Golgi Apparatens funktioner, funktioner och strukturer



den Golgi apparat, även känt som Golgi-komplexet, är det en membrancellulär organell bildad av en uppsättning av platta vesiklar staplade ihop; Dessa påsar har vätska inuti. Det finns i en stor mängd eukaryoter, som djur, växter och svampar.

Denna organell ansvarar för bearbetning, förpackning, klassificering, distribution och modifiering av proteiner. Dessutom har det också en roll i syntesen av lipider och kolhydrater. Å andra sidan förekommer syntesen av cellväggens komponenter i grönsakerna i Golgi-apparaten.

Golgiapparaten upptäcktes 1888, medan man studerade nervceller; dess upptäckare, Camillo Golgi, vann Nobelpriset. Strukturen är detekterbar genom färgning med silverkromat.

Först var organets existens tveksamt för tidens forskare och de tillskrivna Golgis observationer till enkla artefakter av de använda teknikerna.

index

  • 1 Allmänna egenskaper
  • 2 Struktur och komposition
    • 2.1 Strukturella undantag
    • 2.2 Golgi-komplexets regioner
  • 3 funktioner
    • 3.1 Glykosylering av proteiner bundna till membranet
    • 3.2 Glykosylering av proteiner bundna till lysosomer
    • 3.3 Lipid och kolhydratmetabolism
    • 3.4 Export
    • 3.5 Proteinhandelsmodeller
    • 3.6 Särskilda funktioner
  • 4 referenser

Allmänna egenskaper

Golgiapparaten är en eukaryot organell av membranös natur. Det liknar vissa säckar i högar, även om organisationen kan variera beroende på celltypen och organismen. Det är ansvarigt för modifieringen av proteiner efter översättning.

Till exempel kan vissa kolhydrater tillsättas för att bilda ett glykoprotein. Denna produkt packas och distribueras till cellkammaren vid behov, såsom membranet, lysosomer eller vakuoler; det kan också skickas utanför cellen. Det deltar också i syntesen av biomolekyler.

Cytoskeletten (specifikt actin) bestämmer sin plats och i allmänhet ligger komplexet beläget i ett område av cellinteriöret nära kärnan och centrosomen.

Struktur och komposition

Komplexet består av en uppsättning skivor i form av skivor, platta och fenestrerade, kallade Golgiska cisterner, av varierande tjocklek.

Dessa påsar staplas i grupper om fyra eller sex tankar. I en däggdjurscell kan du hitta mellan 40 och 100 batterier anslutna till varandra.

Golgi-komplexet presenterar en intressant funktion: det finns polaritet vad gäller strukturen och funktionen.

Du kan skilja mellan cis-ansiktet och tränsytan. Den första är relaterad till proteinerna och ligger nära endoplasmatisk retikulum. Den andra är utsidan eller produktsekretionen; De bildas av en eller två tankar som har en rörform.

Tillsammans med denna struktur är blåsor som utgör transportsystemet. Staplarna av säckar sammanfogas i en struktur som påminner om form av en båge eller ett möte.

I däggdjur är Golgi-komplexet fragmenterat i flera vesiklar under celldelningsprocesserna. Vesiklarna går vidare till dottercellerna och tar igen komplexets traditionella form.

Strukturella undantag

Organiseringen av komplexet är inte vanligt i alla grupper av organismer. I vissa celltyper är komplexet inte strukturerat som uppsättningar av cisterner staplade i grupper; omvänt ligger de individuellt. Ett exempel på denna organisation är svampen Saccharomyces cerevisiae.

I vissa unicellulära organismer, såsom toxoplasma eller trypanosom, Förekomsten av endast en membranhögla har rapporterats.

Alla dessa undantag visar att stapling av strukturerna inte är nödvändig för att uppfylla sin funktion, även om närheten mellan påsarna gör transportprocessen mycket effektivare.

På samma sätt saknar vissa basala eukaryoter dessa cisterner; till exempel svampar. Denna bevisning stöder teorin om att anordningen uppträdde i en släde efter de första eukaryoterna.

Golgi komplexa regioner

Funktionellt är Golgi-komplexet delas in i följande avdelningarna: cis nätverket, påsarna staplas vilket ytterligare är indelade i mitten underutrymmet och träns- och trans nätverk.

De molekyler som kommer att modifieras kommer in i Golgi-komplexet efter samma ordning (cis-nätverket, följt av delkomponenter som slutligen utsöndras i transnätet).

De flesta reaktionerna förekommer i de mest aktiva områdena: de trans och halva delkropparna.

funktioner

Golgi-komplexets huvudsakliga funktion är post-translationell modifiering av proteiner tack vare enzymerna de innehar.

Dessa modifieringar innefattar glykosylering processer (tillsats av kolhydrat), fosforylering (additions av en fosfatgrupp), sulfate (additions av en fosfatgrupp) och proteolys (nedbrytning av proteiner).

Dessutom är Golgi-komplexet involverat i syntesen av specifika biomolekyler. Var och en av dess funktioner beskrivs i detalj nedan:

Glykosylering av proteiner bundna till membranet

Modifieringen av ett protein till ett glykoprotein sker i Golgi-apparaten. Det typiska sura pH-värdet inuti organellen är avgörande för att denna process ska ske normalt.

Det finns en konstant utbyte av material mellan Golgi-apparaten med endoplasmatisk retikulum och lysosomer. I endoplasmatisk retikulum genomgår proteiner också modifieringar; Dessa inkluderar tillägg av en oligosackarid.

När dessa molekyler (N-oligosackarider) går in i Golgi-komplexet, får de en rad ytterligare modifieringar. Om destinationen för nämnda molekyl skall utföras av cellen eller mottas i plasmamembranet uppträder speciella modifieringar..

Dessa modifieringar innefattar följande steg: att eliminera tre mannosrester, tillsats av N-acetylglukosamin, avlägsnande två mannos och fukos dessutom två ytterligare N-acetylglukosamin, galaktos tre och tre sialinsyrarester.

Glykosylering av proteiner bundna till lysosomer

I motsats till detta modifieras proteinerna som är avsedda för lysosomer på följande sätt: det finns ingen borttagning av mannoser som ett initialt steg; istället sker fosforyleringen av dessa rester. Detta steg sker i cisområdet i komplexet.

Därefter elimineras N-acetylglukosamingrupperna och lämnar mannoserna med fosfatet tillsatt i oligosackariden. Dessa fosfater indikerar att proteinet måste riktas specifikt mot lysosomer.

De receptorer som är ansvariga för att identifiera fosfaterna som indikerar deras intracellulära öde ligger i transnätet.

Metabolism av lipider och kolhydrater

I Golgi-komplex syntes glykolipider och sfingomyelin den förekommer, genom att som modermolekylen ceramid (tidigare syntetiserad i det endoplasmatiska retiklet). Denna process strider mot resten av fosfolipiderna som utgör plasmamembranet, som härrör från glycerol.

Sphingomyelin är en klass av sphingolipid. Det är en riklig del av membran hos däggdjur, särskilt nervceller, där de ingår i myelinskeden.

Efter deras syntes transporteras de till sin slutliga plats: plasmamembranet. Deras polära huvuden är belägna mot utsidan av den cellulära ytan; Dessa element har en särskild roll i cellulärigenkänningsprocesser.

I växtceller bidrar Golgi-apparaten till syntesen av polysackariderna som utgör cellväggen, specifikt hemicellulosa och pektiner. Med hjälp av vesikulär transport tas dessa polymerer till cellens utsida.

I växter är detta steg avgörande och cirka 80% av retikulumets aktivitet tilldelas syntesen av polysackarider. I själva verket har hundratals av dessa organeller rapporterats i växtcellerna.

export

De olika biomolekylerna - proteiner, kolhydrater och lipider - överförs till sina cellulära destinationer av Golgi-komplexet. Proteiner har en slags "kod" som är ansvarig för att informera den destination som den tillhör.

De transporteras i blåsor som lämnar från transnätet och flyttas till det bestämda cellfacket.

Proteinerna kan bäras till membranet med en specifik konstitutiv väg. Det är därför det finns en kontinuerlig inkorporering av proteiner och lipider i plasmamembranet. Proteinerna vars slutdestination är Golgi-komplexet behålls av detta.

Förutom den konstitutiva vägen binds andra proteiner till cellens yttre och uppträder genom signaler från miljön, som kallas hormoner, enzymer eller neurotransmittorer.

I exempelvis pankreatiska celler förpackas matsmältningsenzymer i blåsor som bara utsöndras när mat upptäcks.

Nyare forskning rapporterar att det finns alternativa vägar för membranproteiner som inte passerar Golgi-apparaten. Men dessa vägar av bypass "Ukonventionella" diskuteras i litteraturen.

Proteinhandelsmodeller

Det finns fem modeller för att förklara proteinhandel i enheten. Den första innebär materialförflyttning mellan stabila fack, var och en har de nödvändiga enzymerna för att uppfylla specifika funktioner. Den andra modellen innebär att tankarna mognas gradvis.

Den tredje föreslår också mognad av säckarna men med införandet av en ny komponent: den rörformiga transporten. Enligt modellen är tubuler viktiga i trafiken i båda riktningarna.

Den fjärde modellen föreslår att komplexet fungerar som en enhet. Den femte och sista modellen är den senaste och argumenterar för att komplexet är indelat i olika fack.

Särskilda funktioner

I vissa celltyper har Golgi-komplexet specifika funktioner. Cellerna i bukspottkörteln har specialiserade strukturer för insulinsekretion.

De olika typerna av blod hos människor är ett exempel på olika glykosyleringsmönster. Detta fenomen förklaras av närvaron av olika alleler som kodar för glukotransferas.

referenser

  1. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Cellen: Molekylär tillvägagångssätt. Sinauer Associates.
  2. Kühnel, W. (2005). Atlasfärg av cytologi och histologi. Ed. Panamericana Medical.
  3. Maeda, Y., & Kinoshita, T. (2010). Golgins sura miljö är kritisk för glykosylering och transport. Metoder i enzymologi, 480, 495-510.
  4. Munro, S. (2011). Q & A: Vad är Golgi-apparaten, och varför frågar vi?. BMC biologi, 9(1), 63.
  5. Rothman, J.E. (1982). Golgi-apparaten: roller för separata'cis 'och'trans'-fack. Membranåtervinning, 120.
  6. Tachikawa, M., & Mochizuki, A. (2017). Golgi-apparaten självorganiserar sig i den karakteristiska formen via postmitotisk återmonteringsdynamik. Förlopp av National Academy of Sciences, 114(20), 5177-5182.
  7. Wang, Y. & Seemann, J. (2011). Golgi biogenes. Cold Spring Harbor perspektiv inom biologi, 3(10), a005330.