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Vesikulärer Transport

Synonym: Vesikeltransport
Englisch: vesicular transport, vesicular traffic

1 Definition

Der vesikuläre Transport ist ein grundlegender intrazellulärer Transportmechanismus zur Verteilung von Proteinen zwischen den Zellorganellen.

2 Hintergrund

Ein großer Anteil der Proteine einer Zelle wird im Endoplasmatischen Retikulum synthetisiert. Von hier aus müssen sie zu anderen Organellen transportiert werden. Außerdem geben Zellen über den Prozess der Exozytose zelluläres Material nach außen ab und nehmen extrazelluläres Material über die Endozytose auf. Bei all diesen Prozessen werden Transportvesikel an einer Membran gebildet und zu einer anderen transportiert, um mit dieser zu verschmelzen.

Alle Organellen, die über vesikulären Transport miteinander verbunden sind, werden zusammenfassend auch Endomembransystem genannt. Dazu gehören das Endoplasmatische Retikulum, der Golgi-Apparat, die Endosomen, die Lysosomen und die Plasmamembran.

3 Ablauf

Der vesikuläre Transport kann in vier Schritte unterteilt werden. Der Prozess läuft an verschiedenen Organellen grundsätzlich nach diesem Prinzip ab, die Detailmechanismen und die beteiligten Proteine unterscheiden sich aber.

3.1 Bildung und Abschnürung eines Vesikels

Die Bildung eines Vesikels beginnt damit, dass sich spezifische Mantelproteine auf der zytosolischen Seite an die Membran eines Organells anlagern. Diese Proteine bilden multimere Komplexe, die sich wie ein Gerüst um das wachsende Vesikel legen. Der Prozess wird auch Knospung oder Budding genannt. Ist das Vesikel fast vollständig ausgebildet, wird es von der Donormembran abgeschnürrt. Während der Endozytose findet dieser Schritt mit Hilfe das Proteins Dynamin statt.

3.2 Vesikeltransport

Direkt nach der Abschnürung beginnt das sogenannte Uncoating, bei dem sich die Mantelproteine vom Vesikel lösen. Das freie Vesikel bewegt sich dann entlang des Zytoskeletts zur Zielmembran. Dafür ist es über Motorproteine wie Dynein oder Kinesin an die Filamente gebunden.

3.3 Rekrutierung an die Zielmembran

Um mit der richtigen Membran zu fusionieren, muss ein Vesikel gezielt an diese rekrutiert werden. An diesem Prozess, der auch Tethering genannt wird, sind verschiedene Proteine beteiligt. Tethering-Faktoren sind Proteinkomplexe, die spezifisch an bestimmten Organellen in einer Zelle lokalisiert sind. Durch die Interaktion mit kleinen G-Proteinen, den Rab-GTPasen, die sich auf der Oberfläche von Transportvesikeln befinden, bringen diese Tethering-Faktoren das Vesikel nah an die Zielmembran. Dadurch wird die Fusion zwischen den beiden Membranen vorbereitet.

3.4 Fusion mit der Zielmembran

Die Verschmelzung von der Vesikelmembran mit der Zielmembran wird durch SNARE-Proteine vermittelt. Diese Membranproteine befinden sich auf beiden Seiten und bilden bei räumlicher Nähe über Protein-Protein-Interaktionen einen sogenannten SNARE-Komplex aus. Dieser Prozess führt dazu, dass die beiden gegenüberliegenden Membranen nah aneinander gezogen werden und die Fusion stattfinden kann.

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Fachgebiete: Biochemie

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