Golgi Aparatı Özellikleri, İşlevleri ve Yapıları



Golgi cihazı, Golgi kompleksi olarak da bilinir, birlikte istiflenmiş bir dizi vezikül tarafından oluşturulan membranöz bir hücresel organeldir; Bu torbalar içinde sıvı var. Hayvanlar, bitkiler ve mantarlar gibi çok çeşitli ökaryotlarda bulunur.

Bu organel, proteinlerin işlenmesi, paketlenmesi, sınıflandırılması, dağıtılması ve değiştirilmesinden sorumludur. Ek olarak, ayrıca lipidlerin ve karbonhidratların sentezinde bir rolü vardır. Diğer taraftan, Golgi aparatındaki sebzelerde, hücre çeperinin bileşenlerinin sentezi meydana gelir..

Golgi aparatı 1888'de sinir hücrelerini incelerken keşfedildi; keşfi Camillo Golgi, Nobel Ödülü'nü kazandı. Gümüş kromat ile boyanarak yapı tespit edilebilir.

İlk başta organın varlığı zamanın bilim adamları için şüpheliydi ve Golgi'nin gözlemlerini kullanılan tekniklerin basit eserler ürünlerine bağladılar..

indeks

  • 1 Genel özellikler
  • 2 Yapısı ve kompozisyon
    • 2.1 Yapısal istisnalar
    • 2.2 Golgi kompleksinin bölgeleri
  • 3 İşlev
    • 3.1 Membraya bağlı proteinlerin glikosilasyonu
    • 3.2 Lizozomlara bağlı proteinlerin glikosilasyonu
    • 3.3 Lipid ve karbonhidrat metabolizması
    • 3.4 İhracat
    • 3.5 Protein kaçakçılığı modelleri
    • 3.6 Özel fonksiyonlar
  • 4 Kaynakça

Genel özellikler

Golgi aparatı, membranöz yapıya sahip ökaryotik bir organeldir. Organizasyon, hücre tipine ve organizmaya bağlı olarak değişebilmesine rağmen, yığınlardaki bazı çuvalları andırıyor. Çeviri sonrası proteinlerin modifikasyonundan sorumludur..

Örneğin, bir glikoproteini oluşturmak için bir miktar karbonhidrat eklenebilir. Bu ürün, zar, lizozom veya vakuoller gibi gerektiğinde hücre bölmesine paketlenir ve dağıtılır; hücre dışına da gönderilebilir. Ayrıca biyomoleküllerin sentezine katılır.

Hücre iskeleti (özellikle aktin) konumunu belirler ve genellikle kompleks hücre iç kısmının çekirdeğe ve merkeze yakın bir bölgesinde bulunur.

Yapı ve kompozisyon

Kompleks, değişken kalınlıkta, düz ve aşınmış, Golgian sarnıçları adı verilen diskler şeklinde bir disk grubundan oluşur..

Bu torbalar dört veya altı tanktan oluşan gruplar halinde istiflenir. Bir memeli hücresinde, birbirine bağlı 40 ila 100 pil bulabilirsiniz..

Golgi kompleksi ilginç bir özellik sunuyor: yapı ve fonksiyon açısından kutupluluk var.

Cis yüzünü ve trans yüzünü ayırt edebilirsiniz. Birincisi, proteinlerin girişi ile ilgilidir ve endoplazmik retikuluma yakındır. İkincisi çıktı yüzü veya ürün salgısıdır; Boru şeklindeki bir veya iki tanktan oluşurlar.

Bu yapı ile birlikte taşıma sistemini oluşturan veziküllerdir. Çuval yığınları, bir yay veya randevu şeklini hatırlatan bir yapıda birleştirilir..

Memelilerde, Golgi kompleksi, hücre bölünmesi işlemleri sırasında birkaç vezikül halinde parçalanır. Veziküller, kız hücrelere geçer ve yine kompleksin geleneksel şeklini alır..

Yapısal istisnalar

Kompleksin organizasyonu tüm organizma gruplarında yaygın değildir. Bazı hücre tiplerinde kompleks, gruplar halinde istiflenmiş sarnıçlar kümesi olarak yapılandırılmaz; Tersine, ayrı ayrı bulunurlar. Bu örgütün bir örneği mantardır Saccharomyces cerevisiae.

Toksoplazma gibi bazı tek hücreli organizmalarda veya trypanosoma, sadece bir membranöz kazık mevcudiyeti bildirilmiştir.

Bütün bu istisnalar, torbaların arasındaki yakınlık taşıma işlemini çok daha verimli hale getirse de, yapıların istiflenmesinin işlevini yerine getirmek için gerekli olmadığını göstermektedir..

Aynı şekilde, bazı bazal ökaryotlar bu sarnıçlardan yoksundur; örneğin, mantarlar. Bu kanıt, ilk ökaryotlardan sonra cihazın soyda göründüğü teorisini desteklemektedir..

Golgi karmaşık bölgeleri

İşlevsel olarak, Golgi kompleksi aşağıdaki bölmelere ayrılmıştır: cis ağı, istiflenmiş çuvallar - sırayla orta ve trans alt bölmeye ayrılmıştır - ve trans ağı.

Değiştirilecek olan moleküller aynı sıranın ardından Golgi kompleksine girerler (cis ağı, ardından trans ağda salınacak alt bölümler).

Reaksiyonların çoğu en aktif bölgelerde meydana gelir: trans ve yarı alt bölümler.

fonksiyonlar

Golgi kompleksinin temel işlevi, içerdikleri enzimler sayesinde proteinlerin translasyon sonrası modifikasyonudur..

Bu modifikasyonlar glikosilasyon işlemlerini (karbonhidratların eklenmesi), fosforilasyonu (bir fosfat grubunun eklenmesi), sülfatlamayı (bir fosfat grubunun eklenmesi) ve proteolizi (proteinlerin parçalanması) içerir..

Ek olarak, Golgi kompleksi spesifik biyomoleküllerin sentezinde rol oynar. İşlevlerinin her biri aşağıda ayrıntılı olarak açıklanmaktadır:

Membran bağlı proteinlerin glikosilasyonu

Bir proteinin bir glikoproteine ​​değişmesi Golgi cihazında gerçekleşir. Organel içindeki tipik asidik pH, bu işlemin normal şekilde gerçekleşmesi için kritiktir..

Endoplazmik retikulum ile Golgi cihazı ile lizozom arasında sürekli bir malzeme değişimi vardır. Endoplazmik retikulumda proteinler de modifikasyonlara uğrar; bunlar bir oligosakarit eklenmesini içerir.

Bu moleküller (N-oligosakaritler) Golgi kompleksine girdiklerinde, bir dizi ilave modifikasyon alırlar. Bahsedilen molekülün hedefi hücreden gerçekleştirilecekse veya plazma membranında alınacaksa, özel değişiklikler meydana gelir..

Bu modifikasyonlar, aşağıdaki aşamaları içerir: üç mannoz tortusunun ayrılması, N-asetilglukosaminin eklenmesi, iki mannozun ayrılması ve fukoz eklenmesi, iki ilave N-asetilglukozamin, üç galaktoz ve üç sialik asit tortusu.

Lizozomlara bağlı proteinlerin glikosilasyonu

Buna karşılık, lizozomlar için hedeflenen proteinler aşağıdaki şekilde değiştirilir: ilk aşamada mannozların çıkarılması yoktur; bunun yerine, bu kalıntıların fosforilasyonu meydana gelir. Bu adım kompleksin cis bölgesinde gerçekleşir..

Daha sonra, N-asetilglukosamin grupları, oligosakaritte eklenen fosfat ile mannozları bırakarak elimine edilir. Bu fosfatlar, proteinin özellikle lizozomları hedef alması gerektiğini belirtir.

Hücre içi kaderlerini belirten fosfatların tanınmasından sorumlu alıcılar trans ağında bulunur.

Lipidlerin ve karbonhidratların metabolizması

Glikolipidlerin ve sfingomyelinin sentezi Golgi kompleksinde, başlangıç ​​molekülü olarak seramid kullanılarak (daha önce endoplazmik retikulumda sentezlenen) gerçekleşir. Bu işlem, gliserolden türetilen plazma membranını oluşturan fosfolipidlerin geri kalanına aykırıdır.

Sfingomyelin bir sfingolipid sınıfıdır. Memelilerin zarlarının, özellikle sinir hücrelerinin, miyelin kılıfının bir parçası oldukları, bol miktarda bir bileşenidir..

Sentezlendikten sonra, son konumlarına taşınırlar: plazma zarı. Kutup başları hücresel yüzeyin dışına doğru yerleştirilmiştir; bu elementlerin hücresel tanıma işlemlerinde özel bir rolü vardır..

Bitki hücrelerinde Golgi aygıtı, hücre duvarını oluşturan polisakaritlerin, özellikle hemiselüloz ve pektinlerin sentezine katkıda bulunur. Veziküler taşınma yoluyla, bu polimerler hücrenin dışına çıkarılır.

Bitkilerde, bu adım çok önemlidir ve retikulumun aktivitesinin yaklaşık% 80'i polisakkaritlerin sentezine atanır. Aslında, bitki hücrelerinde, bu organellerden yüzlerce rapor edilmiştir..

ihracat

Farklı biyomoleküller - proteinler, karbonhidratlar ve lipitler - Golgi kompleksi tarafından hücresel hedeflerine transfer edilir. Proteinler, ait oldukları varış yerini bilgilendirmekten sorumlu bir tür "kod" a sahiptir..

Trans ağından çıkan ve belirlenen hücre bölmesine hareket eden veziküllerde taşınırlar.

Proteinler membrana belirli bir kurucu yolla taşınabilir. Bu nedenle plazma membranına sürekli protein ve lipid katılımı vardır. Nihai hedefi Golgi kompleksi olan proteinler bu şekilde korunur.

Kurucu yolağa ek olarak, diğer proteinler hücre dışına bağlanır ve hormonlar, enzimler veya nörotransmitterler olarak adlandırılan ortamdan gelen sinyallerle oluşur..

Örneğin, pankreas hücrelerinde, sindirim enzimleri, yalnızca yiyecek algılandığında salgılanan veziküllerde paketlenir.

Son araştırmalar Golgi cihazından geçmeyen membran proteinleri için alternatif yolların varlığını bildirmektedir. Ancak, bu caddeleri baypas "Sıradışı" literatürde tartışılmaktadır.

Protein ticareti modelleri

Cihazdaki protein kaçakçılığını açıklamak için beş model var. Birincisi, dengeli bölmeler arasındaki malzemenin trafiğini içerir, her biri belirli işlevleri yerine getirmek için gerekli enzimlere sahiptir. İkinci model, tankların kademeli olarak olgunlaşmasını içerir..

Üçüncüsü ayrıca çuvalların olgunlaşmasını, ancak yeni bir bileşenin dahil edilmesini önermektedir: boru şeklindeki taşıma. Modele göre, borular her iki yönde de trafikte önemlidir.

Dördüncü model, kompleksin bir birim olarak çalışmasını önermektedir. Beşinci ve son model en yeni ve kompleksin farklı bölümlere ayrıldığını savunuyor..

Özel fonksiyonlar

Bazı hücre tiplerinde Golgi kompleksinin kendine özgü işlevleri vardır. Pankreasın hücreleri, insülin sekresyonu için özel yapılara sahiptir..

İnsanlardaki farklı kan tipleri, farklı glikozilasyon örneklerine bir örnektir. Bu fenomen, glikotransferazı kodlayan farklı alellerin varlığı ile açıklanmaktadır..

referanslar

  1. Cooper, G.M., ve Hausman, R.E. (2000). Hücre: Moleküler yaklaşım. Sinauer Associates.
  2. Kühnel, W. (2005). Sitolojinin ve histolojinin Atlas rengi. Ed. Panamericana Medical.
  3. Maeda, Y. ve Kinoshita, T. (2010). Golgi'nin asidik ortamı glikosilasyon ve taşıma için çok önemlidir. Enzimolojide yöntemler, 480, 495-510.
  4. Munro, S. (2011). Soru ve Cevap: Golgi cihazı nedir ve neden soruyoruz?. BMC biyolojisi, 9(1), 63.
  5. Rothman, J. E. (1982). Golgi aygıtı: farklı 'cec' ve 'trans' bölümlerinin rolleri. Membran Geri Dönüşümü, 120.
  6. Tachikawa, M., & Mochizuki, A. (2017). Golgi aparatı, postmitotik yeniden birleştirme dinamikleri ile karakteristik bir şekilde kendini düzenler. Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri, 114(20), 5177-5182.
  7. Wang, Y. ve Seemann, J. (2011). Golgi biyojenezi. Cold Spring Harbor biyolojide perspektifler, 3(10), a005330.