Mít dobré kontakty…

Eukaryotické buňky, tedy buňky živočichů, rostlin a hub, se skládají z menších částí – organel. Každá plní v buňce speciální úkol. V jádru je uskladněna genetická informace buňky ve formě DNA, mitochondrie dodávají buňce většinu potřebné energie a v endoplazmatickém retikulu se upravují proteiny. Na první pohled specialisté se zcela odlišnými funkcemi však kupodivu mezi sebou často komunikují, spolupracují a čile si vyměňují látky i informace.

V minulosti se pozornost vědecké komunity upírala především na (detailní) popis jednotlivých organel (stejně tak i na dokonalý popis jednotlivých proteinů a podobně). V poslední době se však zájem přesunul na studium interakcí mezi nimi a na to, jak přispívají k udržování stabilního prostředí uvnitř buňky.

V dávných dobách minulého století převažoval názor, že organely fungují víceméně nezávisle a izolovaně. V polovině minulého století se objevily první zmínky „o asociacích endoplazmatického retikula a mitochondrií“,¹⁾ které byly patrné na snímcích z elektronového mikroskopu. Dalšímu poznání bránily zažité představy o „strnulosti“ buněčného nitra a neexistenci fyziologické role těchto potenciálních struktur. Situace se však začala měnit, když se postupně objevovaly náznaky, že blízkost organel není náhodná, ale naopak funkční.

Přehled membránových kontaktních míst v eukaryotické buňce. Membránová kontaktní místa jsou místa „dotyku“ dvou organel, která jsou přesně biochemicky i funkčně definována. V současnosti bylo popsáno mnoho typů těchto míst, přičemž velké části z nich se účastní endoplazmatické retikulum. Podle typu plní různé biologické funkce a podílejí se na buněčné homeostáze.Snímek Tomáš Knedlík

Na začátku devadesátých let došlo k zásadnímu pokroku – oblasti mezi mitochondriemi a endoplazmatickým retikulem byly totiž identifikovány jako místa biosyntézy fosfolipidů a jejich transportu mezi oběma organelami. Jen několik let poté se zjistilo, že slouží také pro přenos vápníku. A dál už to šlo kvapem – vědci popisovali kontakty mezi dalšími organelami a postupně objasňovali jejich funkce. V současnosti již bylo rozpoznáno mnoho různých typů membránových kontaktních míst, většina z nich je mezi endoplazmatickým retikulem (ER) a jinou organelou, např. ER–mitochondrie, ER–plazmatická membrána, ER–Golgiho aparát či ER–peroxizomy (obr. 1).

Nakonec se z původně poněkud podivných struktur vyklubalo celé jedno ucelené vědecké téma – studium membránových kontaktních míst, jejich struktury i jejich biologických funkcí. Jak samotné buňky, tak i většina buněčných organel jsou ohraničeny speciální membránou, která umožňuje a kontroluje transport molekul dovnitř a ven. Kontaktní místa mezi organelami nepředstavují jen náhodná přiblížení dvou membrán. Organely se sice musejí nacházet blízko sebe – nejčastěji se uvažuje o vzdálenosti okolo 10 až 90 nanometrů (pro srovnání, běžná lidská buňka má průměr okolo 20 mikrometrů, tedy zhruba stonásobek) – ale jen „být blízko“ rozhodně nestačí. Existuje několik znaků, které kontaktní místa charakterizují (viz Vesmír 89, 617, 2010/10).