Golgi apar

Z Golgi apar należy do organelli komórkowych i służy do modyfikacji i sortowania białek. Ściśle współpracuje z retikulum endoplazmatycznym. Bierze również udział w tworzeniu wydzieliny.

Co to jest aparat Golgiego?

Aparat Golgiego jest ważnym organellem komórkowym, w którym białka wytwarzane w retikulum endoplazmatycznym są zmieniane i sortowane. Tworzy również lizosomy, które zawierają enzymy rozkładające endogenne i egzogenne białka. Lizosomy są organellami komórkowymi otoczonymi błoną, które za pośrednictwem pomp protonowych wytwarzają wewnątrz niską wartość pH i tym samym zakwaszają enzymy.

Aparat Golgiego jest obecny w każdej komórce eukariotycznej i tworzy otoczoną błoną przestrzeń reakcyjną, która odgrywa ważną rolę w egzocytozie. Został odkryty przez włoskiego patologa Camillo Golgiego w 1898 roku podczas badań histologicznych mózgu i nazwany jego imieniem. W aparacie Golgiego białka retikulum endoplazmatycznego reagują modyfikując je innymi białkami lub resztami cukrowymi (glikozylacja).

W ten sposób białka są najpierw doprowadzane do ich przenośnej postaci. Następnie są sortowane według miejsca przeznaczenia. Jednak w aparacie Golgiego nie powstają żadne nowe białka, zmieniane są tylko istniejące.

Anatomia i budowa

Aparat Golgiego charakteryzuje się stosami płaskich wnęk otoczonych membraną. Te wnęki nazywane są cysternami. Z reguły stos zawiera od trzech do ośmiu cystern. Czasami może to być nawet 30 cystern. Stos ma średnią średnicę jednego mikrometra. Termin techniczny stosu to dictyosome.

Liczba dictyosomów zależy od rodzaju komórki. Niektóre komórki mogą zawierać do kilkuset dictyosomów. Mikrotubule zapewniają, że aparat Golgiego w komórkach zwierzęcych i ludzkich znajduje się głównie blisko jądra komórkowego i centrosomów. Jednak w większości komórek roślinnych aparat Golgiego jest rozmieszczony w całej cytoplazmie komórki. Ważną właściwością aparatu Golgiego jest jego polaryzacja. Strona zwrócona do retikulum endoplazmatycznego jest wypukła, a strona odwrócona od niej jest wklęsła. Aparat Golgiego odbiera z pęcherzyków retikulum endoplazmatycznego wyposażonych w białko płaszcza COP II.

Strona wypukła jest również znana jako sieć cis Golgiego (CGN). Strona odwrócona od ER nazywana jest siecią trans-Golgiego (TGN). Sieci Golgiego reprezentują kilka małych cystern i pęcherzyków, które są ze sobą połączone. Cysterny między sieciami Golgiego to tak zwane stosy Golgiego, które mają specyficzną strukturę enzymatyczną.

Białka biegną z sieci cis-Golgiego do sieci trans-Golgiego. Istnieją dwa modele tego procesu i prawdopodobnie będą miały zastosowanie oba.Albo pęcherzyki przemieszczają się z CGN do TGN, przy zachowaniu białek, albo białka podlegają ruchowi transportowemu z pęcherzyka do pęcherzyka w kierunku TGN.

Funkcja i zadania

Aparat Golgiego ma różnorodne i bardzo złożone funkcje. Wyłaniają się trzy obszary odpowiedzialności. W ten sposób syntetyzowane są i modyfikowane elementy błony komórkowej. Powstają i są przechowywane pęcherzyki wydzielnicze z przekaźnikami i hormonami. Wreszcie lizosomy są przeznaczone do przechowywania enzymów trawiennych.

Początkowo aparat Golgiego przyjmuje głównie pęcherzyki zawierające białka lub polipeptydy z retikulum endoplazmatycznego. W aparacie Golgiego białka te są dalej modyfikowane w zależności od ich przeznaczenia. Występuje albo wiązanie z resztami cukru albo z innymi białkami. Zmodyfikowane białka są transportowane do TGN, gdzie są sortowane, pakowane w Golgivesicle, znakowane substancjami sygnałowymi i przekazywane do miejsca docelowego za pomocą różnych mechanizmów transportowych. Większość białek jest transportowana z komórki.

Poza komórką służą do modyfikowania macierzy zewnątrzkomórkowej. Służy to komunikacji międzykomórkowej i stabilności tkanki. Ponadto aparat Golgiego tworzy pierwotne lizosomy zawierające enzymy lityczne. Enzymy te służą do rozpuszczania substancji specyficznych dla komórek i obcych dla komórek. Enzymy największą aktywność rozwijają w środowisku kwaśnym przy pH ok. 4,5.

Tę wartość pH można osiągnąć tylko w przestrzeniach reakcyjnych zamkniętych membraną za pomocą pomp protonowych. Wnętrze lizosomu jest wyposażone w ochronę kwasową składającą się z proteoglukanów. Ponadto enzymy lityczne są modyfikowane mannozo-6-fosforanami w celu ich rozpoznania przez specjalne receptory na błonie lizosomu.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby

Procesy w aparacie Golgiego są bardzo złożone. Zaburzenia systemu transportowego mogą prowadzić do poważnych chorób, takich jak rak czy cukrzyca. Dokładne mechanizmy nie są jeszcze znane. Trwają jednak intensywne badania nad tym problemem. Istnieją również dowody na to, że reakcje autoimmunologiczne na elementy aparatu Golgiego mogą prowadzić do chorób typu reumatycznego.

Na przykład ponad 75 procent pacjentów z zespołem Sjögrena ma przeciwciało przeciwko białku w aparacie Golgiego. Wielu pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów, idiopatycznym zwłóknieniem płuc lub proliferacyjnym kłębuszkowym zapaleniem nerek również jest nosicielami przeciwciał przeciwko białkom aparatu Golgiego. Odpowiadające im przeciwciała zostały również odkryte w trakcie badań nad różnymi chorobami zakaźnymi i nowotworami. Są to dodatkowe reakcje w obrębie tych chorób, na które mogą mieć wpływ czynniki genetyczne.

Jednak na przebieg danej choroby może mieć znaczący wpływ. Inne badania dotyczyły między innymi bezpośredniego wpływu chlamydii na aparat Golgiego. Chlamydia jest przenoszona drogą płciową i często prowadzi do bezpłodności u kobiet. Badania wykazały, że chlamydie fragmentują aparat Golgiego i rozkładają go na małe mini-stosy. Badania wykazały, że umożliwia to chlamydiom lepsze rozmnażanie i wytwarzanie większej liczby zakaźnych cząstek.