Membrane interne

Le cellule producono proteine costantemente. Ad eccezione delle fasi finali della divisione cellulare, le cellule sintetizzano, immagazzinano, muovono, espellono, degradano e manipolano proteine ogni istante in cui sono vive. Questo è un processo complesso che richiede un minimo di tre elementi: l’informazione genetica, il macchinario necessario per l’assemblaggio e il sistema organizzativo che elabora i prodotti intermedi e finali.

L’informazione genetica è immagazzinata e regolata sulle molecole di DNA, e il componente principale necessario per l’assemblaggio delle proteine è un complesso di RNA e proteine noto come ribosoma, ma il sistema di organizzazione ed elaborazione dei prodotti intermedi è un complesso di membrane interne chiamato collettivamente reticolo endoplasmatico e corpi di Golgi.

L’RNA prodotto nel nucleo porta il messaggio dai geni nel citoplasma dove viene decodificato sui ribosomi. Questi complessi di ribosomi si trovano spesso a fluttuare nel citoplasma, ma altrettanto spesso i ribosomi sono attaccati alla membrana esterna del nucleo o a una rete di sacche o tubi di membrana appiattita che si collegano e si interconnettono tra loro per formare un elaborato sistema di canali e cisterne che si intrecciano e scorrono nel citoplasma. In alcune zone, i ribosomi costellano le superfici esterne del reticolo endoplasmatico , (spesso abbreviato con le iniziali ER), e diventa il sito della sintesi proteica principale. Ma altre regioni dell’ER sono lisce e prive di ribosomi. Qui vengono prodotti i lipidi. Quando le proteine lasciano i ribosomi, passano nella rete dell’ER e vengono modificate all’interno dei tubuli. Questa modifica assume molte forme, ma in un tipo, vengono aggiunti carboidrati.

Verso la fine del loro viaggio le proteine entrano nelle estremità cieche dei tubuli e vengono pizzicate in sacche per il trasporto. La maggior parte di queste sacche, ma non tutte, diventano parte del secondo sistema di membrane interne, il Golgi, dove le proteine possono essere ulteriormente modificate. A questo punto alcune di queste proteine possono essere molto pericolose per la cellula (enzimi digestivi, per esempio) o possono essere fortemente idrofobiche. Queste proteine sono portate alla superficie della cellula e quando il sacco o la vescicola si fonde con la membrana plasmatica sono incorporate nella membrana o sono rilasciate all’esterno.

Alcune vescicole contenenti enzimi digestivi e altri enzimi sono trattenute all’interno della cellula. I lisosomi sono una di queste vescicole sferiche che possono essere fuse con i vacuoli alimentari inglobati. Una volta che il contenuto del lisosoma si mescola con il vacuolo alimentare, gli enzimi vanno a lavorare e digeriscono il cibo. I nutrienti vengono assorbiti attraverso la membrana della vescicola e nel citoplasma della cellula. I rifiuti sono trattenuti all’interno della vescicola e vengono infine espulsi per esocitosi quando il sacco si fonde nuovamente con la membrana plasmatica.