Карактеристике, функције и структуре Голги апарата



Тхе Голги апарат, такође познат као Голгијев комплекс, то је мембранска ћелијска органела формирана скупом равних везикула сложених заједно; Ове торбе имају течност унутра. Налази се у великом броју еукариота, као што су животиње, биљке и гљиве.

Ова органела је одговорна за прераду, паковање, класификацију, дистрибуцију и модификацију протеина. Поред тога, она такође има улогу у синтези липида и угљених хидрата. С друге стране, у поврћу у Голгијевом апарату настаје синтеза компонената ћелијског зида.

Голгијев апарат откривен је 1888. године, док је проучавао нервне ћелије; њен проналазач, Цамилло Голги, освојио је Нобелову награду. Структура се може детектовати бојањем сребрним хроматом.

У почетку је постојање органа било сумњиво за науцнике тог времена и они су приписивали опсервације Голгија једноставним артефактима производа употребљених техника.

Индек

  • 1 Опште карактеристике
  • 2 Структура и састав
    • 2.1 Структурни изузеци
    • 2.2 Региони Голги комплекса
  • 3 Функције
    • 3.1 Гликозилација протеина везаних за мембрану
    • 3.2 Гликозилација протеина везаних за лизосоме
    • 3.3 Метаболизам липида и угљених хидрата
    • 3.4 Извоз
    • 3.5 Модели трговине беланчевинама
    • 3.6 Посебне функције
  • 4 Референце

Опште карактеристике

Голгијев апарат је еукариотска органела мембранске природе. Подсећа на неке вреће у гомилама, иако организација може варирати у зависности од типа ћелије и организма. Одговоран је за модификацију протеина након превођења.

На пример, неки угљени хидрати се могу додати да би се формирао гликопротеин. Овај производ се пакује и дистрибуира у ћелијски одјељак гдје је то потребно, као што су мембрана, лизосоми или вакуоле; може се послати и изван ћелије. Она такође учествује у синтези биомолекула.

Цитоскелет (специфично актин) одређује његову локацију, и генерално се комплекс налази у подручју унутрашње ћелије у близини језгра и центросома.

Структура и састав

Комплекс се састоји од низа дискова у облику дискова, равних и фенестрираних, названих голгијских цистерни, варијабилне дебљине.

Ове вреће су сложене у групе од четири или шест резервоара. У ћелији сисара може се наћи између 40 и 100 батерија међусобно повезаних.

Комплекс Голгија представља занимљиву карактеристику: постоји поларитет у смислу структуре и функције.

Можете разликовати цис лице и транс лице. Први се односи на улазак протеина и близу је ендоплазматском ретикулуму. Други је излучивање лица или производа; Формирани су од једног или два спремника који имају цјевасти облик.

Уз ову структуру су везикуле које чине транспортни систем. Гомиле врећа спојене су у структуру која подсјећа на облик лука или састанак.

Код сисара Голги комплекс се фрагментира у неколико везикула током процеса деобе ћелија. Везикуле прелазе у ћерке ћелије и поново узимају традиционални облик комплекса.

Структурни изузеци

Организација комплекса није уобичајена у свим групама организама. У неким типовима ћелија комплекс није структуриран као скуп цистерни које су сложене у групе; обратно, оне се налазе појединачно. Пример ове организације је гљива Саццхаромицес церевисиае.

Код неких једностаничних организама, као што је токсоплазма или трипаносома, пријављено је присуство само једног мембранског хрпа.

Сви ови изузеци указују на то да слагање структура није неопходно да би се испунила његова функција, иако блискост између врећа чини процес транспорта много ефикаснијим..

На исти начин, неким базалним еукариотима недостају те цистерне; на пример, гљиве. Ови докази потврђују теорију да се уређај појавио у лози након првих еукариота.

Голги комплекси региона

Функционално, Голгијев комплекс је подељен на следеће целине: цис мрежу, наслагане вреће - које су подељене на средњи и транс-пододвојни - и транс мрежа.

Молекули који ће се модификовати улазе у Голги комплекс слиједећи исти ред (цис мрежа, праћена подкомпонентама које се коначно излучују у транс мрежи)..

Већина реакција се дешава у најактивнијим подручјима: транс и полуодељењама.

Функције

Главна функција Голги комплекса је пост-транслацијска модификација протеина захваљујући ензимима које посједују.

Ове модификације укључују гликозилационе процесе (додавање угљених хидрата), фосфорилацију (додавање фосфатне групе), сулфатирање (додавање фосфатне групе) и протеолизу (деградација протеина)..

Поред тога, Голгијев комплекс је укључен у синтезу специфичних биомолекула. Свака од његових функција је детаљно описана у наставку:

Гликозилација протеина везана за мембрану

Модификација протеина у гликопротеин јавља се у Голгијевом апарату. Типичан киселински пХ унутар органела је критичан за нормалан процес.

Постоји константна размена материјала између Голгијевог апарата са ендоплазматским ретикулумом и лизосомима. У ендоплазматском ретикулуму протеини се такође модификују; они укључују додавање олигосахарида.

Када ови молекули (Н-олигосахариди) уђу у Голги комплекс, добијају низ додатних модификација. Ако се одредиште наведеног молекула треба извести из ћелије или примити у плазматску мембрану, јављају се посебне модификације..

Ове модификације укључују следеће кораке: елиминација три остатка манозе, додавање Н-ацетилглукозамина, елиминација два маноза и додавање фукозе, два додатна Н-ацетилглукозамина, три галактозе и три остатка сиаличне киселине..

Гликозилација протеина везаних за лизосоме

Насупрот томе, протеини који су намењени за лизосоме су модификовани на следећи начин: не постоји уклањање маноза као почетни корак; уместо тога долази до фосфорилације ових остатака. Овај корак се дешава у цис региону комплекса.

Следеће, Н-ацетилглукозамин групе су елиминисане остављајући манозе са фосфатом који је додат у олигосахариду. Ови фосфати указују да протеин мора бити циљано специфично за лизосоме.

Рецептори који су одговорни за препознавање фосфата који указују на њихову интрацелуларну судбину налазе се у транс мрежи.

Метаболизам липида и угљених хидрата

Синтеза гликолипида и сфингомијела јавља се у Голгијевом комплексу, користећи церамид као изворни молекул (претходно синтетизован у ендоплазматском ретикулуму). Овај процес је у супротности са остатком фосфолипида који сачињавају плазматску мембрану, која је изведена из глицерола.

Спхингомиелин је класа сфинголипида. То је богат састојак мембрана сисара, посебно нервних ћелија, где су део мијелинске овојнице.

Након њихове синтезе, транспортују се до њихове коначне локације: плазма мембрана. Њихове поларне главе су смјештене према вањској страни ћелијске површине; ови елементи имају специфичну улогу у процесима препознавања ћелија.

У биљним ћелијама, Голгијев апарат доприноси синтези полисахарида који чине ћелијски зид, посебно хемицелулозу и пектине. Помоћу везикуларног транспорта ови полимери се узимају изван ћелије.

Код биљака је овај корак кључан и приближно 80% активности ретикулума приписује се синтези полисахарида. У ствари, у биљним ћелијама је забележено стотине ових органела.

Извоз

Различити биомолекули - протеини, угљикохидрати и липиди - преносе се на њихове ћелијске дестинације помоћу Голги комплекса. Протеини имају неку врсту "шифре" која је одговорна за информисање дестинације којој припада.

Они се превозе у везикулама које одлазе из транс мреже и прелазе у одређени одељак ћелије.

Протеини се могу пренети до мембране помоћу специфичног конститутивног пута. Због тога постоји континуирана инкорпорација протеина и липида у плазматску мембрану. Протеини чији је крајњи циљ Голги комплекс, задржавају се тиме.

Поред конститутивног пута, други протеини су везани за спољашњост ћелије и јављају се сигналима из околине, који се називају хормони, ензими или неуротрансмитери..

На пример, у ћелијама панкреаса, дигестивни ензими су упаковани у везикуле које се само луче када се детектује храна.

Недавна истраживања показују постојање алтернативних путева за мембранске протеине који не пролазе кроз Голги апарат. Међутим, ови путеви бипасс "Неконвенционално" се разматра у литератури.

Модели трговине беланчевинама

Постоји пет модела за објашњење трговине беланчевинама у уређају. Први подразумева саобраћај материјала између стабилних одељака, сваки од њих поседује неопходне ензиме за испуњавање специфичних функција. Други модел подразумева постепено сазревање тенкова.

Трећи такође предлаже сазревање врећа, али уз уградњу нове компоненте: тубуларни транспорт. Према моделу, цјевчице су важне у саобраћају у оба смјера.

Четврти модел предлаже да комплекс функционише као јединица. Пети и посљедњи модел је најновији и тврди да је комплекс подијељен на различите одјељке.

Посебне функције

У одређеним типовима ћелија Голги комплекс има специфичне функције. Ћелије панкреаса имају специјализоване структуре за секрецију инсулина.

Различити типови крви код људи су примјер диференцијалних образаца гликозилације. Овај феномен се објашњава присуством различитих алела који кодирају глукотрансферазу.

Референце

  1. Цоопер, Г. М., & Хаусман, Р. Е. (2000). Ћелија: Молекуларни приступ. Синауер Ассоциатес.
  2. Кухнел, В. (2005). Атлас боја цитологије и хистологије. Ед Панамерицана Медицал.
  3. Маеда, И., & Киносхита, Т. (2010). Кисела средина Голгија је критична за гликозилацију и транспорт. Методе у ензимологији, 480, 495-510.
  4. Мунро, С. (2011). Питање и одговор: Шта је апарат Голгија и зашто питамо?. БМЦ биологи, 9(1), стр.
  5. Ротхман, Ј.Е. (1982). Голгијев апарат: улоге за одвојене 'цис' и 'транс' одјељке. Мембране Рецицлинг, 120.
  6. Тацхикава, М., & Моцхизуки, А. (2017). Голгијев апарат се самоорганизује у карактеристичан облик путем постмитотске динамике састављања. Зборник радова Националне академије наука, 114(20), 5177-5182.
  7. Ванг, И., & Сееманн, Ј. (2011). Голги биогенесис. Цолд Спринг Харбор перспективе у биологији, 3(10), а005330.