Funzioni e meccanismi del reticolo endoplasmatico

il reticolo endoplasmatico è diviso in due sotto compartimenti non separati ma morfologicamente diversi: reticolo endoplasmatico liscio e rugoso. Le due regioni presentano diverse funzioni, e si è studiato ciò andando a praticare il metodo dell'ultra centrifugazione, ovvero andando a separare il reticolo endoplasmatico dagli altri organelli. Operando questa separazione la sua membrana si rompe e al suo interno troviamo, derivanti da esso, delle strutture dette microsomi, le quali possono essere distinte in microsomi ruvidi e lisci. Si possono poi dividere ulteriormente questi organelli utilizzando una centrifugazione, e la differenza di densità permette di dimostrare che i due compartimenti presentano diverse composizioni muscolari, dovuta alla presenza di particolari proteine, e funzioni differenti.

Funzioni del reticolo liscio

Il reticolo liscio svolge una serie di funzioni: sintetizza i lipidi di membrana - alcune reazioni avvengono grazie ad enzimi citosolici che agiscono sul versante citosolico del bilayer lipidico; sintetizza colesterolo e ormoni steroidei; partecipa al metabolismo del glicogeno; partecipa a reazioni di detossificazione e infine contribuisce al deposito di calcio.
Il reticolo rugoso presenta dei ribosomi sulla sua superficie, pertanto è stato possibile spiegarsi il coinvolgimento di tali organelli nella sintesi proteica. Le proteine vengono trasportate nel reticolo, e all'interno di esso avvengono una serie di modificazioni tra cui: il piegamento, la formazione di ponti di solfuro, l’oligomerizzazione, la glicosilazione, il controllo di qualità e il rimodellamento delle catene oligosaccaridiche.

Sintesi proteica e segnale

La sintesi proteica ha inizio nel ribosoma ma termina nel citosol; per le proteine della via secretoria la sintesi inizia nel ribosoma, viene bloccata e l'apparato traduzionale viene traslocato della membrana del reticolo rugoso, e poi riparte e la proteina che è stata sintetizzata entra nel reticolo.
La cellula capisce che si tratta di una proteina della via secretoria, da incorporare nel reticolo, grazie a un segnale situato nella postazione iniziale di una proteina, che deve essere riconosciuto da un apparato molecolare. Tale sistema riguarda il peptide segnale: Gunter Globel ipotizzò l'esistenza di tale peptide basandosi su una importante osservazione: in quegli anni si facevano degli esperimenti di traduzione proteica in vitro partendo da citosol e ribosomi immersi. Selezionando solo citosol, Globel stimolò la sintesi di una data proteina, successivamente separò la proteina e ne quantificò la massa. Successivamente ripeté l'esperimento mantenendo anche alcuni microsomi ruvidi e osservò che la proteina pesava un po' in meno rispetto all'osservazione precedente; questo gli permise di ipotizzare che su questa proteina vi fosse un segnale che la portasse a raggiungere il reticolo rugoso dove dopo la traduzione un enzima, detto peptidasi, la tagliava e rimuoveva tale sequenza segnale, e questo spiegava la massa inferiore. La stessa cosa non avveniva nell'esperimento in assenza di microsomi. In sostanza se la proteina non viene sintetizzata nei microsomi ma solo nel citosol assumerà un peso maggiore.