Vær klar over at denne har store forbedringspotensialer og vil revideres i fremtid.

Hva er en celle?

En celle er den grunnleggende byggesteinen i alle levende organismer. Den er en membranavgrenset enhet som inneholder en vandig løsning av kjemikalier, inkludert småmolekyler og makromolekyler som proteiner, nukleinsyrer (DNA og RNA), fettstoffer og karbohydrater. Disse komponentene gjør cellen i stand til å utføre livsnødvendige prosesser som energiomsetning, vekst, reproduksjon og kommunikasjon.

Celler har også evnen til å kopiere seg selv gjennom vekst og deling. De følger det sentrale dogmet i biologi, der genetisk informasjon i DNA transkriberes til RNA og deretter oversettes til proteiner, som er avgjørende for cellens struktur og funksjon.

Alle celler, til tross for variasjon i form og funksjon, er bygget opp av de samme småmolekylære byggeklossene som danner større, komplekse makromolekyler. Dette gjør cellen til en universell enhet i alt liv, enten det er enkeltcellet eller flercellet.

Begrepsavklaring

Vi skal inn på alle forskjellige organeller i cellen, men her er en god oversikt før vi starter:

1. Cytoplasma er alt inni cellen bortsett fra kjernen, og det består av cytosol (væsken som fyller cellen) og alle organellene. Så tenk på cytoplasma som cellens «arbeidsområde.»
2. Cytosol er selve væsken i cytoplasmaet, der mange kjemiske reaksjoner foregår.
3. Lysosomer er små vesikler som fungerer som cellens «søppelbøtter.» De bryter ned avfall og gamle cellestrukturer ved hjelp av fordøyelsesenzymer.
4. Peroksisomer ligner på lysosomer, men de har en annen oppgave: de bryter ned giftige stoffer, som hydrogenperoksid, og hjelper til med fettmetabolisme.
5. Mitokondrier er cellens «kraftverk.» De produserer energien cellen trenger i form av ATP ved å utføre celleånding.
6. Golgiapparatet er cellens «postkontor.» Det mottar, modifiserer og sender proteiner og lipider til de riktige stedene i cellen eller ut av cellen.
7. Endoplasmatisk retikulum (ER) er cellens «fabrikk»:
   • Det ru ER har ribosomer på overflaten og produserer proteiner.
   • Det glatte ER mangler ribosomer og lager lipider og bryter ned giftstoffer.
8. Kjernemembranen (nuclear envelope) beskytter DNA-et som ligger inne i cellekjernen og regulerer hva som kan passere inn og ut.
9. Vesikler er små «pakker» som brukes til transport av materialer rundt i cellen eller til cellemembranen for eksport.
10. Plasmamembranen er cellens «yttervegg.» Den beskytter cellen og regulerer hva som kommer inn og ut.

Til slutt, begrepet endomembransystemet refererer til alle organeller som er en del av dette transportsystemet i cellen (som ER, Golgi, lysosomer, osv.), men mitokondriene er ikke inkludert fordi de har sin egen funksjon og DNA.

Om noe av dette er helt ukjent, bør man lese litt på det før man går videre.

Plasmamembranen

Plasmamembranen omgir cellen og fungerer som en barriere mellom det indre og det ytre miljøet. Den består av et lipid-dobbeltlag, som er cirka 5 nm tykt.

Dette dobbeltlaget er laget av fosfolipider, som har en hydrofil (vannelskende) «hode»-gruppe og hydrofobe (vannavstøtende) fettsyrehaler. Fosfolipidene danner en struktur der de hydrofobe halene vender innover, mens hodene vender ut mot vannet på begge sider.

Forskjell mellom bakterielle og eukaryote celler:

• Bakterielle celler har kun plasmamembranen som avgrenser cellen.
• Eukaryote celler, derimot, har også interne membraner som danner organeller.

Hva kan passere gjennom membranen:

Små, upolare (hydrofobe) molekyler som oksygen (O₂) og karbondioksid (CO₂) kan diffundere fritt gjennom membranen på grunn av deres manglende ladning, lille molekylstørrelse, og evne til å løse seg i det hydrofobe lipidlaget. Dette er særlig viktig i:

• Lungene: For effektiv gassutveksling mellom alveoler og kapillærer
• Vev: For cellulær respirasjon og metabolisme
• Mitokondriene: For aerob energiproduksjon

Små, polare molekyler som vann (H₂O) har begrenset evne til membranpassasje, men kan krysse via:

• Direkte diffusjon: En langsom prosess gjennom lipidlaget
• Aquaporiner (AQP): Spesialiserte vannkanaler som:
  • Øker vannpermeabiliteten opptil 100 ganger
  • Er særlig viktige i nyrene for konsentrering av urin
  • Spiller en rolle i blod-hjerne-barrieren

Større molekyler og ioner krever spesifikke transportmekanismer:

Transportproteiner (f.eks. Na⁺/K⁺-ATPase):

Opprettholder membranpotensialet. Viktig for nerveimpulser og muskelkontraksjon.

Ionekanaler:

Spenningsstyrte (viktige i nevrotransmisjon)

Ligandstyrte (viktige i synaptisk signalering)

Carrier-proteiner:

For glukose (GLUT-transportører)

For aminosyrer (som LAT1 i blod-hjerne-barrieren)

Fosfolipider og deres variasjon:

Fosfolipider er de viktigste byggesteinene i cellemembranen. De vanligste typene er fosfatidylkolin (dominerer i ytre lag) og fosfatidylserin (mest i indre lag). Denne asymmetriske fordelingen er essensiell for membranens funksjon, særlig for cellesignalering og membrantransport.

Fosfolipidene er ulikt fordelt mellom membranens to lag, en egenskap kalt lipid-asymmetri:

• Ytre lag: Domineres av nøytrale fosfolipider som fosfatidylkolin og sfingomyelin
• Indre lag: Inneholder negativt ladede fosfolipider som fosfatidylserin og fosfatidyletanolamin
• Denne asymmetrien er essensiell for:
  • Cellesignalering (f.eks. eksponering av fosfatidylserin under apoptose)
  • Membranstabilitet og proteinbinding
  • Opprettholdelse av membranpotensialet

Det er ikke så nøye å huske alle de forskjellige lipidene, men det er viktig å vite at de eksisterer og forstå hvorfor de er der. Det er jo fordi ulike fosfolipider, binder ulike proteiner og signalmolekyler.

Membranens fluiditet:

Fluiditeten(hvor flytende membranen er) avhenger av lengden på hydrokarbonkjedene, antall dobbeltbindinger og mengden kolesterol.

Kortere hydrokarbonkjeder og flere dobbeltbindinger øker fluiditeten, mens kolesterol fyller rommet mellom fettsyrene og gir en balanse mellom stivhet og fleksibilitet.

Kolesterol og membranens egenskaper:

Kolesterol er en essensiell membrankomponent som regulerer membranens fysiske egenskaper på tre viktige måter:

• Det øker membranens stabilitet ved å plassere seg mellom fosfolipidene
• Det opprettholder optimal fluiditet ved å hindre at fosfolipidenes hydrofobe haler klumper seg sammen (ved lav temperatur) eller blir for bevegelige (ved høy temperatur)
• Det reduserer membranpermeabilitet ved å tette mellomrom mellom fosfolipidene, noe som er spesielt viktig for å hindre uønsket lekkasje av ioner

Proteiner i plasmamembranen:

Cellemembranen inneholder forskjellige typer proteiner med spesifikke roller:

• Reseptorer: Disse mottar signaler fra omgivelsene, som hormoner eller kjemiske signaler, og overfører denne informasjonen inn i cellen.
• Transportproteiner: Hjelper med å flytte molekyler som ioner eller næringsstoffer inn og ut av cellen.
• Ankerproteiner: Disse gir støtte og forankrer cellen til nærliggende strukturer, som andre celler eller den ekstracellulære matriksen.

Glykokalyks (celleoverflatens karbohydrater):

Overflaten av cellen er dekket av et lag med karbohydrater kalt glykokalyks, som har flere roller:

• Beskytter cellen mot mekanisk skade.
• Gir cellen en slimete overflate, som fungerer som smøring.
• Hjelper celler å gjenkjenne hverandre og samarbeide.
• Sørger for at celler kan feste seg til hverandre når det er nødvendig.

Neutrofilens vandring:

Når kroppen oppdager en infeksjon, spiller glykokalyksen en nøkkelrolle:

• Proteiner på blodkarenes overflate gjenkjenner karbohydrater på neutrofilene (en type immuncelle).
• Dette fører til at neutrofilene stopper og festes til blodkarets vegg.
• Til slutt presses neutrofilen gjennom blodkarets vegg for å nå infeksjonsstedet og bekjempe patogener.

Kjernen – nukleus

Dobbel membran:

To lipiddobbeltlag: Kjernen har en dobbel membran.

• Ytterste membran: Denne er kontinuerlig med det endoplasmatiske retikulum (ER) og bidrar til kommunikasjon og transport mellom kjernen og resten av cellen. Det er viktig å huske på.
• Innerste membran: Denne ligger mot kjernens innhold og opprettholder kjernens struktur.

Nukleær lamina:

Fibernettverk: Et nettverk av proteinfilamenter, kalt nukleær lamina, støtter den indre kjernemembranen. Dette gir mekanisk støtte og opprettholder kjernens form. Dette er en type intermediær filament, som du kan lese mer om på cytoskjelettet.

Kjernemembranporer:

Nukleus har også kjernemembranporer som lar bestemte molekyler slippe inn. Det er altså spesialiserte porer i membranen kontrollerer hva som passerer inn og ut av kjernen. Ioner, små polare molekyler og makromolekyler (som proteiner og RNA) må passere gjennom disse porene for å entre eller forlate kjernen.

• Kjerneporene er komplekse proteinkomplekser som gjennomtrenger begge membranlagene. En typisk kjerne har 3000-4000 kjerneporer, som fungerer som svært selektive porter.
  De tillater aktiv transport av store molekyler som mRNA og proteiner, mens mindre molekyler (under 40 kDa) kan passere fritt.
  Denne kontrollerte transporten er essensiell for regulering av genuttrykk og cellulær homeostase.
• Kjerneporene er komplekse strukturer med flere viktige komponenter:
  • Cytosoliske fibriller: Proteinfilamenter som strekker seg ut i cytoplasma og fungerer som «fangarmer» for å fange opp molekyler som skal transporteres
  • Nukleær basket (kjernekurv): En kurv-lignende struktur på den nukleære siden som hjelper til med å organisere og dirigere molekyltransport
  • Porekompleksproteiner (nucleoporins): Danner selve porestrukturen og inneholder FG-repetisjoner som er essensielle for selektiv transport av makromolekyler

Hovedfunksjon:

Kjernens primære oppgave er å beskytte cellens genetiske materiale (DNA) mot skader og uønskede molekyler. Dette er avgjørende for å opprettholde genetisk stabilitet og sikre korrekt genuttrykk og replikasjon.

DNA til protein

Inne i kjernen blir DNA først transkribert til pre-mRNA. Pre-mRNA gjennomgår spleising hvor introner fjernes, og et modent mRNA dannes.

Dette mRNA fraktes ut til ribosomer i cytoplasma eller på endoplasmatisk retikulum (ER) for translasjon (oversettelse) til proteiner.

Etter translasjon blir proteiner ofte modifisert i ER og Golgi-apparatet før de er klare til sin spesifikke oppgave. Dette er det andre notater som dekker i dybde.

BILDE KOMMER HER ETTER JEG LAGER BILDET PÅ TRANSLASSJON

Genetisk informasjon i eukaryote celler

Eukaryote celler har opptil 20 000 protein-kodende gener, sammenlignet med bakteriers 500 gener.

Mens bakterier har en enkel prosess hvor transkripsjon og translasjon skjer samtidig, er prosessen i eukaryoter mer kompleks og adskilt mellom kjernen og cytoplasma.

Ribosomer

Hva er ribosomer og hvor mange finnes det?
Ribosomer er cellens proteinproduserende maskineri, og i en typisk mammal celle kan det være mellom 5-10 millioner ribosomer. I celler som vokser aktivt, produseres det opptil 10 000 ribosomer hvert eneste minutt.

Ribosomer består av to subenheter:

• 40S (liten subenhet)
• 60S (stor subenhet) Disse er satt sammen av proteiner og fire ulike rRNA-molekyler. Størsteparten av rRNA produseres i nukleolus, som er et spesifikt område i cellekjernen, mens noe av det lages utenfor nukleolus.

Ribosomer bruker informasjon fra mRNA til å sette sammen aminosyrer til proteiner. Dette skjer enten i cytosol eller på membranen til det endoplasmatiske retikulumet (ER):

• Frie ribosomer i cytosol lager proteiner som brukes inne i cellen. Dette er viktig å bemerke seg.
• Bundne ribosomer på ER lager proteiner som skal eksporteres ut av cellen eller brukes i cellemembranen. Husk at proteiner dannet i ER gjerne gjennomgår mye mer prosessering som for eksempel at det legges til sukkermolekyler. Det er fordi de trenger blant annet adresselapp om de skal ut av cellen!

---

Nukleolus – Ribosomenes Fabrikk

Hva er nukleolus? Nukleolus, eller kjernekroppen, er en struktur inne i cellekjernen som inneholder DNA, RNA og proteiner. De fleste mammale celler har 1-4 nukleoli.

Hovedfunksjonen til nukleolus:

• Produksjon av ribosomalt RNA (rRNA): Dette er den viktigste RNA-typen for ribosomenes funksjon.
• Sette sammen ribosomsubenheter: rRNA kombineres med spesifikke proteiner for å lage de små (40S) og store (60S) subenhetene. Disse transporteres deretter ut i cytosol for å bli aktive ribosomer.

---

Hvordan produseres ribosomer?

Inni nukleolus: Ribosomale proteiner som allerede er produsert i cytosol, transporteres inn i cellekjernen og til nukleolus. Her settes de sammen med rRNA for å lage pre-ribosomale partikler.
Disse pre-ribosomene fraktes ut gjennom porene i kjernemembranen og blir fullstendig funksjonelle i cytosol.
Resultatet er funksjonelle ribosomer som enten flyter fritt i cytosol eller festes til ER for videre arbeid.

---

Endoplasmatisk retikulum (ER)

ER er cellens største organell og utgjør ca. 10 % av cellens volum.

Det består av et nettverk av membraner med rørformede strukturer (cisternae) som er forbundet med kjernemembranen.

Hovedfunksjoner:

• Produksjon av lipider og proteiner som enten skal eksporteres fra cellen eller inkorporeres i membraner.
• Lagring av kalsiumioner (Ca²⁺), som er viktig for cellens signalprosesser, spesielt i muskelceller (sarkoplasmatisk retikulum).
• Transport av vesikler til Golgi-apparatet for videre sortering og modifikasjon.

Det er to ulike ER, ruglette og glatt:

Ruglette (granulært) endoplasmatisk retikulum (rER)

Hovedpoenget er at den har ribosomer festet til overflaten.
Hovedfunksjon er syntese (dannelse) og modifisering av proteiner. Dette er viktig for produksjon av membranproteiner og proteiner som skal skilles ut av cellen.

Den er kontinuerlig med den ytre kjernemembranen.

Glatt endoplasmatisk retikulum (sER)

Hovedpoenget her er at den mangler ribosomer. Det betyr at den da selvsagt ikke kan produsere proteiner. Merk deg det.

Hovedfunksjoner:

• Lipidsyntese (f.eks. produksjon av fosfolipider for cellemembraner)
• Detoksifisering av skadelige stoffer (f.eks. nedbrytning av alkohol i leverceller)
• Kalsiumlagring og -regulering (f.eks. i muskelceller for å kontrollere muskelkontraksjon).

Eksempelvis finner man massevis av glatt ER i celler som lager steroider. Det er fordi glatt ER er ekspert på å lage fettlignende stoffer, som steroider. La meg gi deg et par eksempler:

• I binyrebarken: Her lager cellene hormoner som kortisol og aldosteron. Disse hormonene hjelper kroppen din med å takle stress og regulere blodtrykket.
• I testikler og eggstokker: Disse stedene lager kjønnshormoner som testosteron og østrogen. Disse hormonene er viktige for puberteten og reproduksjon.

Disse cellene er som små fabrikker fulle av glatt ER. De trenger all denne glatte ER-en for å kunne lage masse hormoner raskt og effektivt.

Folding av Proteiner i ER-Lumen

Hva er proteinfolding?
Det er prosessen der proteiner danner sin tredimensjonale struktur etter å ha entret lumen i det ru endoplasmatiske retikulum (RER). Her blir de “krøllet sammen”. Vi husker jo at de starter som lange «perlekjeder». Nå skal de krølles og foldes for å få sin funksjon.

Viktige hjelpere:

• Chaperoner: Spesialiserte «hjelpeproteiner» som:
  • Forhindrer feilfolding
  • Motvirker aggregering (klumping) av proteiner
  • Fungerer som molekylære «barnevakter» for å sikre korrekt proteinstruktur
• Disulfid-isomerase: Et enzym som:
  • Hjelper til med dannelsen av disulfidbindinger
  • Stabiliserer proteinstrukturen
  • Omorganiserer bindinger mellom svovelatomer i cystein
• Glykosylering
  • Karbohydrater festes til proteiner for å danne glykoproteiner, som er viktige for cellekommunikasjon og struktur.
  • Denne prosessen starter i ER og fullføres i Golgi-apparatet.

Betydning av korrekt proteinfolding:

• Sikrer proteinets funksjonalitet
• Forebygger dannelsen av dysfunksjonelle eller skadelige proteiner
• Er avgjørende før proteinet sendes til sin endelige destinasjon

UPR:

UPR (Unfolded Protein Response) er en cellulær stressrespons som aktiveres når det er opphopning av feilfoldede eller ufoldede proteiner i endoplasmatisk retikulum (ER). Dette er en viktig mekanisme som cellene bruker for å opprettholde proteostasens balanse og sikre at proteiner er riktig foldet og funksjonelle.

Hovedfunksjoner ved UPR

Restaurering av proteostasens balanse:

• Økt produksjon av molekylære chaperoner som hjelper med proteinfolding.
• Oppregulering av gener som koder for proteinnedbrytende mekanismer.
• Midlertidig reduksjon i proteinsyntese for å redusere belastningen på ER.

Induksjon av apoptose (celledød):

• Hvis stresset er for stort og ubalansen ikke kan rettes opp, kan UPR føre til apoptose for å eliminere den skadede cellen.

Klinisk relevans: ER og sykdommer

Proteinfolding og sykdommer

Det er viktig å forstå hvorfor det er relevant og faktisk knytte det til klinikken. Her er noen eksempler på sykdommer som involverer proteinfolding og feil.

Cystisk fibrose (CF):
Forårsaket av mutasjoner i CFTR-genet som koder for CFTR-proteinet (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator). Den vanligste mutasjonen, ΔF508, fører til feilfolding og nedbrytning av CFTR-proteinet før det når cellemembranen.
Dette resulterer i unormal kloridtransport og tykt slim i luftveiene og andre organer.

Diabetes type 2:
Kan involvere feilfolding av insulin eller insulinreseptorer. Mutasjoner i INS-genet kan føre til produksjon av «proinsulin» som ikke folder seg riktig til aktivt insulin.
Dessuten kan feilfolding av insulinreseptorer (kodet av INSR-genet) redusere cellenes insulinfølsomhet.

Alzheimers sykdom:
Karakterisert av opphopning av feilfoldede proteiner i hjernen, primært beta-amyloid (Aβ) og tau-protein.
Mutasjoner i APP-genet (som koder for amyloid precursor protein) kan føre til økt produksjon eller feilaktig prosessering av Aβ.

Medisiner og ER

Forskere er smarte og prøver å lage medisiner som kan hjelpe ER:

• Noen medisiner prøver å bremse produksjonen av proteiner når det blir for mye.
• Andre medisiner forsøker å hjelpe cellen med å kvitte seg med feilfoldede proteiner.
• Det finnes også medisiner som prøver å forbedre ERs evne til å håndtere stress.

Det er fascinerende å se hvordan noe så lite som ER kan ha så stor betydning for helsen vår. Forskere jobber hardt for å forstå disse prosessene bedre, slik at vi kan utvikle nye og bedre behandlinger for mange sykdommer.

Golgiapparatet

Strukturen til Golgi-apparatet

Golgi-apparatet er et sentralt organelle i cellen som fungerer som en slags postterminal: det tar imot, bearbeider, sorterer og videresender viktige molekyler som proteiner og lipider. Disse molekylene ankommer til Golgi-apparatet i små transportvesikler som har blitt avsnørt fra det endoplasmatiske retikulum (ER). Golgi-apparatet sørger deretter for å bearbeide molekylene videre, slik at de blir klare til å utføre sine spesifikke oppgaver i cellen – enten det er i lysosomer, ved cellemembranen eller andre steder i cellens indre.

Golgi-apparatet består av en serie flate membransekker (cisternae) som er stablet oppå hverandre. Disse er funksjonelt og strukturelt delt inn i tre hovedområder: cis-Golgi, medial-Golgi og trans-Golgi. Hver av disse delene har spesialiserte oppgaver i behandlingen og sorteringen av molekylene som passerer gjennom apparatet.

1. Cis-Golgi-nettverket – inngangsporten

Cis-delen av Golgi ligger nærmest ER, og det er her transportvesikler fra ER først ankommer. Når vesiklene smelter sammen med membranen i cis-Golgi, tømmes innholdet deres inn i lumen. På dette stadiet starter en nøye kontroll: noen molekyler sendes tilbake til ER hvis de ikke er ferdige eller har blitt feiladressert, mens andre får grønt lys for videre behandling. Dette første stoppet fungerer altså som en kvalitetskontroll og første sortering.

2. Medial-Golgi – modifiseringens sentrum

Når molekylene har passert gjennom cis-Golgi, kommer de til midtdelen av apparatet – den såkalte Golgi-stakken eller medial-Golgi. Her skjer de viktigste kjemiske modifikasjonene.
Et sentralt eksempel er glykosylering, der sukkergrupper festes til proteiner og lipider. Denne prosessen er essensiell for at molekylene skal kunne fungere riktig, og den avgjør også hvor i kroppen de skal virke.
Noen sukkergrupper fjernes, mens andre tilføres – alt etter behov. I tillegg kan molekyler fosforyleres (få påsatt fosfatgrupper), noe som kan påvirke deres funksjon, struktur og skjebne i cellen.

3. Trans-Golgi-nettverket – utgangsporten og sorteringssentralen

Når molekylene er ferdig modifisert, ankommer de trans-Golgi – den delen av apparatet som ligger lengst fra ER og nærmest cellemembranen. Her foregår den endelige sorteringen: Golgi-apparatet bestemmer nå hvor hvert enkelt molekyl skal sendes. Noen molekyler pakkes inn i vesikler som skal til lysosomer, hvor de kan bryte ned avfall eller bidra i celleforsvar. Andre sendes til plasmamembranen for å bli skilt ut av cellen (eksocytose) eller integrert som membranproteiner. Andre igjen kan sendes til intracellulære rom for spesifikke funksjoner der.

---

Tre hovedveier ut fra trans-Golgi

Golgi-apparatets distribusjonsnettverk – tre veier videre i cellen

Etter at molekyler er blitt bearbeidet og sortert i Golgi-apparatet, må de sendes til sine endelige destinasjoner. Dette skjer gjennom tre ulike hovedruter, avhengig av hva slags molekyl det er, og hvilken funksjon det skal ha. De tre rutene er: transport til lysosomer, regulert sekresjon, og konstitutiv sekresjon. Disse rutene kan sees på som spesialiserte leveringssystemer – hvor hvert molekyl får sin egen adresse basert på hvor det trengs.

1. Transport til lysosomer – celleavfallets resirkuleringssystem

En viktig gruppe proteiner som sendes ut fra Golgi-apparatet, er hydrolytiske enzymer – enzymer som skal til lysosomene for å bryte ned uønsket eller skadet materiale. For at disse enzymene skal havne på riktig sted, må de merkes med en spesiell «adresselapp»: mannose-6-fosfat. Denne modifikasjonen skjer i Golgi-apparatet, og fungerer som et signal som sier: “Send meg til lysosomet!”

Når enzymene har fått denne markøren, pakkes de i vesikler som først går til endosomer, og deretter videre til lysosomer. Her fungerer enzymene som cellens «søppelmenn», og bryter ned makromolekyler, patogener eller ødelagte organeller.

Hvis denne sorteringsprosessen svikter – for eksempel fordi enzymene ikke får riktig merking – kan de hydrolytiske enzymene ende opp på feil sted eller ikke komme fram i det hele tatt. Dette kan føre til lysosomale lagringssykdommer, hvor avfall hoper seg opp i cellen og fører til sykdom.

2. Regulert sekresjon – presis levering ved behov

Noen proteiner og molekyler må ikke frigis kontinuerlig, men bare når kroppen trenger dem. Dette gjelder for eksempel hormoner, nevrotransmittere og fordøyelsesenzymer. Disse molekylene pakkes i spesialiserte vesikler, og lagres i cellens cytoplasma frem til et bestemt signal får dem til å frigjøres.

Et klassisk eksempel på dette er insulin, som produseres i betacellene i bukspyttkjertelen. Insulin frigis ikke hele tiden, men kun når blodsukkernivået stiger – for eksempel etter et måltid. Da vil vesiklene smelte sammen med cellemembranen og slippe ut insulin til blodbanen.

Andre eksempler inkluderer:

• Nevrotransmittere som frigis fra synapser når et nervesignal ankommer
• Fordøyelsesenzymer som skilles ut fra eksokrine kjertler når maten skal fordøyes

Denne formen for sekresjon kalles regulert, fordi den styres av signaler – ofte i form av økte kalsiumkonsentrasjoner i cytosol.

3. Konstitutiv sekresjon – kontinuerlig levering uten signal

Ikke alle molekyler trenger å vente på et signal for å forlate cellen. I konstitutiv sekresjon skjer transporten og utskillelsen kontinuerlig. Molekylene pakkes i vesikler som går rett til cellemembranen og smelter sammen med den – uten noen form for stimuli.

Dette er en grunnleggende og vedvarende prosess som alle celler bruker for å opprettholde sin struktur og funksjon. Det er særlig viktig for:

• Vedlikehold og fornyelse av plasmamembranen, for eksempel når gamle membranproteiner må byttes ut
• Sekresjon av komponenter til den ekstracellulære matriks, som er cellenes støttevev utenfor selve cellen – som kollagen og glykoproteiner
• Transport av viktige membranproteiner, som reseptorer, ionekanaler og transportører, ut til membranen der de kan virke

Slik sørger den konstitutive sekresjonen for at cellen hele tiden holder seg i balanse og tilpasser seg miljøet rundt.

Regulert sekresjon og signaler

Sekretoriske vesikler fungerer som cellens lagringscontainere for spesifikke proteiner. Disse proteinene frigis kun ved nøye regulerte forhold:

Signalering: Et spesifikt signal (som hormon eller nevrotransmitter) binder seg til reseptorer på målcellen

Signaltransduksjon: Dette utløser en intracellulær signalkaskade som involverer:

• Aktivering av second messengers (f.eks. cAMP eller Ca2+)
• Fosforylering av nøkkelproteiner

Eksocytose: Den endelige prosessen hvor:

• Vesiklene transporteres til plasmamembranen
• SNARE-proteiner medierer membranfusjon, altså de hjelper vesikkelen å smelte sammen med membranen
• Vesikkelinnholdet frigis til det ekstracellulære rom (utenfor cellen)

Insulin som eksempel

Disse små, membraninnkapslede strukturene inneholder insulin som er ferdigprodusert og lagret.
Når kroppen trenger insulin (for eksempel etter et måltid når blodsukkernivået stiger), frigis innholdet raskt.
Vesiklene beveger seg mot plasmamembranen, hvor de fusjonerer gjennom en prosess som kalles eksocytose, som nevnt over.

Når vesiklene smelter sammen med membranen, frigis aggregert insulin (dvs. insulinmolekyler samlet i små grupper) til det ekstracellulære rommet, hvor det kan transporteres videre med blodstrømmen til målvev som muskler og lever.

Endosomer

Endocytose og Endosomer:

Endocytose er prosessen hvor celler tar opp materiale ved innbuktning av plasmamembranen, og danner membranavgrensede vesikler (blærer).

Ulike former for endocytose

• Fagocytose er opptak av store partikler, som bakterier eller celleavfall, og skjer i spesialiserte immunceller som makrofager. Partiklene omsluttes av membranen og brytes ned i lysosomer. Dette er essensielt for immunforsvaret.
• Pinocytose er en kontinuerlig prosess i alle celler hvor små vesikler dannes for å ta opp væske og oppløste molekyler. Dette bidrar til homeostase og tilførsel av næringsstoffer.
• Reseptormediert endocytose er en mer spesifikk prosess hvor molekyler binder seg til reseptorer på plasmamembranen.
  Dette er en målrettet måte cellen tar opp spesifikke molekyler på – som f.eks. jern eller kolesterol.
  1. Molekylet binder seg til en reseptor på cellemembranen
  2. Reseptorene samles i clathrin-dekkede groper
  3. Det dannes en vesikkel som fraktes inn i cellen til et endosom, der innholdet sorteres
• Mange virus (som influensa og HIV) lurer seg inn i cellen via denne veien – de binder seg til reseptorer og «sniker seg med inn i bagasjen».

Overgang fra Endosomer til Lysosomer:

Hva skjer når cellen tar opp materiale?

Når cellen tar opp molekyler eller partikler via endocytose, blir materialet pakket inn i små vesikler kalt endosomer. Disse fungerer som «sorteringsstasjoner» inne i cellen.

Tidlige endosomer:

Når endocytose-vesiklene først dannes, smelter de sammen med tidlige endosomer.

De tidlige endosomene bestemmer hvor materialet skal sendes videre:

• Noe kan sendes tilbake til plasmamembranen for gjenbruk.
• Noe kan sendes til Golgi-apparatet.
• Resten blir værende og forberedes for nedbrytning.

Sene endosomer:

Etter hvert modnes de tidlige endosomene til sene endosomer.

I denne fasen mottar de vesikler fra Golgi-apparatet som inneholder spesialiserte nedbrytningsenzymer. Husker du den lysosomale veien i golgiapparatet?

Overgang til lysosomer:

Når de sene endosomene har fått nok hydrolytiske enzymer fra Golgi, blir de til lysosomer.

• Lysosomer er cellens «søppelkasse», der materialet brytes ned til mindre bestanddeler som cellen kan gjenbruke.

Husk:

• Tidlige endosomer = Sortering.
• Sene endosomer = Modning.
• Lysosomer = Nedbrytning.

Lysosomer:

Lysosomer fungerer som cellens «resirkuleringsstasjon».

• Inneholder hydrolytiske enzymer som bryter ned makromolekyler (proteiner, lipider, nukleinsyrer, karbohydrater) og skadde organeller.
• Funksjonelt ved lav pH (~5.0), opprettholdt av protonpumper. Cellen beskytter seg mot enzymene ved å holde cytosolisk pH rundt 7.2.

Periksisomer

Peroksisomer er små organeller som spiller en viktig rolle i nedbrytning av fettsyrer og giftstoffer i cellene.

Hva er peroksisomer?

Peroksisomer er organeller omsluttet av en enkel membran og er en del av endomembransystemet i cellen.

De produserer og bruker hydrogenperoksid (H₂O₂) som et biprodukt av sine oksidative reaksjoner.

Hovedfunksjoner:

Nedbrytning av giftstoffer: Peroksisomer oksiderer skadelige stoffer som etanol, formaldehyd og fenoler. Cirka ¼ av etanol som metaboliseres i kroppen, brytes ned i peroksisomer.

Nedbrytning av fettsyrer: Langkjedede, flerumettede og forgrenede fettsyrer brytes ned her, mens kortere fettsyrer håndteres av mitokondrier.

Rolle i hjernen og nerveutvikling: Peroksisomer er viktige for normal utvikling av hjernen og for produksjon av myelin, som beskytter nervefibrene.

Spesielle egenskaper:

Peroksisomer finnes i stort antall i lever- og nyreceller, som er ansvarlige for å avgifte blodet. De er også viktige for funksjonen til organer som øyne, lever, nyrer og skjelett.

Sykdommer relatert til peroksisomer:

• Defekter i peroksisomale enzymer kan føre til alvorlige sykdommer som:
  • Zellwegers sykdom (en alvorlig medfødt sykdom).
  • Refsums sykdom (påvirker metabolisme av fytansyre).

Mitokondrier

Funksjon og struktur

• Mitokondrier er cellenes energifabrikk og er ansvarlig for å produsere ATP via oksidativ fosforylering.
• De kan utgjøre opptil 25 % av volumet i cytoplasma og er omsluttet av to membraner:
  • Ytre membran: Består av 50 % lipider og 50 % proteiner. Poriner tillater transport av små molekyler.
  • Indre membran: Består av 20 % lipider og 80 % proteiner. Denne membranen er foldet i cristae, som gir økt overflate for energiproduksjon. Inneholder proteiner for elektrontransportkjeden og ATP-syntase.

Organisering

• Matrix: Inneholder mitokondrielt DNA, ribosomer og enzymer for metabolismen (sitronsyresyklusen).
• Mitokondriene kan danne nettverk gjennom fusjon og fission, noe som hjelper til med å tilpasse energiproduksjonen etter cellens behov.

Mitokondrier har et eget genom

• Har eget genom som koder for noen (13) av proteinene og mange av RNAmolekylene som brukes i mitokondriene.
• Resten av proteinene (>1000 ulike) må importeres fra cytosol
• En rekke arvelige sykdommer skyldes mutasjoner i mitokondrie-DNA. Mitokondriene overføres til avkommet via eggcellen, og slike sykdommer arves derfor via mor. HUSK dette!

📚 Anki-kort

Obs, tomt! Kommer etterhvert <3

📝 Eksamensoppgaver

Obs, tomt! Kommer etterhvert <3

👨‍⚕️ Klinisk case

Obs, tomt! Kommer etterhvert <3

❓ Test deg selv

Obs, tomt! Kommer etterhvert <3