Das Endoplasmatische Retikulum

Aufbau

Funktionell und strukturell können zwei verschiedene Bereiche des ER unterschieden werden. Das raue ER verdankt seinen Namen den Ribosomen, welche es auf der Außenseite seiner Membran verankert sind und ihm somit ein charakteristisches („raues“) Erscheinungsbild verleihen. Dem glatten ER fehlen diese Ribosomen.

Funktion

Das glatte ER

Hauptaufgaben:

1. Lipidsynthese (vor allem Öle, Phospholipide und Steroide)

2. Kohlehydratstoffwechsel

3. Detoxifizierung körperfremder Stoffe (Medikamentenwirkstoffen und Gifte)

4. Calcium-Speicher

Die Vorgänge, an denen das glatte ER beteiligt ist unterscheiden sich je nach Zelltyp. Die Enzyme im Lumen des glatten ER sind entscheidend an der Synthese wichtiger Hormone beteiligt. So werden in Hoden und Eierstöcken die Geschlechtshormone produziert, während das ER in der Nebennierenrinde wichtige Steroidhormone produziert. Da das glatte ER in bestimmten Leberzellen ein Enzym bereitstellt, welches die Freisetzung von Glucose in den Blutkreislauf ermöglicht, nimmt es entscheidenden Einfluss auf den Kohlehydratstoffwechsel bzw. die Kohlehydratspeicherung. Eine weitere wichtige Funktion des glatten ER in Leberzellen besteht in der enzymbasierten Modifikation köperfremder Giftstoffe. Interessanterweise führt eine hohe Zufuhr bestimmter Gifte (z.B. Alkohol) zu einem Wachstum und damit zu einer höheren Detoxifizierungsrate des glatten ER. Daraus resultiert eine höhere Toleranz gegenüber diesen Stoffen. Neben der Beteiligung an verschiedenen Stoffwechselprozessen, speichert das glatte ER in Muskelzellen auch Calciumionen in seinem Lumen. Dieser Vorgang ist unerlässlich in der Signaltransduktion, um zum Beispiel die Kontraktion der Muskelfaser nach einem Nervenreiz zu ermöglichen (siehe auch: Nervensystem). Das glatte ER in Muskelzellen wird als Sarkoplasmatisches Retikulum (SR) bezeichnet.

Das raue ER

Hauptaufgaben:

1. Ort der Synthese von Membranproteinen und Exportproteinen

2. Modifikation von Proteinen

Je nach Zelltyp werden von den am rauen ER angehefteten Ribosomen verschiedene Proteine synthetisiert, die vor allem zum Export gedacht sind. Dabei wird die Polypeptidkette co-translational (während der Übersetzung der mRNA in eine Aminosäuresequenz) in das ER-Lumen verbracht, wo sie gefaltet und gegebenenfalls modifiziert (z.B. Anheften von Kohlehydratketten) werden. Diese sekretorischen Proteine verlassen das ER durch Abschnürung von Transportvesikeln und werden zu ihren Bestimmungsorten transportiert (z.B. Golgi-Apparat). Eine weitere wichtige Aufgabe des rauen ER besteht in der Produktion von Membranbestandteilen wie zum Beispiel Phospholipiden. Diese werden in der ER-Membran verankert. Dadurch wächst zum einen das ER selbst, zum andern werden die Bausteine für die Bildung von Vesikeln bereitgestellt.