Функции и функции на апаратурата на Голджи



на Апарат на Голджи, известен също като комплекс на Голджи, той е мембранна клетъчна органела, образувана от набор от плоски везикули, наредени заедно; Тези торбички имат течност вътре. Той се намира в голямо разнообразие от еукариоти, като животни, растения и гъби.

Тази органела отговаря за обработката, опаковането, класифицирането, разпространението и модифицирането на протеини. Освен това, той играе роля и в синтеза на липиди и въглехидрати. От друга страна, в зеленчуците в апарата на Голджи се получава синтез на компонентите на клетъчната стена.

Апаратът на Голджи е открит през 1888 г., докато изследва нервните клетки; неговият откривател, Камило Голджи, печели Нобелова награда. Структурата се открива чрез оцветяване със сребърен хромат.

Първоначално съществуването на органа е било съмнително за учените от онова време и те приписват наблюденията на Голджи на прости артефакти, продукти на използваните техники..

индекс

  • 1 Общи характеристики
  • 2 Структура и състав
    • 2.1 Структурни изключения
    • 2.2 Региони на комплекса Голджи
  • 3 Функции
    • 3.1 Гликозилиране на протеини, свързани с мембраната
    • 3.2. Гликозилиране на протеини, свързани с лизозоми
    • 3.3 Метаболизъм на липидите и въглехидратите
    • 3.4 Износ
    • 3.5 Модели на трафик на белтъчини
    • 3.6 Специални функции
  • 4 Препратки

Общи характеристики

Апаратът на Голджи е еукариотна органела с мембранно естество. Прилича на някои чували в купчини, въпреки че организацията може да варира в зависимост от типа на клетката и организма. Той е отговорен за модифицирането на протеините след транслацията.

Например, може да се добави въглехидрат, за да се образува гликопротеин. Този продукт е опакован и разпределен в клетъчното отделение, където е необходимо, като мембрана, лизозоми или вакуоли; тя може да бъде изпратена и извън клетката. Той също така участва в синтеза на биомолекули.

Цитоскелетът (по-специално актин) определя неговото местоположение и като цяло комплексът се намира в област от вътрешността на клетката в близост до ядрото и центрозома.

Структура и състав

Комплексът се състои от набор от дискове под формата на дискове, плоски и фенестрирани, наречени цистерни на Голгия, с променлива дебелина..

Тези торбички са подредени в групи от по четири или шест резервоара. В клетка от бозайник можете да намерите между 40 и 100 батерии, свързани помежду си.

Комплекс Голджи представлява интересна характеристика: има полярност по отношение на структурата и на функцията.

Можете да различите цис лицето и транс-лицето. Първият е свързан с навлизането на протеини и е близо до ендоплазмения ретикулум. Втората е секрецията на лицето на продукта или продукта; Те са оформени от един или два резервоара, които имат тръбна форма.

Наред с тази структура са везикули, които съставляват транспортната система. Купчините торбички са свързани в структура, която припомня формата на лък или среща.

При бозайниците комплексът Голджи е фрагментиран на няколко везикули по време на процесите на клетъчно делене. Везикулите преминават към дъщерните клетки и отново приемат традиционната форма на комплекса.

Структурни изключения

Организацията на комплекса не е често срещана във всички групи организми. В някои видове клетки комплексът не е структуриран като групи цистерни, групирани в групи; обратно, те се намират индивидуално. Пример за тази организация е гъбичката Saccharomyces cerevisiae.

В някои едноклетъчни организми, като токсоплазма или трипанозома, Съобщава се за наличието само на един мембранен куп.

Всички тези изключения показват, че подреждането на конструкциите не е от съществено значение за изпълнението на неговата функция, въпреки че близостта между торбите прави транспортния процес много по-ефективен.

По същия начин някои базални еукариоти нямат тези цистерни; например гъби. Това доказателство подкрепя теорията, че устройството се появява в родословие след първите еукариоти.

Комплекси Голджи

Функционално комплексът Голджи е разделен на следните отделения: cis мрежа, подредени чували - които от своя страна са разделени на среден и транс-отделен - и транс-мрежата.

Молекулите, които ще бъдат модифицирани, влизат в комплекса на Голджи, следвайки същия ред (cis мрежа, последвана от подразделения, които най-накрая се екскретират в транс-мрежата)..

Повечето от реакциите се проявяват в най-активните области: транс и половин подразделения.

функции

Основната функция на комплекса Голджи е посттранслационната модификация на протеините благодарение на ензимите, които те притежават вътре.

Тези модификации включват процеси на гликозилиране (добавяне на въглехидрати), фосфорилиране (добавяне на фосфатна група), сулфатиране (добавяне на фосфатна група) и протеолиза (разграждане на протеини)..

В допълнение, комплексът Голджи участва в синтеза на специфични биомолекули. Всяка от нейните функции е описана подробно по-долу:

Гликозилиране на протеини, свързани с мембраната

Модификацията на протеин към гликопротеин се осъществява в апарата на Голджи. Типичното киселинно рН във вътрешността на органелите е критично за нормалното протичане на този процес.

Налице е постоянен обмен на материали между апарата на Голджи с ендоплазмения ретикулум и лизозомите. В ендоплазмения ретикулум протеините също претърпяват модификации; те включват добавянето на олигозахарид.

Когато тези молекули (N-олигозахариди) влязат в комплекса Голджи, те получават серия от допълнителни модификации. Ако местоназначението на споменатата молекула трябва да бъде извършено от клетката или получено в плазмената мембрана, настъпват специални модификации..

Тези модификации включват следните етапи: елиминиране на три манозни остатъка, добавяне на N-ацетилглюкозамин, елиминиране на два маноза и добавяне на фукоза, два допълнителни N-ацетилглюкозамин, три галактози и три остатъци на сиалова киселина..

Гликозилиране на протеини, свързани с лизозоми

Обратно, протеините, които са предназначени за лизозоми, са модифицирани по следния начин: няма премахване на манозите като начален етап; вместо това се получава фосфорилирането на тези остатъци. Тази стъпка се осъществява в цис региона на комплекса.

След това, N-ацетилглюкозаминовите групи се елиминират, оставяйки манозите с фосфата, добавен в олигозахарида. Тези фосфати показват, че протеинът трябва да бъде насочен специално към лизозомите.

Рецепторите, които са отговорни за разпознаването на фосфатите, които показват тяхната вътреклетъчна съдба, са разположени в транс-мрежата.

Метаболизъм на липиди и въглехидрати

Синтезът на гликолипиди и сфингомиелин се наблюдава в комплекса Голджи, като се използва церамид като изходна молекула (предварително синтезирана в ендоплазмения ретикулум). Този процес противоречи на останалите фосфолипиди, които образуват плазмената мембрана, които са получени от глицерол.

Сфингомиелин е клас сфинголипид. Той е богат компонент на мембраните на бозайници, особено нервните клетки, където те са част от миелиновата обвивка.

След техния синтез те се транспортират до крайното им място: плазмената мембрана. Полярните им глави са разположени към външната страна на клетъчната повърхност; тези елементи имат специфична роля в процесите на клетъчно разпознаване.

В растителните клетки апаратът на Голджи допринася за синтеза на полизахаридите, които образуват клетъчната стена, по-специално хемицелулоза и пектини. Чрез везикуларен транспорт тези полимери се вземат отвън на клетката.

В растенията този етап е от решаващо значение и приблизително 80% от активността на ретикулума се определя за синтеза на полизахариди. Всъщност в растителните клетки са докладвани стотици от тези органели.

износ

Различните биомолекули - протеини, въглехидрати и липиди - се прехвърлят в клетъчните си дестинации от комплекса Голджи. Протеините имат един вид "код", който е отговорен за информирането на дестинацията, към която принадлежи.

Те се транспортират в мехурчета, които напускат транс-мрежата и се преместват в определеното клетъчно отделение.

Протеините могат да бъдат пренесени до мембраната чрез специфичен конститутивен път. Ето защо има непрекъснато включване на протеини и липиди в плазмената мембрана. Протеините, чиято крайна цел е комплексът на Голджи, се запазват от това.

В допълнение към конститутивния път, други протеини са свързани с външността на клетката и се появяват чрез сигнали от околната среда, наречени хормони, ензими или невротрансмитери..

Например, в панкреасни клетки, храносмилателните ензими се пакетират в мехурчета, които се секретират само когато се открие храна.

Последните изследвания показват съществуването на алтернативни пътища за мембранните протеини, които не преминават през апарата на Голджи. Въпреки това, тези пътища на байпас "Неконвенционални" са разгледани в литературата.

Модели на трафик на белтъчини

Има пет модела за обяснение на трафика на белтъци в устройството. Първият включва трафика на материали между стабилни отделения, като всеки от тях притежава необходимите ензими, за да изпълнява специфични функции. Вторият модел включва постепенно съзряване на резервоарите.

Третият също предлага съзряването на чувалите, но с включването на нов компонент - тръбен транспорт. Според модела, тубулите са важни за движението в двете посоки.

Четвъртият модел предлага комплексът да функционира като единица. Петият и последният модел е най-новият и твърди, че комплексът е разделен на различни отделения.

Специални функции

В някои видове клетки комплексът Голджи има специфични функции. Клетките на панкреаса имат специализирани структури за секреция на инсулин.

Различните типове кръв у хората са пример за диференцирани модели на гликозилиране. Това явление се обяснява с наличието на различни алели, които кодират глюкотрансферазата.

препратки

  1. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Клетката: Молекулен подход. Sinauer Associates.
  2. Kühnel, W. (2005). Атласов цвят на цитологията и хистологията. Ed. Panamericana Medical.
  3. Maeda, Y., & Kinoshita, T. (2010). Киселинната среда на Golgi е критична за гликозилирането и транспорта. Методи в ензимологията, 480, 495-510.
  4. Munro, S. (2011). Q & A: Какво представлява апаратът на Голджи и защо питаме?. Биология на ВМС, 9(1), 63.
  5. Rothman, J.E. (1982). Апаратът на Голджи: роли за отделни 'cis' и 'trans' отделения. Рециклиране на мембрани, 120.
  6. Tachikawa, M., & Mochizuki, A. (2017). Апаратът на Голджи се самоорганизира в характерна форма чрез динамика на постмитотичното сглобяване. Известия на Националната академия на науките, 114(20), 5177-5182.
  7. Wang, Y., & Seemann, J. (2011). Биогенеза на Голджи. Перспективите на Cold Spring Harbor в биологията, 3(10), a005330.