды танып, трансляцияны тоқтатады
- 3. SRP — SRP-рецепторы — Sec61 транслоконы: рибосома ЭПТ-ға «отырады»
- 4. SRP босап, трансляция жалғасады; тізбек канал арқылы люменге өтеді
- 5. Сигналдық пептидаза сигналды кесіп тастайды
- 6. Шаперондар (BiP) белокты бүктейді, дисульфидтік байланыстар түзіледі (PDI)
- 7. Олигосахаридтрансфераза N-гликан қосады
Еритін белокТолық люменге өтеді → секреция немесе лизосома
Трансмембраналы белокТоқтату-тасымал (stop-transfer) аймағы мембранада қалады
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
11 Белок сапасын бақылау
ЭПТ — сапа бақылау орталығы
Калнексин–калретикулин циклі
Жаңа гликопротеидтегі олигосахаридтен глюкозалар кесіледі; бір глюкоза қалғанда калнексин белокты ұстап, бүктелуге уақыт береді. Дұрыс бүктелсе — Гольджиге жіберіледі; бірнеше рет сәтсіз болса — ERAD арқылы протеасомаға.
ЭПТ стресі және аурулар
| Ауру | Себебі |
|---|---|
| Муковисцидоз (ΔF508) | CFTR дұрыс бүктелмей, ЭПТ-да ұсталып ыдырайды |
| α₁-антитрипсин тапшылығы | Белок гепатоцит ЭПТ-сында жиналады → бауыр циррозы, өкпе эмфиземасы |
| ІІ типті қант диабеті | β-жасушалардың ЭПТ стресі → апоптоз |
| Нейродегенерация | Ұзақ UPR → нейрон өлімі |
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
12 Детоксикация
Тегіс ЭПТ: цитохром P450
Бауыр жасушасындағы залалсыздандыру
Гепатоциттің тегіс ЭПТ мембранасында цитохром P450 монооксигеназалары гидрофобты дәрілер мен уларды гидроксилдейді (I фаза), содан кейін глюкурон қышқылымен байланыстырады (II фаза) — суда еритін зат бүйрек арқылы шығарылады.
- Индукция: фенобарбитал, алкоголь, рифампицин тегіс ЭПТ-ны бірнеше күнде 2 есеге дейін ұлғайтады → басқа дәрілердің әсері әлсірейді
- Тежелу: грейпфрут шырыны CYP3A4-ті тежеп, дәрі концентрациясын арттырады
- Кейде метаболит уыттырақ: парацетамол артық дозада → NAPQI → бауыр некрозы
- Билирубин глюкуронидтенуі; Жильбер синдромы — UGT1A1 ферменті әлсіз
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
13 Липидтер мен Ca²⁺
Липид синтезі және кальций қоймасы
Мембрана липидтеріФосфолипидтер мен холестерин ЭПТ-ның цитозоль жақ бетінде түзіліп, барлық мембраналарға таралады (көпіршіктер, тасымалдаушы белоктар)
Стероидты гормондарБүйрек үсті безі қыртысы, Лейдиг жасушалары, сары дене — тегіс ЭПТ өте дамыған
ЛипопротеидтерГепатоцит пен энтероцитте ТТЛП, хиломикрондар жиналады
Гликоген алмасуыГлюкоза-6-фосфатаза (тегіс ЭПТ) глюкозаны қанға шығарады; ақауы — Гирке ауруы
Ca²⁺ қоймасы
SERCA сорғысы Ca²⁺-ды люменге айдайды (цитозольде 100 нмоль/л, ЭПТ-да ~ 0,5 ммоль/л). ИФ₃-рецепторы немесе рианодин рецепторы ашылғанда Ca²⁺ шығып, секреция, жиырылу, ұрықтану сияқты процестерді іске қосады.
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
14 Ұлпалардағы ЭПТ
ЭПТ-ның ұлпалық ерекшеліктері
| Жасуша | Басым ЭПТ | Неге? |
|---|---|---|
| Ұйқы безінің ацинусы | Түйіршікті | Ас қорыту ферменттерінің секрециясы |
| Плазмоцит | Түйіршікті | Тәулігіне мыңдаған антидене |
| Фибробласт | Түйіршікті | Коллаген синтезі |
| Нейрон (Ниссль затының) | Түйіршікті | Нейромедиатор мен белок синтезі |
| Гепатоцит | Екеуі де | Альбумин синтезі + детоксикация |
| Лейдиг жасушасы | Тегіс | Тестостерон синтезі |
| Бұлшық ет | Тегіс (саркоплазмалық) | Ca²⁺ — жиырылу |
Гистологиялық белгіТүйіршікті ЭПТ-ға бай цитоплазма РНҚ көп болғандықтан базофилді (гематоксилинмен көк) боялады; Ниссль заты — нейронның базофилді түйіршіктері.
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
15 Қорытынды
Тақырыптың негізгі түйіндері
- ЭПТ — бір мембраналы цистерналар мен түтікшелер торы; ядро қабықшасымен жалғасып, жасуша көлемінің 10%-дан астамын алады.
- Түйіршікті ЭПТ — секреттік, мембраналық және лизосомалық белоктардың синтезі мен өңделуі.
- Сигналдық гипотеза: N-ұшындағы сигнал + SRP + транслокон → белок котрансляциялық түрде люменге енеді.
- ЭПТ люменінде белоктар бүктеледі, дисульфидтік байланыстар түзіледі және N-гликозилденеді.
- Сапа бақылау: бүктелмеген белоктар ERAD арқылы ыдырайды; ЭПТ стресі UPR-ды іске қосады.
- Тегіс ЭПТ — липидтер мен стероидтар синтезі, цитохром P450 арқылы детоксикация, гликоген алмасуы, Ca²⁺ қоры.
- Белок жолы: түйіршікті ЭПТ → COPII көпіршіктері → Гольджи → секрет / лизосома / мембрана.
- ЭПТ-ның даму дәрежесі жасушаның қызметіне сәйкес; бұзылыстары муковисцидоз, α₁-антитрипсин тапшылығы сияқты ауруларды тудырады.
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
16 Өзін-өзі тексеру
Сұрақ — жауап
1.Сигналдық пептидті жойып тастаса, секрет белогы қайда қалады?
👆 жауабын көру үшін бас
ЭПТ-ға енбей, еркін рибосомада синтезделіп, цитозольде қалады; секрецияланбайды.
2.Неге плазмоциттің цитоплазмасы базофилді боялады?
👆 жауабын көру үшін бас
Түйіршікті ЭПТ мен рибосомалар өте көп — рРНҚ фосфат топтары негіздік бояуды байланыстырады.
3.Фенобарбиталды ұзақ қабылдаған адамда басқа дәрілердің әсері неге әлсірейді?
👆 жауабын көру үшін бас
Фенобарбитал тегіс ЭПТ мен P450 ферменттерін индукциялайды → басқа дәрілер тез метаболизденіп шығарылады.
4.ΔF508 мутациясында CFTR белогы мембранаға неге жетпейді?
👆 жауабын көру үшін бас
Дұрыс бүктелмейді → ЭПТ сапа бақылауы (калнексин) оны ұстап, ERAD арқылы протеасомаға жібереді.
5.Саркоплазмалық тордың бұлшық ет жиырылуындағы рөлі?
👆 жауабын көру үшін бас
Импульс келгенде рианодин рецепторы арқылы Ca²⁺ шығарады → актин-миозин әрекеттеседі; SERCA Ca²⁺-ды кері айдап, босаңсытады.
6.Неге бүйрек үсті безі қыртысының жасушаларында тегіс ЭПТ көп?
👆 жауабын көру үшін бас
Олар холестериннен стероидты гормондар (кортизол, альдостерон) синтездейді — ферменттері тегіс ЭПТ мен митохондрияда.
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
17 3D-препарат · тақтада
Нөмірді ата, басып тексер
👆 Қалай ойнаймыз
- Студент тақтаға шығып, нөмірді атайды және құрылымның қызметін айтады
- Сары нөмірді басса — дұрыс жауап ашылады
- Модельді айналдырып, барлық нөмірді тап
Талқылауға
- Тегіс ЭПТ қай жасушаларда ерекше дамыған?
- Сигналдық пептид неге кесіледі?
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
18 QR-зертхана · телефонмен
Үш виртуалды тапсырма
🔬 1 · 3D-препарат
3D модельде белгіленген құрылымды тап. 10 раунд.
20 балл🧬 2 · ЭПТ конвейері
Секреторлы белок жолы, тест, сұрыптау
20 балл🩺 3 · Кейс-тест
10 сұрақ: құрылыс → қызмет → патология. Жауаптар тексергеннен кейін ашылады.
20 баллКодсыз ашылады · аты-жөніңді жаз · соңғы экранның скриншотын жұмыс парағына тірке
19 Клиникалық / зерттеу кейсі
Білімді қолдан
Кейс 1 · Бауыр
Эпилепсияға фенобарбитал қабылдаған науқаста басқа дәрілердің әсері әлсіреді.
Сұрақ: Бауыр жасушасында не өзгерді? Дәрілердің өзара әрекеттесуін түсіндір.
Кейс 2 · α1-антитрипсин
35 жастағы темекі шекпейтін адамда эмфизема және бауыр циррозы.
Сұрақ: Мутантты белок неге ЭПТ-дан шықпайды? Екі мүшенің зақымдануын түсіндір.
Кейс 3 · Анестезия
Наркоз кезінде пациенттің бұлшық еттері қатайып, температурасы 41°C-қа көтерілді (рианодин рецепторының мутациясы).
Сұрақ: Саркоплазмалық тордың рөлі қандай? Неге қызу көтеріледі?
Топпен талқылау 5 минут · жауапты жұмыс парағына жаз
20 Бағалау · Рефлексия
Не білдім, не үйрендім?
📊 Бағалау · 100 балл
| Жұмыс түрі | Балл |
|---|---|
| QR-1 «3D-препарат» | 20 |
| QR-2 «ЭПТ конвейері» | 20 |
| QR-3 «Кейс-тест» | 20 |
| Жұмыс парағы | 30 |
| 3D-препарат, кейс талқылау | 10 |
90–100 «өте жақсы» · 75–89 «жақсы» · 50–74 «қанағаттанарлық»
🪞 Рефлексия «3–2–1»
- 3 — бүгін түсінген ұғым
- 2 — құрылыс пен қызмет байланысының мысалы
- 1 — әлі де сұрағым келетін сұрақ
🏠 Өздік жұмыс (СӨЖ)
- Ұйқы безі, бауыр және бүйрек үсті безі жасушаларындағы ЭПТ-ны салыстыратын кесте құр
- Келесі тақырып: Гольджи аппараты