Het endoplasmatisch reticulum

Het endoplasmatisch reticulum - Een beknopt overzicht
Het endoplasmatisch reticulum (ER) is een complex systeem van membraankanalen en holten. Het bestaat uit twee gebieden. In het ruw endoplasmatisch reticulum hechten ribosomen zich aan het buitenoppervlak van het ER-membraan. De eiwitten die door deze ribosomen worden geproduceerd worden in de centrale holte van het ER afgezet om verder biochemisch verwerkt te worden. De eiwitten die naar deze holte zijn getransporteerd zullen uiteindelijk de lysosomen en peroxisomen bereiken, in het plasmamembraan worden opgenomen of uit de cel worden afgescheiden.

Het endoplasmatisch reticulum - Kwaliteitsbewaking
Regelmatig worden eiwitten in de ER-holte op een onjuiste wijze opgevouwen of incorrect samengesteld. Een kwaliteitsbewakingssysteem waarborgt de juiste productie en verwerking door het ruw ER. Biochemici hebben ontdekt dat eiwitten in de ER-holte zowel primaire als secundaire kwaliteitscontroles ondergaan. De primaire kwaliteitsbewaking overziet algemene aspecten van de opvouwing van het eiwit. De secundaire kwaliteitsbewaking houdt een oog op de processen die na het vertaalproces plaatsvinden en die uniek zijn voor de specifieke eiwitten.

Het is opmerkelijk dat het kwaliteitsbewakingsmechanisme van het ER in staat is om - tijdens het vouwproces - het verschil te kunnen onderscheiden tussen verkeerd opgevouwen eiwitten en eiwitten die gedeeltelijk opgevouwen zijn maar verkeerd opgevouwen lijken. Als de kwaliteitsbewaking dit onderscheid niet op een efficiënte manier zou kunnen maken, dan zou dat catastrofale gevolgen hebben voor de levensvatbaarheid van de cel.

Het kwaliteitsbewakingssysteem van het ER gebruikt informatie die zich in de oligosacchariden bevinden. Dat zijn sensoren die de "vouwstatus" van de eiwitten in de gaten houden. Het proces begint wanneer de machinerie van het ER een oligosaccharide (Glc3Man9GlcNAc2) aan nieuw vervaardigde eiwitten bevestigt, nadat deze door de ribosomen zijn vervaardigd en naar de holte van het ER zijn getransporteerd. Binnen het ER worden twee Glc van de oligosaccharide afgeknipt om een Glc1Man9GlcNAc2 te vormen. Dit aangepaste aanhangsel vertelt de machinerie van het ER dat nu het moment is aangebroken waarop de "chaperonne-eiwitten" het te vervaardigen eiwit moeten helpen bij het samenvouwen.

Zodra het vouwproces is voltooid, wordt het resterende Glc residu gespleten om zo de oligosaccharide Man9GlcNAc2 te maken. En dit aanhangsel vertelt het kwaliteitsbewakingssysteem van het ER dat het zojuist opgevouwen eiwit op eventuele defecten gecontroleerd moet worden. Als het eiwit niet op de juiste wijze samenvouwt, dan bevestigt de machinerie van het ER de Glc eenheid weer aan de oligosaccharide en wordt het eiwit teruggestuurd naar de chaperonnes om opnieuw gevouwen te worden.

Hierna verwijdert de machinerie van het ER een Man groep om Man8GlcNAc2 te maken. En dit zet vervolgens de machinerie van het ER aan om het eiwit naar het Golgi-apparaat te sturen. Als gedetecteerd wordt dat een eiwit met het Man8GlcNAc2 aanhangsel verkeerd is opgevouwen, dan wordt dat eiwit aan de kant gezet om ontmanteld te worden. Als de structuur van de gebonden oligosaccharide dus niet overeenkomt met de verwachte toestand van het eiwit, dan wordt er dus ofwel een recyclingproces of een vernietigingsproces op gang gezet. Eiwitten die aan de kant worden gezet om vernietigd te worden, worden naar het cytoplasma van de cel vervoerd en met het eiwit ubiquitin bedekt. Daar wordt het eiwit door het proteasoom afgebroken.

Het endoplasmatisch reticulum - Conclusie
Alleen een ontwerper met kennis en inzicht zou dergelijke effectieve kwaliteitsbewakingsmechanismen opzettelijk kunnen orkestreren. De kwaliteitsbewakingssystemen van de cel dwingen ons om de logische conclusie te aanvaarden dat de chemie van het leven is voortgekomen uit het werk van een intelligente ontwerper.