Специализация органелл для выполнения различных функций предполагает, что каждой из них необходим свой набор небольших молекул и макромолекул.
Однако синтез этих компонентов не обязательно происходит в самой органелле. Многие метаболиты, включая белки, образующие структуру органеллы, поступают из цитозоля. (Митохондрии и хлоропласта сами синтезируют небольшое количество необходимых белков.)
Каким образом компоненты, необходимые органелле, попадают к месту, где они используются? Как показано в таблице, существует, по крайней мере, восемь основных типов органелл. Импорт и экспорт небольших молекул находятся под контролем белков, встроенных в мембраны органелл.
Импорт белков в момент синтеза или после его завершения в цитозоле происходит при участии специальных механизмов.
На рисунке ниже показано, что местоположение импортируемого белка определяют мембраны органелл. Если компартмент, например эндоплазматический ретикулум или цистерны аппарата Гольджи, окружен одной мембраной, белок может транспортироваться внутрь или может включаться в мембрану.
Если же компартмент окружен оболочкой, как, например, ядро, митохондрия или хлоропласт, то в этом случае возникает много способов. Белок может находиться в наружной мембране, межмембранном пространстве, во внутренней мембране, а также транспортироваться внутрь органеллы.
Основной принцип, определяющий адресацию белка, состоит в том, что в любом белке, который попадает в определенную органеллу, имеется короткая последовательность аминокислот — сигнал сортировки (или сигнал позиционирования).
Для каждого типа органелл существует один или несколько различных сигналов. Сигналы сортировки узнаются специфическими системами клетки на одном или нескольких этапах транспорта белка к месту его локализации.
Каждая органелла характеризуется определенным составом и строением,
который зависит от ее функции
Белки локализуются в мембране или в люмене органеллы;
если органелла окружена оболочкой, то белки могут располагаться или в мембране,
или в межмембранном пространстве.
