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4.7: Endoplasmatisches Retikulum
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Endoplasmic Reticulum
 
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4.7: Endoplasmic Reticulum

4.7: Endoplasmatisches Retikulum

The Endoplasmic Reticulum (ER) in eukaryotic cells is a substantial network of interconnected membranes with diverse functions, from calcium storage to biomolecule synthesis. A primary component of the endomembrane system, the ER manufactures phospholipids critical for membrane function throughout the cell. Additionally, the two distinct regions of the ER specialize in the manufacture of specific lipids and proteins.

The rough ER is characterized by the presence of microscopically-visible ribosomes on its surface. As a ribosome begins translation of an mRNA in the cytosol, the presence of a signal sequence directs the ribosome to the surface of the rough ER. A receptor in the membrane of the ER recognizes this sequence and facilitates the entry of the growing polypeptide into the ER lumen through a transmembrane protein complex. With the assistance of chaperones, nascent proteins fold and undergo other functional modifications, including glycosylation, disulfide bond formation, and oligomerization. Properly folded and modified proteins are then packaged into vesicles to be shipped to the Golgi apparatus and other locations in the cell. Chaperones identify improperly folded proteins and facilitate degradation in the cytosol by proteasomes.

Lacking ribosomes, the smooth ER is the cellular location of lipid and steroid synthesis, cellular detoxification, carbohydrate metabolism and storage of calcium ions. Cells that specialize in the secretion of hormones tend to be abundant in smooth ER. Likewise, the detoxifying cells of the liver are rich with smooth ER. Smooth ER is also the cellular storage site of otherwise toxic calcium ions; this stored calcium can then be rapidly released as a signaling molecule, stimulating cellular functions including muscle cell contraction and vesicular release. The storage and rapid reuptake of calcium ions in the ER are facilitated by resident calcium-binding proteins.

Das Endoplasmatische Retikulum (ER) ist ein in eukaryontischen Zellen vorkommendes substanzielles Netzwerk von miteinander verbundenen Membranen mit verschiedenen Funktionen. Sie reichen von der Kalziumspeicherung bis zur Synthese von Biomolekülen. Als primäre Komponente des Endomembransystems stellt das ER Phospholipide her, die für die Membranfunktion in der gesamten Zelle entscheidend sind. Darüber hinaus sind die beiden unterschiedlichen Regionen des ER auf die Herstellung spezifischer Lipide und Proteine spezialisiert.

Das rauhe ER ist durch mikroskopisch sichtbare Ribosomen auf seiner Oberfläche gekennzeichnet. Wenn ein Ribosom mit der Translation einer mRNA im Zytosol beginnt, wird das Ribosom durch das Vorhandensein einer Signalsequenz auf die Oberfläche der rauhen ER gelenkt. Ein Rezeptor in der Membran des ER erkennt diese Sequenz und erleichtert den Eintritt des wachsenden Polypeptids in das ER-Lumen durch einen Transmembranproteinkomplex. Mit Hilfe von Chaperonen falten sich die entstehenden Proteine und erfahren andere funktionelle Modifikationen. Dazu gehören u.a. die Glykosylierung, Bildung von Disulfidbindungen und Oligomerisierung. Richtig gefaltete und modifizierte Proteine werden dann in Vesikel verpackt, um zum Golgi-Apparat und anderen Stellen in der Zelle gesendet zu werden. Chaperone identifizieren unsachgemäß gefaltete Proteine und erleichtern den Abbau im Zytosol durch Proteasomen.

Die glatte ER ist der zelluläre Ort der Lipid-und Steroidsynthese, der zellulären Entgiftung, des Kohlenhydratstoffwechsels und der Speicherung von Kalziumionen. Zellen, die auf die Sekretion von Hormonen spezialisiert sind, sind in der Regel im glatten ER reichlich vorhanden. Ebenso sind die entgiftenden Zellen der Leber reich an glatter ER. Glattes ER ist auch der zelluläre Speicherort von ansonsten toxischen Kalziumionen. Dieses gespeicherte Kalzium kann dann schnell als Signalmolekül freigesetzt werden, wodurch die Zellfunktionen, einschließlich der Muskelzellkontraktion und der vesikulären Freisetzung, stimuliert werden. Die Speicherung und rasche Wiederaufnahme von Kalziumionen im ER wird durch residente kalziumbindende Proteine gefördert.


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