membrantranslokation

Membrantranslokation bezeichnet den Prozess, durch den Moleküle oder Partikel die Barriere biologischer Membranen überwinden. Sie ist zentral für die korrekte Lokalisierung von Proteinen in Organellen, den Stofftransport durch Plasmamembranen und die Steuerung zellulärer Stoffflüsse. Grundsätzlich unterscheidet man direkte Translokation durch Membranen (durch Translokons oder Transportkanäle) von vesikulärem Transport, der eher auf Budding und Fusion beruht.

Bei Proteinen erfolgt Translokation häufig über Translokonsysteme. Im endoplasmatischen Retikulum (ER) etwa führt ein Signalpeptid, erkannt durch den Signal Recognition Particle (SRP), zur Anlagerung des Ribosoms am Sec61-Translokon. Die Polypeptidkette wird in das ER-Lumen oder in die Membran eingeführt; das Signalsequenzsignal wird danach meist abgespalten. Die Ko- translationalen und posttranslationalen Translokationswege unterscheiden sich by der zeitlichen Abstimmung von Translation und Transport, unterstützt durch Chaperone.

Organellenspezifische Importwege umfassen die Mitochondrien und Chloroplasten. Hier nutzt man TOM/TIM-Komplexe bzw. TOC/TIC-Translokonsysteme, häufig begleitet von Membranpotential und ATP-Verbrauch. Peroxisomen verwenden receptorvermittelte, posttranslationale Importe. In Bakterien existieren Sec- und Tat-Systeme; erstere transportieren ungefaltet, letztere auch gefaltete Proteine durch die Membran.

Für kleine Moleküle, Ionen und Metaboliten erfolgt Translokation meist durch Kanäle oder Carrier-Proteine, oft energieabhängig (ATP-Verbrauch oder Protonengradient). Signale wie Signalpeptide oder Transitpeptide steuern Zielort und Richtung der Translokation. Fehlerhafte Translokation kann zu Fehllokalisation und Krankheiten führen.