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Endoplasmatisches Retikulum

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Endoplasmatisches Retikulum

In allen Zellen Deines Körpers werden kontinuierlich Millionen von Molekülen aufgebaut, abgebaut und durch Deine Zellen transportiert. Das endoplasmatische Retikulum (ER) ist an Aufbau, Abbau und Transportprozessen von Proteinen und anderen Stoffen in den Zellen aller eukaryotischen Lebewesen beteiligt und ist demnach ein unverzichtbares Zellorganell.

Definition zum endoplasmatischen Retikulum

Ein endoplasmatisches Retikulum (ER) ist ein Zellorganell, welches in jeder eukaryotischen Zelle zu finden ist. Es besteht aus einem Netzwerk von vielen miteinander verbundenen membranumhüllten Reaktionsräumen, wobei auf deren Oberfläche Ribosomen (raues ER) oder keine Ribosomen vorzufinden sind (glattes ER). Die Hauptaufgaben des endoplasmatischen Retikulums sind die Proteinsynthese an den Ribosomen des rauen endoplasmatischen Retikulums, die Lipidsynthese am glatten endoplasmatischen Retikulum sowie der Transport und die Veränderung von chemischen Substanzen in der Zelle.

Das endoplasmatische Retikulum bildet zusammen mit weiteren membranumhüllten Zellbestandteilen ein Endomembransystem aus.

Das Endomembransystem der Eukaryoten

Das Endomembransystem in eukaryotischen Zellen umfasst Zellorganellen und Membranhohlräume, die zusammen an der Synthese, Veränderung, Verpackung und Transport von Proteinen und Lipiden beteiligt sind. Dazu sind sie durch den Stofftransport durch Vesikel miteinander verbunden.

Zum Endomembransystem gehören:

  • Endoplasmatisches Retikulum
  • Zwischenraum der Zellkernhülle
  • Golgi-Apparat
  • Lysosomen
  • Vesikel
  • Plasmamembranen

Lipide sind ein Sammelbegriff für unpolare, nicht oder schwer wasserlösliche Moleküle, die meist lange Kohlenwasserstoffketten besitzen.

Typische Lipide sind die Phospholipide in den Biomembranen aller Organismen. Sie besitzen einen charakteristischen hydrophilen Kopf und einen lipophilen Schwanz, was die Ausbildung der Lipid-Doppelschicht von Biomembranen ermöglicht.

Das Endomembransystem mit dem endoplasmatischen Retikulum ist wichtig für den gesamten Organismus, weil Proteine viele wichtige Aufgaben in unserem Körper übernehmen (z. B. Enzyme oder Membranproteine). Lipide werden wiederum z. B. für den Aufbau von Zellmembranen und die Bildung von Speicherstoffen wie Fetten benötigt.

Im Citratzyklus der Atmungskette werden alle Reaktionen durch Enzyme durchgeführt, während Kanalproteine in der Zellmembran an der Ausbildung von Aktionspotenzialen beteiligt sind.

So könnte der Großteil aller biochemischen Reaktionen in unserem Körper ohne Enzyme nicht ablaufen und auch unsere Nahrung könnten wir nicht verdauen.

In den Drüsenzellen der Bauchspeicheldrüse werden viele Verdauungsenzyme hergestellt. Dementsprechend hoch ist hier die Synthese, der Umbau und der Transport an Proteinen.

Aufbau des endoplasmatischen Retikulums

Ein Endoplasmatisches Retikulum ist ein Netzwerk aus membranumhüllten Schläuchen, Hohlräumen und Kanälen, das ungefähr 10 % des Zellvolumens ausmacht. Die Abgrenzung durch eigene Membranen ermöglicht eine andere biochemische Zusammensetzung im Lumen als im umgebenden Cytoplasma.

Unterschiedliche Bedingungen in den Membranhohlräumen bieten den Raum für verschiedene Reaktionen zur Modifizierung von Proteinen. Die Innenräume des rauen oder glatten endoplasmatischen Retikulums werden dabei Lumen genannt.

Das endoplasmatische Retikulum wird in das raue ER und das glatte ER unterteilt, welche unterschiedliche Funktionen in der Zelle ausführen. Dabei hat das raue ER seinen Namen durch die vielen an ihm heftenden Ribosomen erhalten.

Aufgaben des endoplasmatischen Retikulums

Das endoplasmatische Retikulum ist maßgeblich an der Proteinsynthese an den Ribosomen des rauen ERs, die Lipidsynthese am glatten ER sowie der Transport und die Veränderung von chemischen Substanzen in der Zelle beteiligt. Allerdings unterscheiden sich die Aufgaben des endoplasmatischen Retikulums zwischen dem rauen und dem glatten ER.

Das raue endoplasmatische Retikulum

Am rauen endoplasmatischen Retikulum werden vor allem Proteine an den Ribosomen synthetisiert und im Anschluss in das Lumen des rauen ERs eingebracht. Dabei handelt es sich um Proteine, die ein Bestandteil von Biomembranen sind, für Lysosomen benötigt werden, oder aus der Zelle heraus transportiert werden müssen.

Damit die Proteine an den richtigen Ort transportiert werden können, werden sie im Lumen des rauen endoplasmatischen Retikulums markiert und daraufhin in Vesikeln aus der Membran des rauen ER verpackt. In den Vesikeln werden die Proteine zu ihrem Zielort transportiert.

Die Markierung der Proteine geschieht durch das Anhängen von Kohlenhydratketten. Die Proteine werden dadurch zu Glykoproteinen.

Das glatte endoplasmatische Retikulum

Am glatten endoplasmatischen Retikulum befinden sich keine Ribosomen. Es hat eine eher röhrenförmige Form und ist der Ort für die weitere chemische Anpassung von Proteinen sowie die Synthese von Lipiden.

Neben der Synthese von Lipiden ist das glatte endoplasmatische Retikulum ebenfalls an folgenden Prozessen beteiligt:

  • Steroidsynthese
  • Speicherung von Clacium-Ionen (Ca2+)
  • Umbau potenziell toxischer Moleküle
  • Glykogenabbau in Tierzellen
  • Polysaccharidsynthese in Pflanzenzellen

Endoplasmatisches Retikulum – Das Wichtigste

  • Das endoplasmatische Retikulum ist ein Zellorganell, das für die Synthese, Umbau und Transport von Proteinen und Lipiden innerhalb der Zelle zuständig ist. Dabei kann das endoplasmatische Retikulum in das raue und das glatte ER eingeteilt werden, die unterschiedliche Aufgaben innehaben.
  • Das raue ER dient der Synthese, Faltung, Markierung und Transport von Proteinen.
  • Das glatte ER dient der Synthese von Lipiden und Steroiden sowie der Speicherung von Calcium-Ionen und dem Umbau von toxischen Molekülen.

Nachweise

  1. Sadava et al. (2019), Purves Biologie, Springer Spektrum.
  2. Triebel (2019), Biologie-KOMPAKT-Band 1, STARK.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Endoplasmatisches Retikulum

Die Hauptaufgaben des endoplasmatischen Retikulums sind die Proteinsynthese an den Ribosomen des rauen endoplasmatischen Retikulums, die Lipidsynthese am glatten ER sowie der Transport und die Veränderung von chemischen Substanzen in der Zelle. 

Das endoplasmatische Retikulum ist ein Zellorganell und kommt nur in eukaryotischen Zellen vor. Es ist mit der Kernhülle des Zellkerns verbunden und nimmt ca. 10 % des Zellvolumens ein. 

Am rauen endoplasmatischen Retikulum werden vor allem Membranproteine, Proteine für Lysosomen und Proteine zum Transport aus der Zelle heraus gebildet. 

Vor allem Zellen in Geweben bzw. Organen mit einer hohen Proteinsynthese (z. B. die Drüsenzellen der Bauchspeicheldrüse produzieren Verdauungsenzyme) besitzen mehr raues ER als Zellen mit geringer Proteinsynthesekapazität. Sehr viel glattes ER lässt sich in Leberzellen finden, wo giftige Stoffe umgebaut werden müssen.

Finales Endoplasmatisches Retikulum Quiz

Frage

Für welche Prozesse ist das endoplasmatische Retikulum in der Zelle zuständig?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Stofftransport
  • Stoffaufbau
  • Stoffumbau
Frage anzeigen

Frage

In welche Bereiche kann das endoplasmatische Retikulum aufgeteilt werden?

Antwort anzeigen

Antwort

  • raues ER
  • glattes ER
Frage anzeigen

Frage

Welche Prozesse finden am und im rauen endoplasmatischen Retikulum statt?

Antwort anzeigen

Antwort

Proteinsynthese

Frage anzeigen

Frage

Wie werden Proteine durch das endoplasmatische Retikulum transportiert?

Antwort anzeigen

Antwort

Proteine werden im Lumen des ER markiert und durch die Abschnürung der Zellmembran in Vesikel eingeschlossen. In den Vesikeln werden die Proteine an ihren Bestimmungsort transportiert.

Frage anzeigen

Frage

Was versteht man unter dem Endomembransystem?

Antwort anzeigen

Antwort

Das Endomembransystem in eukaryotischen Zellen umfasst Zellorganellen und Membranhohlräume, die zusammen an der Synthese, Veränderung, Verpackung und Transport von Proteinen und Lipiden beteiligt sind. Dazu sind sie durch den Stofftransport durch Vesikel miteinander verbunden.

Frage anzeigen

Frage

Nenne die Kompartimente des Endomembransystems.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Endoplasmatisches Retikulum
  • Zwischenraum der Kernhülle
  • Golgi-Apparat
  • Lysosomen
  • Vesikel
  • Plasmamembranen
Frage anzeigen

Frage

Wozu dienen die einzelnen membranumhüllten Hohlräume (Lumen) im endoplasmatischen Retikulum?

Antwort anzeigen

Antwort

Die vielen Hohlräume ermöglichen das gleichzeitige Bestehen von vielen unterschiedlichen Reaktionskammern. So können unterschiedliche Reaktionen zur Modifikation von Proteinen, Lipiden und anderen Stoffen gleichzeitig ablaufen.

Frage anzeigen

Frage

Wie werden Proteine im endoplasmatischen Retikulum für ihren Bestimmungsort markiert?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Markierung der Proteine geschieht durch die kovalente Bindung von Mehrfachzuckern (Polysacchariden).

Frage anzeigen

Frage

Welche Funktionen hat das glatte endoplasmatischen Retikulum inne?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Steroidsynthese
  • Speicherung von Clacium-Ionen (Ca2+)
  • Umbau potenziell toxischer Moleküle
  • Glykogenabbau in Tierzellen
  • Polysaccharidsynthese in Pflanzenzellen


Frage anzeigen

Frage

Wo werden die Proteine am rauen endoplasmatischen Retikulum synthetisiert?

Antwort anzeigen

Antwort

An den Ribosomen.

Frage anzeigen

Frage

Warum wird in ein raues und ein glattes ER unterschieden?

Antwort anzeigen

Antwort

Das raue ER ist durch viele Ribosomen auf seiner Oberfläche gekennzeichnet. Zusätzlich unterscheiden sich die ablaufenden Prozesse und die damit verbundenen Aufgaben in beiden Teilen des ERs.

Frage anzeigen

Frage

Welche Aufgaben hat das raue endoplasmatische Retikulum?

Antwort anzeigen

Antwort

Das raue ER dient der Synthese, der Faltung, der Markierung und dem Transport von Proteinen.

Frage anzeigen

Frage

Welche Aufgabe gehört nicht zu den Aufgaben des glatten endoplasmatischen Retikulums?

Antwort anzeigen

Antwort

Proteinsynthese

Frage anzeigen

Frage

Welche Aufgabe gehört nicht zu den Aufgaben des rauen endoplasmatischen Retikulums?

Antwort anzeigen

Antwort

Proteinfaltung

Frage anzeigen

Frage

Ist das endoplasmatische Retikulum ein Zellorganell?

Antwort anzeigen

Antwort

Ja

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Frage

Das endoplasmatische Retikulum findet man in den Zellen der...

Antwort anzeigen

Antwort

Eukaryoten

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