„Golgi“ aparato savybės, funkcijos ir konstrukcijos

The Golgi aparatai, taip pat žinomas kaip „Golgi“ kompleksas, tai yra membraninė organinė organelė, sudaryta iš plokščių pūslelių, sukrautų kartu; Šiuose maišeliuose yra skystis. Jis randamas daugelyje eukariotų, tokių kaip gyvūnai, augalai ir grybai.

Šis organelis yra atsakingas už baltymų apdorojimą, pakavimą, klasifikavimą, platinimą ir modifikavimą. Be to, jis taip pat atlieka lipidų ir angliavandenių sintezę. Kita vertus, Golgi aparato daržovėse atsiranda ląstelių sienelių komponentų sintezė.

Golgi aparatas buvo rastas 1888 m., Tiriant nervų ląsteles; jo atradėjas Camillo Golgi laimėjo Nobelio premiją. Struktūra yra aptinkama dažant sidabro chromatu.

Pradžioje organo buvimas buvo abejotinas to laiko mokslininkams ir Golgi pastabas priskyrė paprastiems naudojamų metodų artefaktams..

Indeksas

• 1 Bendrosios charakteristikos
• 2 Struktūra ir sudėtis
  • 2.1 Struktūrinės išimtys
  • 2.2 „Golgi“ komplekso regionai
• 3 Funkcijos
  • 3.1. Prie membranos prijungtų baltymų glikozilinimas
  • 3.2 Lizosomoms prijungtų baltymų glikozilinimas
  • 3.3 Lipidų ir angliavandenių metabolizmas
  • 3.4 Eksportas
  • 3.5 Prekybos žmonėmis modeliai
  • 3.6 Specialios funkcijos
• 4 Nuorodos

Bendrosios charakteristikos

Golgi aparatas yra membraninio pobūdžio eukariotinis organelis. Jis primena kai kuriuos maišelių maišelius, nors organizacija gali skirtis priklausomai nuo ląstelių tipo ir organizmo. Ji atsakinga už baltymų modifikavimą po vertimo.

Pavyzdžiui, gali būti pridėta tam tikrų angliavandenių, kad susidarytų glikoproteinas. Šis produktas yra supakuotas ir paskirstomas į ląstelių skyrių, kur reikia, pvz., Membraną, lizosomas arba vakuolus; ji taip pat gali būti siunčiama už langelio ribų. Ji taip pat dalyvauja biomolekulių sintezėje.

Cytoskeletas (konkrečiai aktinas) lemia jo vietą ir paprastai kompleksas yra ląstelių vidų, esančių netoli branduolio ir centrosomo, srityje..

Struktūra ir sudėtis

Kompleksą sudaro diskų pavidalo plokštelių rinkinys, plokščias ir fenestruotas, vadinamas Golgos cisternomis, kurių storis.

Šie maišai yra sukrauti keturių ar šešių cisternų grupėse. Žinduolių ląstelėje galima rasti nuo 40 iki 100 baterijų, sujungtų viena su kita.

„Golgi“ kompleksas pasižymi įdomiu bruožu: yra poliškumas struktūros ir funkcijos atžvilgiu.

Galite atskirti cis veidą ir trans-veidą. Pirmasis yra susijęs su baltymų įvedimu ir yra artimas endoplazminiam tinklui. Antrasis yra išėjimo veidas arba produkto sekrecija; Juos sudaro viena ar dvi talpyklos, turinčios vamzdinę formą.

Kartu su šia struktūra yra transporto sistemos sudedamosios dalys. Maišų krūvos sujungtos į struktūrą, kuri primena lanko ar paskyrimo formą.

Žinduoliuose Golgi kompleksas ląstelių dalijimosi procesuose yra suskaidytas į keletą vezikulių. Pūslelės pereina į dukterines ląsteles ir vėl ima tradicinę komplekso formą.

Struktūrinės išimtys

Komplekso organizavimas visose organizmų grupėse nėra dažnas. Kai kuriuose ląstelių tipuose kompleksas nėra struktūrizuotas kaip grupių cisternų rinkiniai; atvirkščiai, jie yra individualiai. Šios organizacijos pavyzdys yra grybelis Saccharomyces cerevisiae.

Kai kuriuose vienaląsiuose organizmuose, tokiuose kaip toksoplazma arba trypanosoma, pranešta apie tik vienos membraninės krūvos buvimą.

Visos šios išimtys rodo, kad statinių pakrovimas nėra būtinas norint įvykdyti savo funkciją, nors maišų artumas daro transportavimo procesą daug efektyvesnį.

Tuo pačiu, kai kurie baziniai eukariotai neturi šių cisternų; pavyzdžiui, grybai. Šie įrodymai patvirtina teoriją, kad prietaisas atsirado linijoje po pirmųjų eukariotų.

Golgi sudėtingi regionai

Funkcionaliai „Golgi“ kompleksas suskirstytas į šiuos skyrius: cis tinklas, sukrauti maišai, kurie savo ruožtu yra suskirstyti į vidurinį ir tarpinį skyrių, ir trans-tinklas.

Modifikuotos molekulės pateks į Golgi kompleksą pagal tą pačią tvarką (cis tinklas, po kurio subkomponentai bus galutinai išskiriami trans-tinkle).

Dauguma reakcijų vyksta aktyviausiose vietovėse: trans- ir pusiau padaliniuose.

Funkcijos

Pagrindinė „Golgi“ komplekso funkcija yra po transliacinių baltymų modifikavimas, nes jie turi viduje esančių fermentų.

Šie pakeitimai apima glikozilinimo procesus (angliavandenių pridėjimas), fosforilinimą (fosfato grupės pridėjimą), sulfaciją (fosfato grupės pridėjimą) ir proteolizę (baltymų skaidymą)..

Be to, Golgi kompleksas dalyvauja specifinių biomolekulių sintezėje. Kiekviena iš jos funkcijų išsamiai aprašyta toliau:

Prie membranos susietų baltymų glikozilinimas

Baltymų modifikavimas į glikoproteiną vyksta Golgi aparate. Tipiškas rūgštinis pH organelio viduje yra labai svarbus, kad šis procesas būtų normalus.

Tarp Golgi aparato ir endoplazminio tinklelio ir lizosomų yra nuolat keičiamasi medžiaga. Endoplazminiame tinklelyje baltymai taip pat keičiami; tai apima oligosacharido pridėjimą.

Kai šios molekulės (N-oligosacharidai) patenka į Golgi kompleksą, jie gauna keletą papildomų modifikacijų. Jei minėtos molekulės paskirtis bus vykdoma iš ląstelės arba gaunama į plazmos membraną, atsiranda specialių modifikacijų..

Šie pakeitimai apima šiuos etapus: trijų manozės likučių pašalinimas, N-acetilglukozamino pridėjimas, dviejų mannozių pašalinimas ir fukozės, dviejų papildomų N-acetilglukozamino, trijų galaktozių ir trijų sialo rūgšties liekanų pašalinimas.

Lizosomoms prijungtų baltymų glikozilinimas

Priešingai, baltymai, skirti lizosomoms, yra modifikuoti taip: mannozių pašalinimas nėra pradinis žingsnis; vietoj to atsiranda šių likučių fosforilinimas. Šis žingsnis įvyksta komplekso cis regione.

Po to N-acetilglukozamino grupės pašalinamos, o mannozės paliekamos fosfatu, pridėtu į oligosacharidą. Šie fosfatai rodo, kad baltymas turi būti nukreiptas į lizosomas.

Prietaisai, atsakingi už fosfatų, kurie rodo jų ląstelių likimą, atpažinimą, yra trans-tinkle.

Lipidų ir angliavandenių metabolizmas

Golgolio komplekso sudėtyje yra glikolipidų ir sfingomielino sintezė, naudojant keramidą kaip kilmės molekulę (anksčiau susintetinta endoplazminiame tinkle). Šis procesas prieštarauja likusiems fosfolipidams, kurie sudaro plazmos membraną ir yra gaunami iš glicerolio.

Sphingomielinas yra sfingolipido klasė. Jis yra gausus žinduolių, ypač nervų ląstelių, membranų komponentas, kur jie yra mielino apvalkalo dalis..

Po sintezės jie transportuojami į galutinę vietą - plazmos membraną. Jų poliarinės galvutės yra link išorinio paviršiaus; šie elementai turi specifinį vaidmenį ląstelių atpažinimo procesuose.

Augalų ląstelėse Golgi aparatas prisideda prie polisacharidų, sudarančių ląstelių sieną, ypač hemiceliuliozės ir pektinų, sintezės. Naudojant vezikulinį transportą, šie polimerai patenka į ląstelės išorę.

Augaluose šis žingsnis yra labai svarbus ir maždaug 80% retikulo aktyvumo priskiriama polisacharidų sintezei. Iš tiesų augalų ląstelėse pranešta apie šimtus šių organelių.

Eksportuoti

Įvairios biomolekulės - baltymai, angliavandeniai ir lipidai - perkeliami į jų mobiliuosius objektus Golgi kompleksas. Baltymai turi tam tikrą „kodą“, atsakingą už paskirties vietos, kuriai jis priklauso, informavimą.

Jie yra transportuojami pūslelėse, kurios išeina iš trans-tinklo ir pereina į nustatytą ląstelių skyrių.

Baltymai gali būti gabenami į membraną specifiniu konstituciniu keliu. Štai kodėl yra nuolatinis baltymų ir lipidų įtraukimas į plazmos membraną. Tai yra baltymai, kurių galutinė paskirties vieta yra „Golgi“ kompleksas.

Be konstitucinio kelio, kiti baltymai jungiasi prie ląstelės išorės ir atsiranda iš aplinkos signalų, vadinamų hormonais, fermentais ar neurotransmiteriais..

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

Naujausi tyrimai rodo, kad egzistuoja alternatyvūs būdai membraniniams baltymams, kurie nepraeina per Golgi aparatą. Tačiau šie būdai aplinkkelis „Netradicinis“ yra aptariamas literatūroje.

Baltymų prekybos modeliai

Yra penki modeliai, kuriais galima paaiškinti baltymų prekybą prietaise. Pirmasis susijęs su medžiagos judėjimu tarp stabilių skyrių, kiekvienas turi būtinus fermentus tam tikroms funkcijoms atlikti. Antrasis modelis apima tankų brandinimą palaipsniui.

Trečiasis taip pat siūlo maišų brendimą, tačiau įtraukiant naują komponentą: vamzdinį transportą. Pagal modelį, vamzdeliai yra svarbūs eismo abiem kryptimis.

Ketvirtasis modelis siūlo, kad kompleksas veiktų kaip vienetas. Penktasis ir paskutinis modelis yra naujausias ir teigia, kad kompleksas yra padalintas į skirtingus skyrius.

Specialios funkcijos

Kai kuriuose ląstelių tipuose Golgi kompleksas turi specifines funkcijas. Kasos ląstelės turi specializuotas insulino sekrecijos struktūras.

Įvairūs kraujo tipai žmonėms yra skirtingų glikozilinimo modelių pavyzdys. Šis reiškinys paaiškinamas skirtingų gliukotransferazę koduojančių alelių buvimu.

Nuorodos

1. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Ląstelė: molekulinis metodas. „Sinauer Associates“.
2. Kühnel, W. (2005). Citologijos ir histologijos atlaso spalva. Red. Panamericana Medical.
3. Maeda, Y. & Kinoshita, T. (2010). Golgų rūgštingumas yra labai svarbus glikozilinimui ir transportavimui. Metodai fermentams, 480, 495-510.
4. Munro, S. (2011). Klausimas ir atsakymas: Kas yra Golgi aparatas ir kodėl mes prašome?. BMC biologija, 9(1), 63.
5. Rothman, J. E. (1982). „Golgi“ aparatas: atskirų „cis“ ir „trans“ skyrių funkcijos. Membranų perdirbimas, 120.
6. Tachikawa, M., ir Mochizuki, A. (2017). „Golgi“ aparatas savarankiškai organizuojamas į būdingą formą per postmitotinę surinkimo dinamiką. Nacionalinės mokslų akademijos darbai, 114(20), 5177-5182.
7. Wang, Y. & Seemann, J. (2011). Golgi biogenezė. Cold Spring Harbor perspektyvos biologijoje, 3(10), a005330.