Proteine: Adressierung und Sortierung

Bei der Adressierung und Sortierung werden die Proteine mithilfe einer spezifischen „Adresse“, die bereits als Signalpeptid in der Aminosäureabfolge des Proteins vorhanden ist oder als posttranslationale Modifikation angefügt wird, zu den unterschiedlichen Kompartimenten einer Zelle dirigiert. Abhängig von ihrem endgültigen Bestimmungsort werden Proteine entweder von Ribosomen am rauen endoplasmatischen Retikulum (rER) synthetisiert oder an freien Ribosomen im Zytosol.

Synthese von Proteinen am rER

Die Synthese von membranständigen, sekretorischen oder auch lysosomalen Proteinen und solchen, die für das Lumen von rER und Golgi-Apparat bestimmt sind, findet am rER statt. Diese Proteine besitzen ein N-terminales Signalpeptid, das die Ribosomen kurz nach Beginn der Translation zum rER dirigiert. Die weitere Proteinsynthese erfolgt dann direkt in das Lumen des rER. Dort finden auch erste Modifikationen der Proteine statt. Proteine ohne eine Funktion im rER gelangen zum Golgi-Apparat, in dessen Zisternen sie weiter modifiziert und ggf. auch mit spezifischen Markierungen versehen werden. Vom trans-Golgi-Netzwerk werden protein- und lipidhaltige Vesikel abgeschnürt. Diese fusionieren mit der Plasmamembran und entlassen ihren Inhalt in den Extrazellularraum, integrieren ihre Membranbestandteile in die Plasmamembran oder werden zu primären Lysosomen.

Synthese von Proteinen im Zytosol

Zytosolische Proteine und Proteine mit Eintritts- und Zielsteuerungssequenzen für Organellen (Mitochondrien, Zellkern, Peroxisomen) werden von Ribosomen synthetisiert, die frei im Zytosol vorliegen.