Helmichs Biologie-Lexikon

Endoplasmatisches Reticulum

Endoplasmatisches Reticulum (Ausschnitt)

Ausschnitt aus dem endoplasmatischen Reticulum

Struktur

Das endoplasmatische Reticulum (kurz ER) ist ein Membrangebilde, d.h. einziges Bauelement ist die Einheitsmembran. Im Falle des endoplasmatischen Reticulums bildet die Membran ein Hohlraumsysxtem aus Tubuli (Röhren), Zisternen (flache Kammern) und Vakuolen (große Hohlräume), die miteinander in Verbindung stehen. Zu diesem Hohlraumsystem ER gehört auch die Kernhülle[2]. In vielen eukaryotischen Zellen stellt das ER mehr als die Hälfte der gesamten Membranfläche[1].

Oft wird zwischen glattem und rauem ER unterschieden. "Rau" heißt in diesem Sinne: mit Ribosomen besetzt, "glatt" dementsprechend ribosomenfrei.

Im Innern des endoplasmatischen Reticulums befindet sich eine intrazisternale Phase (auch ER-Lumen genannt), die sich vomn Cytoplasma erheblich unterscheidet. Sämtliche Zellorganelle liegen im Cytoplasma, und die Vakuolen der tierischen Zellen gehören der intrazisternale Phase an, sie sollen nach Meinung einiger Forscher aus ER-Zisternen hervorgehen.

Zusammenfassend kann man also sagen, dass Vakuolen, Kernhülle, ER-Tubuli, ER-Zisternen und Kernhülle eine strukturelle und funktionale Einheit bilden [2].

Funktion

Bei der Funktion des endoplasmatischen Reticulums muss man zwischen dem glatten ER und dem rauen ER unterscheiden; beide haben verschiedene Funktionen.

Glattes ER

Im glatten ER sind Enzyme für die Synthese von Lipiden lokalisiert; auch die Geschlechtshormone der Wirbeltiere und andere wichtige Hormone werden im glatten ER hergestellt. Deswegen sind die Zellen der Keimdrüsen (Hoden, Eierstöcke) sehr reich an glattem ER [1].

Bei der Umwandlung des Speicherpolysaccharids Glycogen in Glucose in der Leber der Wirbeltiere spielt das glatte ER der Leberzellen eine wichtige Rolle. Der erste Schritt des Glycogen-Abbaus findet nämlich im Lumen des glatten ER statt. Das dafür verantwortliche Enzym ist in die ER-Membran eingelagert [3].

Auch bei einer weiteren Funktion spielt das glatte ER der Leberzellen eine wichtige Rolle, bei der Entgiftung von bestimmten Toxinen (Giftstoffen) und Medikamenten nämlich. Enzyme des glatten ER heften nämlich Hydroxid-Gruppen (OH-Gruppen) an diese Giftstoffe, damit werden sie besser wasserlöslich (Bildung von H-Brücken) und können schneller aus dem Körper ausgespült werden [3].

In Muskelzellen spielt das glatte ER als Calciumionen-Speicher eine wichtige Rolle. Wird eine Muskelzelle elektrisch erregt, strömen jede Menge Calcium-Ionen aus dem glatten ER in das Cytoplasma. Dort lösen die Ionen dann die Kontraktion der Muskelfasern aus [3].

Raues ER

Von den Ribosomen es rauen ER werden die synthetisierten Peptidketten direkt in das ER-Lumen abgegeben und dann in bestimmten ER-Zisternen angereichert. Dort werden sie nicht nur aufbewahrt und angereichert, sondern die in den Zisternen gespeicherte Peptide (und andere Stoffe) können chemisch verändert werden. Ein wichtiges Beispiel ist das Insulin-Molekül. Die Ribosomen entlassen ein prä-Insulin in das ER, im ER wird aus diesem prä-Insulin dann das fertige Insulin hergestellt [2]. Häufig werden auch Zuckerketten an Lipide und Proteine angeheftet, so entstehen dann die Glycolipide und Glycoproteine.

Bei sekretorischen Zellen (also zum Beispiel bei Drüsenzellen) gelangen die im ER gespeicherten Stoffe in ER-Vakuolen, die sich dann vom ER abschnüren und zum Golgi-Apparat transportiert werden. Dort verschmelzen sie mit Golgi-Zisternen, wo sie eventuell weiter chemisch verändert werden. Der Golgi-Apparat schließlich verpackt die modifizierten Stoff in Golgi-Vesikel, die dann zur Zellmembran wandern und dort mit ihr verschmelzen. Durch diese Exocytose gelangen die Sekrete dann nach außen [2][3].

[1] Campbell, Biologie gymnasiale Oberstufe (2011)
[2] Mitschrift einer Vorlesung "Allgemeine Biologie" von Prof. Heckmann, Münster
[3] Campbell, Biologie (2006)

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