Vesikel: Funktion und Arten

Vesikel sind bläschenförmige Strukturen, die in der Zelle wichtige Transportfunktionen übernehmen. Darüber hinaus sind manche Vesikel auch auf andere Aufgaben spezialisiert. Um welche es sich dabei handelt und was für Arten von Vesikeln es gibt, findet sich in diesem Artikel.

Vesikel – Definition

Unter Vesikeln versteht man kugelförmige bis ovale Strukturen, die sich intrazellulär befinden und von einer einfachen Doppellipidschicht umgeben sind. Sie bilden eigene Zellkompartimente, in denen bestimmte zelluläre Prozesse stattfinden. Sie haben einen Durchmesser von ungefähr 50 bis 100 Nanometer.

Vesikel – Funktion

Vesikel dienen vor allem dem Transport innerhalb einer Zelle. Durch sogenannte Transportvesikel können Proteine und Lipide von einem Zellorganell zu einem anderen transportiert werden. Dabei ist der Transport von Proteinen, die im endoplasmatischen Retikulum produziert werden, zum Golgi-Apparat besonders relevant. Dort erhalten sie dann eine entsprechende Markierung, die über ihren Zielort bestimmt.

Außerdem gibt es auch Vesikel, die Stoffe zur Sekretion enthalten. Diese gelangen daher zur Zellmembran und ermöglichen so die Ausschleusung der Stoffe aus der Zelle mittels Exozytose. Ein Beispiel dafür sind Nervenzellen, die über Vesikel ihre Neurotransmitter in den synaptischen Spalt abgegeben. Auch Hormone, die ins Blut abgegeben werden, benötigen Vesikel zur Exozytose. Zudem hat die Zelle durch diesen Prozess die Möglichkeit, Schadstoffe und Abbauprodukte loszuwerden. Auch bei der Aufnahme von Substanzen durch Endozytose in die Zelle sind Vesikel beteiligt, die an der Plasmamembran gebildet werden.

Des Weiteren können Vesikel, die aus der Zelle in den Extrazellularraum abgegeben wurden, von anderen Zellen aufgenommen werden. Daher spielen sie eine wichtige Rolle in der Kommunikation der Zellen untereinander.

Vesikel – Arten

Neben den Transportvesikeln und den sekretorischen Vesikeln, die bereits erwähnt wurden, werden im weiteren Sinne auch die Lysosomen und Peroxisomen zu den Vesikeln gezählt. Diese zeichnen sich durch besondere Aufgaben aus, die sich von denen der herkömmlichen Vesikel unterscheiden.

Lysosomen

Die Hauptaufgabe von Lysosomen ist der Abbau von Fremdstoffen oder auch körpereigenen Stoffen. Dafür werden die lysosomalen Enzyme benötigt. Die Synthese dieser findet im endoplasmatischen Retikulum statt, woraufhin sie in dessen Lumen abgegeben werden. Dann werden sie in Transportvesikel verpackt und gelangen zu den Lysosomen.

Bei den Enzymen im Inneren der Lysosomen handelt es sich um Nukleasen, Proteasen und Lipasen. Sie dienen der intrazellulären Verdauung von nicht mehr gebrauchten Materialien und erreichen nur im sauren Milieu eine hohe Aktivität. Dieses saure Milieu ist im Inneren eines Lysosoms gegeben, da dort der pH-Wert unter fünf liegt. Die Notwendigkeit eines sauren Milieus schützt andere Zellorganellen für den Fall, dass Enzyme aus den geschädigten Lysosomen in das Zytosol gelangen. Dort herrscht ein alkalischeres Milieu, sodass die Enzyme nicht aktiv sind und keine wichtigen zellulären Bestandteile abbauen.

Der saure pH-Wert in den Lysosomen wird durch eine spezielle ATPase aufrecht erhalten. Diese transportiert unter der Hydrolyse von einem ATP-Molekül zwei Protonen in das Lysosom. Des Weiteren zeichnet sich die Innenseite der Lysosomenmembran durch speziell glykosylierte Proteine aus, damit die Enzyme im Inneren nicht auch die Zellmembran angreifen und beschädigen.

Peroxisomen

Peroxisomen kommen am zahlreichsten in Hepatozyten vor und sind von einer einschichtigen Lipidmembran umschlossen. Obwohl sie ähnlich wie die Lysosomen aussehen, handelt es sich bei Peroxisomen nicht um Abspaltungen des Golgi-Apparats.

Peroxisomen werden auch Entgiftungsapparat der Zelle genannt, weil sie mit der Hilfe von Enzymen Stoffwechselprodukte abbauen. Dabei geht es vor allem um sogenannte Radikale, bei denen es sich um Moleküle handelt, die ein ungepaartes Elektron besitzen und daher sehr reaktiv sind. Zum Abbau dieser Radikale existieren mehr als 50 verschiedene Mono- und Dioxygenasen, die mit den Radikalen fusionieren und somit ihre Reaktivität einschränken können. Zu den bekanntesten Enzymen der Peroxisomen zählen die namensgebenden Peroxidasen sowie die Katalasen. Die Peroxisomen können jedoch nicht nur Radikalen, sondern auch andere Stoffwechselprodukte abbauen. Sie sind beispielsweise in der Lage, Fettsäuren und Ethanol (Bestandteil des Trinkalkohols) zu Acetyl-CoA zu oxidieren.