Zellen sind hoch organisierte Strukturen, die eine schwindelerregende Reihe von Funktionen ausführen. Eine wichtige Aufgabe der Zelle besteht darin, Proteine für den Einsatz innerhalb und außerhalb der Zelle herzustellen. Die Hardware für die Proteinkonstruktion in einer Zelle umfasst Ribosomen. Diese kleinen Fabriken können im wässrigen Zytoplasma der Zelle frei schweben oder sich an eine Organelle namens endoplasmatisches Retikulum oder ER anlagern.
Geboren im Nukleolus
Die Zelle baut Ribosomen im Nukleolus, einer Region innerhalb des Zellkerns, zusammen. Die Konstruktion erfordert, dass sich Stränge ribosomaler RNA oder rRNA mit bestimmten Proteinen verbinden, um Ribosomengranula zu bilden. Die RNA wird von Genen auf einem oder mehreren DNA-Chromosomen mit Hilfe von Enzymen, den sogenannten RNA-Polymerasen, transkribiert. Die RNA-Stränge verbinden sich mit ribosomalen Proteinen zu Untereinheiten für den „Export“ aus dem Zellkern und in den Zellkörper. Jedes Ribosom besteht aus einer großen und einer kleinen Untereinheit. Diese Untereinheiten arbeiten zusammen, um Boten-RNA in Proteine zu übersetzen.
Sind Sie verbunden?
Einige der erzeugten Ribosomen heften sich an das „raue“ ER, das ein Netzwerk winziger Membranen ist. Ein Ribosom ist nicht dauerhaft an einer Stelle des ER befestigt, sondern heftet sich während des Proteinherstellungsprozesses immer wieder an und löst sich wieder. Die Funktion der angehängten Ribosomen besteht darin, Proteine zu erzeugen, die von der Zellmembran verwendet oder in andere Körperteile exportiert werden können. Die große Untereinheit des Ribosoms umschließt und liest einen Strang von Boten-RNA. Die kleineren Untereinheiten schleppen und binden die entsprechende Aminosäure an das wachsende Protein. Einige dieser fertigen Proteine verlassen die Zelle über einen „sekretorischen Weg“.
Du scheinst so losgelöst zu sein
Freie oder abgelöste Ribosomen schwimmen in der intrazellulären Flüssigkeit oder dem Zytoplasma der Zelle. Sie können sich überall außer dem Zellkern und anderen Organellen frei bewegen. Die abgelösten Ribosomen erzeugen Proteine, die direkt in das Zytoplasma zur Verwendung durch die Zelle freigesetzt werden. Eine Besonderheit des Zytoplasmas besteht darin, dass es hohe Konzentrationen von Glutathion enthält, einem kurzen Proteinsegment, das die Aminosäure Cystein enthält. Diese Umgebung verhindert, dass Proteine mit Schwefel in Form einer Disulfidbrücke von den abgelösten Ribosomen gebildet werden.
Verschiedene Striche
Die Proteintypen, die von den beiden verschiedenen Ribosomentypen hergestellt werden, unterscheiden sich auf andere Weise als Disulfidbindungen. Abgelöste Ribosomen spielen eine wichtige Rolle im Zellstoffwechsel und erzeugen Enzyme, die die Energie aus Glukosemolekülen freisetzen. Angebundene Ribosomen produzieren Proteine, die für bestimmte Zwecke außerhalb der Zelle bestimmt sind, wie zum Beispiel Verdauungsenzyme, die im Darm verwendet werden. Sie produzieren auch Hormone und bestimmte Zellmembranproteine, die als Oberflächenrezeptoren fungieren. Ein Großteil des Ausstoßes von Ribosomen wandert zu einer anderen Zellorganelle, den Golgi-Körpern, die die Proteine für bestimmte Zwecke sortieren und verpacken.