Golgi készülék jellemzői, funkciói és szerkezete

az Golgi készülék, a Golgi-komplexként is ismert, ez egy membrános celluláris organelle, amelyet egy lapos, egymásra rakott vezikulák alkotnak; Ezek a zacskók belsejében van folyadék. Számos eukariótában, például állatokban, növényekben és gombákban található.

Ez az organelle felelős a fehérjék feldolgozásáért, csomagolásáért, osztályozásáért, eloszlásáért és módosításáért. Emellett a lipidek és a szénhidrátok szintézisében is szerepet játszik. Másrészről a Golgi készülékben lévő zöldségekben előfordul a sejtfal komponenseinek szintézise.

A Golgi készüléket 1888-ban fedezték fel, miközben idegsejteket tanulmányoztak; felfedezője, Camillo Golgi nyerte el a Nobel-díjat. A szerkezet ezüstkromáttal történő festéssel kimutatható.

Eleinte az orgona létezése kétséges volt az idő tudósai számára, és a Golgi megfigyeléseit az alkalmazott technikák egyszerű műtermékeinek tulajdonították..

index

• 1 Általános jellemzők
• 2 Szerkezet és összetétel
  • 2.1 Strukturális kivételek
  • 2.2 A Golgi komplexum régiói
• 3 Funkciók
  • 3.1 A membránhoz kötött fehérjék glikozilezése
  • 3.2 A lizoszómákhoz kötött fehérjék glikozilezése
  • 3.3 Lipid és szénhidrát anyagcsere
  • 3.4 Exportálás
  • 3.5 Proteinkereskedelmi modellek
  • 3.6 Különleges funkciók
• 4 Referenciák

Általános jellemzők

A Golgi készülék membrán jellegű eukarióta organelle. Ez hasonlít néhány cölöpökhöz, bár a szervezet a sejt típusától és a szervezettől függően változhat. Felelős a fehérjék transzláció utáni módosításáért.

Például néhány szénhidrát hozzáadható glikoprotein előállításához. Ezt a terméket csomagolják, és szükség esetén elosztják a cellatérben, például a membránban, a lizoszómákban vagy a vakuolokban; a cellán kívül is küldhető. Részt vesz a biomolekulák szintézisében is.

A citoszkeleton (specifikusan az aktin) meghatározza annak helyét, és általában a komplexum a sejt belsejében helyezkedik el a mag és a centroszóma közelében..

Szerkezet és összetétel

A komplexet lemezek formájú lemezek alkotják, sík és fenestrated, úgynevezett Golgian ciszternák, változó vastagságú.

Ezeket a zsákokat négy vagy hat tartályból álló csoportokban rakják össze. Egy emlőssejtben 40 és 100 elem között találhatók egymáshoz csatlakoztatott elemek.

A Golgi komplexum érdekes vonást mutat: polaritás van a szerkezet és a funkció szempontjából.

Meg lehet különböztetni a cisz-arcot és a transz-arcot. Az első a fehérjék bejuttatásához kapcsolódik, és közel áll az endoplazmatikus retikulumhoz. A második a kimeneti arc vagy a termék kiválasztása; Ezeket egy vagy két cső alakú tartály alkotja.

Ezen szerkezettel együtt a közlekedési rendszert alkotó vezikulák. A zsákkötegek olyan szerkezetben vannak összekapcsolva, amely visszahívja az íj vagy egy találkozó alakját.

Az emlősökben a Golgi-komplex több sejttörzsbe fragmentálódik a sejtosztódás folyamata során. A vezikulák áthaladnak a lányok sejtjeihez, és újra a komplexum hagyományos formájába kerülnek.

Strukturális kivételek

A komplexum szervezete nem minden szervezetben gyakori. Néhány sejttípusban a komplex nem csoportosított ciszterek halmaza; ezzel szemben egyedileg találhatók. Egy példa erre a szervezetre a gomba Saccharomyces cerevisiae.

Egyes egysejtű szervezetekben, például a toxoplazmában vagy trippanosoma, csak egy membrán halom jelenlétét jelentették.

Mindezek a kivételek azt mutatják, hogy a szerkezetek egymásra rakása nem feltétlenül szükséges funkciójának teljesítéséhez, bár a zsákok közelsége a szállítási folyamatot sokkal hatékonyabbá teszi.

Ugyanígy, néhány bazális eukariótának nincsenek ezek a tartályai; például gombák. Ez a bizonyíték alátámasztja azt az elméletet, hogy az eszköz az első eukarióták után megjelent egy vonalon.

Golgi komplex régiók

Funkcionálisan a Golgi-komplexum a következő rekeszekre oszlik: a cis-hálózat, a halmozott zsákok - amelyek viszont közép- és transz-alosztályra vannak osztva - és a transz-hálózat.

A módosítandó molekulák ugyanabba a sorrendbe kerülnek a Golgi-komplexbe (cis-hálózat, majd a transz-hálózaton végül kiválasztandó részosztályok).

A legtöbb reakció a legaktívabb területeken fordul elő: a transz- és a fele alegységeket.

funkciók

A Golgi komplexum fő funkciója a fehérjék transzláció utáni módosítása a bennük lévő enzimek révén.

Ezek a módosítások közé tartoznak a glikozilezési folyamatok (szénhidrátok hozzáadása), foszforiláció (foszfátcsoport hozzáadása), szulfatálás (foszfátcsoport hozzáadása) és proteolízis (fehérjék lebomlása)..

Emellett a Golgi komplexum részt vesz a specifikus biomolekulák szintézisében. Mindegyik funkciója részletesen ismertetésre kerül:

A membránhoz kötött fehérjék glikozilezése

A fehérje glikoproteinné történő módosítása a Golgi készülékben történik. A tipikus savas pH-érték az organelle belsejében döntő fontosságú ahhoz, hogy ez az eljárás normálisan bekövetkezzen.

Folyamatos anyagcsere van a Golgi készülék és az endoplazmatikus retikulum és a lizoszómák között. Az endoplazmatikus retikulumban a fehérjék szintén módosulnak; ezek közé tartozik egy oligoszacharid hozzáadása.

Amikor ezek a molekulák (N-oligoszacharidok) belépnek a Golgi komplexbe, további módosítások sorozatát kapják. Ha a molekula rendeltetési helyét a sejtből vagy a plazmamembránba bejuttatjuk, speciális módosítások történnek..

Ezek a módosítások a következő lépéseket foglalják magukban: három mannózmaradék eltávolítása, N-acetil-glükózamin hozzáadása, két mannóz eltávolítása és fukóz, két további N-acetil-glükózamin, három galaktóz és három sziálsavmaradék hozzáadása..

A lizoszómákhoz kötött fehérjék glikozilezése

Ezzel ellentétben a lizoszómákra szánt fehérjéket a következőképpen módosítjuk: a mannózok eltávolítása kezdeti lépésként nem történik meg; ehelyett ezeknek a maradékoknak a foszforilációja következik be. Ez a lépés a komplex cisz régiójában történik.

Ezután az N-acetil-glükózamin-csoportokat eltávolítjuk, így a mannózokat az oligoszacharidban hozzáadott foszfáttal távolítjuk el. Ezek a foszfátok azt jelzik, hogy a fehérjét kifejezetten a lizoszómákra kell irányítani.

Azok a receptorok, amelyek az intracelluláris sorsukat jelző foszfátok felismeréséért felelősek, a transz-hálózatban találhatók.

A lipidek és a szénhidrátok metabolizmusa

A glikolipidek és a szfingomyelin szintézise a Golgi komplexben fordul elő, az eredetmolekulaként használt ceramidot (korábban az endoplazmatikus retikulumban szintetizálva). Ez a folyamat ellentétben áll a plazmamembránt alkotó többi foszfolipiddel, amely glicerinből származik.

A sphingomyelin a szfingolipid osztálya. Az emlősök, különösen az idegsejtek membránjainak bőséges összetevője, ahol a myelin hüvely része..

A szintézisük után a végső helyre szállítják: a plazma membránt. Poláris fejük a sejtfelszín külső részének irányában helyezkedik el; ezek az elemek specifikus szerepet játszanak a sejtfelismerési folyamatokban.

A növényi sejtekben a Golgi készülék hozzájárul a sejtfalat alkotó poliszacharidok, különösen a hemicellulóz és a pektinek szintéziséhez. A vezikuláris transzport segítségével ezeket a polimereket a sejt külső részébe vittük.

Növényekben ez a lépés döntő fontosságú, és a retikulum aktivitásának körülbelül 80% -a a poliszacharidok szintéziséhez van hozzárendelve. Valójában a növényi sejtekben ezeknek a organellumoknak több százát jelentették.

export

A különböző biomolekulák - a fehérjék, a szénhidrátok és a lipidek - a Golgi komplexumba kerülnek a mobil célpontjaikba. A fehérjék egyfajta "kódot" tartalmaznak, amely felelős a rendeltetési hely tájékoztatásáért.

A transz-hálózatból kilépő vezikulumokba szállítják, és a meghatározott cellatérbe költöznek.

A fehérjéket egy specifikus konstitutív út vezetheti át a membránba. Ezért van folyamatos fehérjék és lipidek beépítése a plazmamembránba. A fehérjéket, amelyek végső célállomása a Golgi komplex, megtartják ezt.

A konstitutív útvonalon kívül más fehérjék is kötődnek a sejt külsejéhez, és a környezetből, a hormonokból, enzimekből vagy neurotranszmitterekből származó jelekből származnak..

Például a hasnyálmirigy sejtekben az emésztőenzimeket olyan vezikulákba csomagoljuk, amelyek csak akkor válnak szét, ha az élelmiszer kimutatható.

A legújabb kutatások szerint a membránfehérjék alternatív útvonala létezik, amelyek nem jutnak át a Golgi készüléken. Ezek az utak azonban kitérő A "nem hagyományos" -ot az irodalomban tárgyaljuk.

Proteinkereskedelmi modellek

Öt modell létezik a fehérje emberkereskedelem magyarázatára. Az első magában foglalja a stabil rekeszek közötti anyagforgalmat, amelyek mindegyike rendelkezik a szükséges funkciók ellátásához szükséges enzimekkel. A második modell a tartályok érlelését jelenti fokozatosan.

A harmadik a zsákok érlelését is javasolja, de egy új komponens beépítésével: a csőszerű szállítás. A modell szerint a tubulusok mindkét irányban fontosak a forgalomban.

A negyedik modell azt javasolja, hogy a komplex egységként működjön. Az ötödik és az utolsó modell a legutóbbi, és azzal érvel, hogy a komplexum különböző részekre oszlik.

Speciális funkciók

Bizonyos sejttípusoknál a Golgi komplexumnak speciális funkciói vannak. A hasnyálmirigy sejtjei speciális struktúrákkal rendelkeznek az inzulin szekrécióhoz.

A különböző típusú vér az emberekben a különböző glikozilációs minták példája. Ezt a jelenséget a glükotranszferázt kódoló különböző allélok jelenléte magyarázza.

referenciák

1. Cooper, G. M. és Hausman, R. E. (2000). A sejt: Molekuláris megközelítés. Sinauer Associates.
2. Kühnel, W. (2005). A citológia és a szövettani atlasz színe. Ed. Panamericana Medical.
3. Maeda, Y. és Kinoshita, T. (2010). A Golgi savas környezete kritikus a glikozilezés és a szállítás szempontjából. Módszerek az enzimológiában, 480, 495-510.
4. Munro, S. (2011). Kérdés és válasz: Mi a Golgi készülék, és miért kérdezzük?. BMC biológia, 9(1), 63.
5. Rothman, J. E. (1982). A Golgi készülék: különálló 'cis' and'trans 'rekeszek szerepe. Membrán újrahasznosítás, 120.
6. Tachikawa, M., és Mochizuki, A. (2017). A Golgi készülék önszerveződik a jellegzetes formába a posztmitotikus összeszerelési dinamika révén. A Nemzeti Tudományos Akadémia eljárása, 114(20), 5177-5182.
7. Wang, Y. és Seemann, J. (2011). Golgi biogenesis. Hideg tavaszi kikötő perspektívái a biológiában, 3(10), a005330.