membraanuitbreiding

Membranuitbreiding is het proces waarbij cellulaire membranen in oppervlakte toenemen om groei, differentiatie of morfologische veranderingen mogelijk te maken. Dit vindt plaats bij zowel het plasmamembraan als bij binnen membraan compartimenten zoals het endoplasmatisch reticulum, Golgi-systeem en vacuolen. Een toename in membraanoppervlak is essentieel voor celgroei, deling en de vorming van uitlopers zoals neurieten.

De opbouw vindt hoofdzakelijk plaats via de secretie- en traffickingsroutes van de cel. Lipiden en membraaneiwitten worden gesynthetiseerd in het endoplasmatisch reticulum en vervolgens verpakt in vesicles die via het cytoskelet naar bestemmingsmembranen transporteren. Daar fuseren vesicles met het bestaande membraan, mogelijk gemaakt door fusie-eiwitten uit de SNARE-familie, en gereguleerd door Rab-eiwitten en andere regulators. Naast exocytose kan endocytose ook een rol spelen, bijvoorbeeld bij het balanceren van membraanoppervlak en het herverdelen van lipiden en receptoren. Membranelektrische asymmetrie en membraancurvatuur worden ondersteund door eiwitten met BAR-domeinen en andere curvature-inducerende factoren.

Toepassingen en voorbeelden omvatten vergroting van het plasmamembraan tijdens celgroei en cytokinese, neuritgroei en synapsvorming, en groei van plantencellen zoals pollenrijpende pollenbuisjes. Een fout in membraanuitbreiding kan leiden tot ongewenste veranderingen in celmembraan-dichtheid of vesikeltrafficking, wat bijdraagt aan diverse aandoeningen. Membranuitbreiding is daarmee een fundamenteel proces voor celhomeostase en ontwikkeling.