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Zellbiologie: Güterverkehr in Neuronen

Die Ausläufer von Nervenzellen müssen chemische Botenstoffe schnell über Entfernungen von vielen Zentimetern hinweg transportieren. Die als Lastesel dienenden Membranbläschen haben den Apparat für ihre Energieversorgung offenbar gleich mit dabei.
MikrotubulusLaden...

Nervenzellen stehen über lang gestreckte Zellfortsätze miteinander in Verbindung. Am Ende dieser Axone können sie dann über einen Spalt hinweg mittels molekularer Botenstoffe mit der nächsten Nervenzelle kommunizieren. Dazu müssen die Neurotransmittermoleküle zunächst in Membrankügelchen verpackt werden, so genannte Vesikel. Zu den als Synapsen bezeichneten Kontaktstellen gelangen diese Transportbläschen mit Hilfe von Motorproteinen, die sich an Mikrotubuli  – röhrenförmigen Bestandteilen des Zellskeletts – entlanghangeln.

In größeren Tieren kann das ein ganz schön weiter Weg sein. Beim Menschen zum Beispiel erstrecken sich manche Axone schon mal über einen Meter hinweg. Nun benötigen die Motorproteine für den Transport Treibstoff in Form des energiereichen Moleküls ATP. Und zwar ziemlich viel, denn ein ATP-Molekül bringt sie gerade einmal acht Nanometer (millionstel Millimeter) weit voran.

Für den Großteil der ATP-Herstellung einer Zelle sind normalerweise die Mitochondrien zuständig. Diese "Kraftwerke der Zelle" arbeiten äußerst effizient und gewinnen dabei aus dem Abbau eines Moleküls Traubenzucker (Glukose) 34 Moleküle ATP. Doch nicht überall in der Zelle finden sich Mitochondrien. Daher kann eine Vesikel, wenn sie die weite Reise durch ein längeres Axon antritt, nicht sicher sein, dass sie ihnen unterwegs in ausreichender Häufigkeit begegnen. Was geschieht dann? ...

Juli 2013

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Juli 2013

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  • Quelle
Cell 152, S. 479 – 491, 2013