GOLGI APARATAS: CHARAKTERISTIKOS, FUNKCIJOS IR STRUKTŪROS - ANATOMIJA IR FIZIOLOGIJA - 2024

„ Golgi“ aparatas , dar žinomas kaip „Golgi“ kompleksas, yra membraninė ląstelinė organelė, sudaryta iš plokščių pūslelių, sukrautų kartu; šių maišų viduje yra skysčių. Jis randamas įvairiausiuose eukariotuose, įskaitant gyvūnus, augalus ir grybelius.

Ši organelė yra atsakinga už baltymų perdirbimą, pakavimą, klasifikavimą, paskirstymą ir modifikavimą. Be to, ji taip pat vaidina lipidų ir angliavandenių sintezę. Kita vertus, Golgi aparato augaluose vyksta ląstelės sienos komponentų sintezė.

Golgi aparatas buvo atrastas 1888 m., Kol buvo tiriamos nervų ląstelės; jos atradėjas Camillo Golgi laimėjo Nobelio premiją. Struktūrą galima aptikti dažant sidabro chromatą.

Iš pradžių organo egzistavimas abejojo ​​to meto mokslininkams ir jie Golgi stebėjimus priskyrė paprastiems naudojamų metodų artefaktų produktams.

Bendrosios savybės

Golgi aparatas yra membraninio pobūdžio eukariotinės organelės. Tai primena maišus krūvose, nors organizacija gali skirtis priklausomai nuo ląstelės tipo ir organizmo. Tai atsakinga už baltymų modifikaciją po vertimo.

Pavyzdžiui, gali būti pridėta šiek tiek angliavandenių, kad susidarytų glikoproteinas. Šis produktas supakuojamas ir paskirstomas į ląstelių skyrių, kur to reikia, pavyzdžiui, membranai, lizosomoms ar vakuolėms; jis taip pat gali būti siunčiamas už langelio ribų. Taip pat jis dalyvauja biomolekulių sintezėje.

Citoskeletas (konkrečiai aktinas) nustato jo vietą, o kompleksas paprastai yra ląstelės vidaus srityje, esančioje arti branduolio ir centrosomos.

Struktūra ir sudėtis

Golgi aparato vaizdavimas

„Golgi“ kompleksą sudaro įvairaus storio plokščių, apvarstomų, disko formos maišelių, vadinamų „Golgian“ rezervuarais, rinkinys.

Šie maišai sudedami į grupes po keturis ar šešis rezervuarus. Žinduolio ląstelėje galite rasti nuo 40 iki 100 ląstelių, sujungtų viena su kita.

Golgi kompleksas pasižymi įdomia ypatybe: yra poliškumas tiek struktūros, tiek funkcijos atžvilgiu.

Galite atskirti cis ir trans veidus. Pirmasis yra susijęs su baltymų patekimu ir randamas netoli endoplazminio retikulumo. Antrasis yra išėjimo veido arba produkto sekrecija; Jie sudaryti iš vienos ar dviejų vamzdžių formos rezervuarų.

Kartu su šia struktūra yra pūslelės, kurios sudaro transporto sistemą. Maišelių krūvos yra pritvirtintos viena prie kitos konstrukcija, primenančia lanką ar datą.

Žinduoliuose Golgi kompleksas yra suskaidomas į keletą pūslelių ląstelių dalijimosi procesų metu. Vezikulės pereina į dukterines ląsteles ir vėl įgauna tradicinę komplekso formą.

Struktūrinės išimtys

Komplekso organizacija nėra būdinga visoms organizmų grupėms. Kai kuriuose ląstelių tipuose kompleksas nėra struktūruotas kaip cisternų rinkiniai, sudedami į grupes; priešingai, jie yra atskirai. Šios organizacijos pavyzdys yra Saccharomyces cerevisiae grybelis.

Buvo pranešta apie kai kuriuos vienaląsčius organizmus, tokius kaip toksoplazma ar trippanosoma, tik viena membraninė krūva.

Visos šios išimtys rodo, kad konstrukcijų sukravimas nėra būtinas jų funkcijai atlikti, nors artumas tarp maišų daro transportavimo procesą daug efektyvesnį.

Panašiai kai kuriems baziniams eukariotams trūksta šių cisternų; pavyzdžiui, grybai. Šie įrodymai patvirtina teoriją, kad aparatas atsirado vėliau, nei pirmieji eukariotai.

Golgi komplekso regionai

Funkcionaliai „Golgi“ kompleksas yra padalintas į šiuos skyrius: cis tinklą, sukrautus maišus, kurie, savo ruožtu, yra padalyti į vidurinį ir trans poskyrį, ir trans tinklą.

Modifikuotos molekulės patenka į Golgi kompleksą ta pačia tvarka (cis tinklas, paskui daliniai skyriai, kad galutinai išsiskirtų trans tinkle).

Daugiausia reakcijų vyksta aktyviausiose zonose: trans ir viduriniuose poskyriuose.

funkcijos

„Golgi“ komplekso pagrindinė funkcija yra baltymų modifikacija po transliacijos dėl fermentų, kurių jie turi viduje.

Šios modifikacijos apima glikozilinimo (angliavandenių pridėjimas), fosforilinimo (fosfato grupės pridėjimas), sulfavimo (fosfato grupės pridėjimas) ir proteolizės (baltymų skaidymo) procesus.

Be to, Golgi kompleksas dalyvauja specifinių biomolekulių sintezėje. Kiekviena jos funkcija yra išsamiai aprašyta žemiau:

Su membranomis sujungtas baltymų glikozilinimas

Golgi aparate įvyksta baltymo modifikacija į glikoproteiną. Tipiškas rūgštus organelių vidaus pH yra labai svarbus, kad šis procesas vyktų normaliai.

Golgi aparatas nuolat keičiasi medžiagomis su endoplazminiu retikuliu ir lizosomomis. Endoplazminiame retikulume baltymai taip pat modifikuojami; tai apima oligosacharido pridėjimą.

Kai šios molekulės (N-oligosacharidai) patenka į Golgi kompleksą, jos gauna eilę papildomų modifikacijų. Jei šios molekulės likimą reikia išnešti už ląstelės ribų arba priimti plazmos membranoje, įvyksta specialios modifikacijos.

Šios modifikacijos apima šiuos veiksmus: trijų manozės liekanų pašalinimą, N-acetilgliukozamino pridėjimą, dviejų manozių pašalinimą ir fukozės, dviejų papildomų N-acetilgliukozamino, trijų galaktozės ir trijų sialio rūgšties liekanų pridėjimą.

Baltymų, susijusių su lizosomomis, glikozilinimas

Baltymai, skirti lizosomoms, priešingai, yra modifikuojami taip: manozė nėra pašalinama kaip pradinis žingsnis; vietoj to vyksta šių liekanų fosforilinimas. Šis žingsnis vyksta komplekso cis srityje.

Po to pašalinamos N-acetilgliukozamino grupės, paliekant manozes su fosfatu, pridėtu prie oligosacharido. Šie fosfatai rodo, kad baltymai turi būti specialiai nukreipti į lizosomas.

Receptoriai, atsakingi už fosfatų, kurie nurodo jų tarpląstelinį likimą, atpažinimą, yra trans-tinkle.

Lipidų ir angliavandenių apykaita

Golgi komplekse įvyksta glikolipidų ir sfingomielino sintezė, naudojant kilmės molekulę ceramidą (anksčiau sintezuotą endoplazminiame retikulume). Šis procesas prieštarauja likusiems fosfolipidams, kurie sudaro plazmos membraną ir gaunami iš glicerolio.

Sfingomielinas yra sfingolipidų klasė. Tai gausus žinduolių membranų, ypač nervinių ląstelių, komponentas, kur jos yra mielino apvalkalo dalis.

Po jų sintezės jie transportuojami į galutinę vietą: plazminę membraną. Jų polinės galvos yra ląstelės paviršiaus išorės link; Šie elementai turi specifinį vaidmenį ląstelių atpažinimo procesuose.

Augalų ląstelėse Golgi aparatas prisideda prie ląstelės sienelę sudarančių polisacharidų, ypač hemiceliuliozės ir pektinų, sintezės. Vezikulinio transportavimo būdu šie polimerai yra pernešami už ląstelės ribų.

Daržovėse šis žingsnis yra labai svarbus ir maždaug 80% retikulio aktyvumo skiriama polisacharidų sintezei. Iš tikrųjų augalų ląstelėse užfiksuota šimtai šių organelių.

Eksportuoti

Į Golgi kompleksą skirtingos biomolekulės - baltymai, angliavandeniai ir lipidai - perkeliamos į savo ląsteles. Baltymai turi tam tikrą „kodą“, atsakingą už paskirties, kuriai ji priklauso, informavimą.

Jie gabenami pūslelėse, kurios palieka tranzitinį tinklą ir keliauja į konkretų ląstelių skyrių.

Baltymai gali būti nešami į membraną tam tikru konstituciniu keliu. Štai kodėl baltymai ir lipidai nuolat integruojami į plazmos membraną. Baltymai, kurių galutinė paskirtis yra Golgi kompleksas, jį išlaiko.

Be konstitucinio kelio, kiti baltymai yra skirti ląstelės išorei ir atsiranda per aplinkos signalus, ar tai būtų hormonai, fermentai ar neurotransmiteriai.

Pavyzdžiui, kasos ląstelėse virškinimo fermentai yra supakuoti į pūsleles, kurios išsiskiria tik tada, kai nustatomas maistas.

Naujausi tyrimai rodo, kad yra alternatyvių būdų membranų baltymams, kurie nepraeina pro Golgi aparatą. Tačiau apie šiuos „netradicinius“ aplinkkelių maršrutus diskutuojama literatūroje.

Prekybos baltymais modeliai

Yra penki modeliai, paaiškinantys baltymų prekybą aparatais. Pirmasis apima medžiagų judėjimą tarp stabilių skyrių, kiekvienas iš jų turi būtinus fermentus, kad galėtų atlikti specifines funkcijas. Antrasis modelis apima laipsnišką dubenų brendimą.

Trečiajame taip pat siūloma maišyti maišus, tačiau pridedant naują komponentą: vamzdinį transportą. Pagal modelį, kanalėliai yra svarbūs eismui abiem kryptimis.

Ketvirtasis modelis siūlo kompleksą veikti kaip vienetą. Penktasis ir paskutinis modelis yra pats naujausias ir teigia, kad kompleksas yra padalintas į skirtingas skyrius.

Specialios funkcijos

Kai kuriuose ląstelių tipuose „Golgi“ kompleksas atlieka specifines funkcijas. Kasos ląstelės turi specialias insulino sekrecijos struktūras.

Skirtingi kraujo tipai žmonėms yra skirtingo glikozilinimo modelio pavyzdys. Šis reiškinys paaiškinamas tuo, kad yra skirtingų alelių, koduojančių gliukotransferazę.

Nuorodos

1. Cooperis, GM ir Hausmanas, RE (2000). Ląstelė: molekulinis požiūris. „Sinauer Associates“.
2. Kühnel, W. (2005). Citologinis ir histologinis spalvų atlasas. Panamerican Medical Ed.
3. Maeda, Y., ir Kinoshita, T. (2010). Rūgštinė Golgi aplinka yra labai svarbi glikozilinimui ir transportavimui. Metodai enzimologijoje, 480, 495–510.
4. Munro, S. (2011). Klausimai ir atsakymai: Kas yra „Golgi“ aparatas ir kodėl mes klausiame? BMC biologija, 9 (1), 63.
5. Rothmanas, JE (1982). Golgi aparatas: vaidmenys atskiriems „cis“ ir „trans“ skyriams. Membranos perdirbimas, 120.
6. Tachikawa, M., ir Mochizuki, A. (2017). Golgi aparatas savaime susitvarko į būdingą formą per postmitinę surinkimo dinamiką. Nacionalinės mokslų akademijos leidiniai, 114 (20), 5177-5182.
7. Wang, Y., & Seemann, J. (2011). Golgi biogenezė. Šaltojo pavasario uosto biologinės perspektyvos, 3 (10), a005330.