Interne Membranen

Cellen maken voortdurend eiwitten aan. Met uitzondering van de laatste fasen van de celdeling, synthetiseren, opslaan, verplaatsen, uitscheiden, afbreken en manipuleren cellen eiwitten op elk moment dat zij in leven zijn. Dit is een complex proces dat ten minste drie elementen vereist: genetische informatie, de machines die nodig zijn voor de assemblage, en het organiserende systeem dat de tussen- en eindproducten verwerkt.

De genetische informatie wordt opgeslagen en gereguleerd op de DNA-moleculen, en het belangrijkste onderdeel dat nodig is voor de assemblage van eiwitten is een complex van RNA en eiwit dat bekend staat als een ribosoom, maar het systeem voor het organiseren en verwerken van de tussenproducten is een complex van interne membranen die gezamenlijk het endoplasmatisch reticulum en de Golgi-lichaampjes worden genoemd.

RNA dat in de celkern wordt gemaakt, brengt de boodschap van de genen naar het cytoplasma waar het wordt gedecodeerd op de ribosomen. Deze ribosoom-complexen zweven vaak los in het cytoplasma, maar even vaak zitten de ribosomen vast aan het buitenste membraan van de kern of aan een netwerk van afgeplatte membraanzakjes of -buisjes die met elkaar in verbinding staan en een uitgebreid systeem van kanalen en reservoirs vormen die door het cytoplasma weven en stromen. In sommige gebieden bedekken ribosomen de buitenste oppervlakken van het endoplasmatisch reticulum , (vaak afgekort tot de initialen ER), en wordt het de plaats voor de belangrijkste eiwitsynthese. Maar andere gebieden van het ER zijn glad en verstoken van ribosomen. Hier worden lipiden gemaakt. Wanneer eiwitten de ribosomen verlaten, komen zij in het ER-netwerk terecht en worden zij in de tubuli gemodificeerd. Deze modificatie neemt vele vormen aan, maar in één type worden koolhydraten toegevoegd.

Tegen het einde van hun reis komen de eiwitten in blinde uiteinden van de tubuli en worden ze afgeknepen in zakjes voor transport. De meeste, maar niet alle van deze zakjes gaan deel uitmaken van het tweede interne membraanstelsel, de Golgi, waar de eiwitten nog verder kunnen worden gewijzigd. Sommige van deze eiwitten kunnen nu zeer gevaarlijk zijn voor de cel (spijsverteringsenzymen, bijvoorbeeld) of sterk hydrofoob zijn. Deze eiwitten worden naar het oppervlak van de cel gebracht en wanneer de zak of het blaasje met het plasmamembraan versmelt, worden zij in het membraan opgenomen of naar buiten afgevoerd.

Sommige blaasjes die spijsverteringsenzymen en andere enzymen bevatten, worden binnen de cel gehouden. Lysosomen zijn zo’n bolvormig blaasje dat kan worden samengesmolten met opgeslokte voedsel vacuolen. Zodra de inhoud van het lysosoom zich mengt met de voedselvacuole gaan de enzymen aan het werk en verteren het voedsel. Voedingsstoffen worden door het membraan van de blaasjes geabsorbeerd en in het cytoplasma van de cel gebracht. Afvalstoffen worden in het blaasje vastgehouden en uiteindelijk uitgescheiden door exocytose wanneer het zakje weer versmelt met het plasmamembraan.