Ciri-ciri Peralatan Golgi, Fungsi dan Struktur



The Peralatan Golgi, juga dikenali sebagai kompleks Golgi, ia adalah organelle selular membran yang dibentuk oleh satu set vesikel datar yang disusun bersama; Beg ini mempunyai cecair di dalam. Ia didapati dalam pelbagai jenis eukariota, seperti haiwan, tumbuh-tumbuhan dan kulat.

Organelle ini bertanggungjawab untuk pemprosesan, pembungkusan, klasifikasi, pengedaran dan pengubahsuaian protein. Di samping itu, ia juga mempunyai peranan dalam sintesis lipid dan karbohidrat. Sebaliknya, dalam sayur-sayuran di aparat Golgi, sintesis komponen dinding sel berlaku.

Peralatan Golgi ditemui pada tahun 1888, sambil mengkaji sel-sel saraf; penemu, Camillo Golgi, memenangi Hadiah Nobel. Strukturnya dapat dikesan dengan pewarnaan dengan kromat perak.

Pada mulanya kewujudan organ itu diragukan untuk para saintis pada masa itu dan mereka mengaitkan pemerhatian Golgi kepada produk artifak mudah teknik yang digunakan.

Indeks

  • 1 Ciri umum
  • 2 Struktur dan komposisi
    • 2.1 Pengecualian struktur
    • 2.2 Kawasan kompleks Golgi
  • 3 Fungsi
    • 3.1 Glikosilasi protein yang terikat pada membran
    • 3.2 Glikosilasi protein yang terikat pada lisosom
    • 3.3 metabolisme Lipid dan karbohidrat
    • 3.4 Pengeksportan
    • 3.5 model pemerdagangan protein
    • 3.6 Fungsi khas
  • 4 Rujukan

Ciri umum

Peralatan Golgi adalah organelle eukaryotik sifat membran. Ia menyerupai sesetengah karung dalam buasir, walaupun organisasi itu boleh berbeza-beza bergantung kepada jenis sel dan organisma. Ia bertanggungjawab untuk pengubahsuaian protein selepas terjemahan.

Sebagai contoh, beberapa karbohidrat boleh ditambah untuk membentuk glikoprotein. Produk ini dibungkus dan diedarkan ke petak sel yang diperlukan, seperti membran, lisosom atau vakum; ia juga boleh dihantar ke luar sel. Ia juga mengambil bahagian dalam sintesis biomolekul.

The sitoskeleton (khususnya actin) menentukan lokasinya, dan pada umumnya kompleksnya terletak di kawasan sel di dalam sel dekat nukleus dan sentrosom.

Struktur dan komposisi

Kompleks ini dibentuk oleh satu set cakera dalam bentuk cakera, rata dan ditapis, yang dipanggil tangki Golgian, ketebalan berubah-ubah.

Beg-beg ini disusun, dalam kumpulan empat atau enam tangki. Dalam sel mamalia anda boleh menemui antara 40 dan 100 bateri yang disambungkan ke satu sama lain.

Kompleks Golgi menyajikan ciri yang menarik: terdapat polaritas dari segi struktur dan juga fungsi.

Anda boleh membezakan antara muka cis dan muka trans. Yang pertama adalah berkaitan dengan masuknya protein dan dekat dengan retikulum endoplasma. Yang kedua ialah wajah pengeluaran atau rembesan produk; Mereka dibentuk oleh satu atau dua tangki yang mempunyai bentuk tubular.

Bersama struktur ini adalah vesikel yang membentuk sistem pengangkutan. Tumpukan karung disatukan dalam struktur yang mengingatkan bentuk busur atau janji temu.

Dalam mamalia, kompleks Golgi dipecah menjadi beberapa vesikel semasa proses pembahagian sel. Vesicles melepasi sel anak perempuan dan sekali lagi mengambil bentuk tradisional kompleks.

Pengecualian struktur

Organisasi kompleks tidak lazim di semua kumpulan organisma. Dalam sesetengah jenis sel kompleks tidak tersusun sebagai set tangki yang disusun dalam kumpulan; sebaliknya, mereka terletak secara individu. Satu contoh organisasi ini ialah kulat Saccharomyces cerevisiae.

Dalam beberapa organisma uniselular, seperti toxoplasma atau trypanosoma, terdapat hanya satu longgokan membran yang dilaporkan.

Semua pengecualian ini menunjukkan bahawa penyusunan struktur tidak penting untuk memenuhi fungsinya, walaupun kedekatan antara beg membuat proses pengangkutan lebih efisien.

Dengan cara yang sama, beberapa eukaryote asas tidak mempunyai tangki ini; contohnya, kulat. Bukti ini menyokong teori bahawa peranti itu muncul dalam keturunan selepas eukariota pertama.

Kawasan kompleks Golgi

Dari segi fungsi, kompleks Golgi ini dibahagikan kepada petak berikut: rangkaian cis, beg disusun yang dibahagikan di tengah-tengah sub-petak dan trans- dan rangkaian trans.

Molekul-molekul yang akan diubahsuai memasuki kompleks Golgi berikutan susunan yang sama (rangkaian cis, diikuti oleh sub-bahagian yang akhirnya dikumuhkan dalam rangkaian trans).

Kebanyakan tindak balas berlaku di kawasan yang paling aktif: trans dan separuh sub bahagian.

Fungsi

Fungsi utama kompleks Golgi ialah pengubahsuaian selepas translasi protein berkat enzim yang mereka miliki di dalamnya.

Pengubahsuaian ini termasuk proses glycosylation (selain karbohidrat), pemfosforilan (penambahan kumpulan fosfat), sulfation (penambahan kumpulan fosfat) dan proteolysis (degradasi protein).

Di samping itu, kompleks Golgi terlibat dalam sintesis biomolekul tertentu. Setiap fungsinya dijelaskan secara terperinci di bawah:

Glikosilasi protein terikat kepada membran

Pengubahsuaian protein kepada glikoprotein berlaku dalam radas Golgi. PH berasid biasa di dalam organelle adalah penting untuk proses ini berlaku secara normal.

Terdapat pertukaran bahan secara berterusan di antara radas Golgi dengan retikulum endoplasma dan lisosom. Dalam retikulum endoplasma, protein juga menjalani pengubahsuaian; ini termasuk penambahan oligosakarida.

Apabila molekul (N-oligosakarida) ini memasuki kompleks Golgi, mereka menerima satu siri pengubahsuaian tambahan. Sekiranya tujuan molekul tersebut dibawa keluar dari sel atau diterima dalam membran plasma, perubahan khas berlaku..

Pengubahsuaian ini termasuklah langkah-langkah berikut: menghapuskan tiga sisa mannose, penambahan N-acetylglucosamine, mengeluarkan dua mannose dan tambahan fucose, dua tambahan N-acetylglucosamine, galaktosa tiga dan tiga sisa-sisa asid sialik.

Glikosilasi protein terikat kepada lisosom

Sebaliknya, protein yang ditakdirkan untuk lisosom diubah suai dengan cara berikut: tidak ada penghapusan mannosis sebagai langkah awal; Sebaliknya, fosforilasi residu ini berlaku. Langkah ini berlaku di rantau cis kompleks ini.

Seterusnya, kumpulan N-acetylglucosamine dihapuskan meninggalkan mannosis dengan fosfat yang ditambah dalam oligosakarida. Fosfat ini menunjukkan bahawa protein mesti disasarkan khusus kepada lisosom.

Reseptor yang bertanggungjawab untuk mengiktiraf fosfat yang menunjukkan nasib intrasel mereka terletak dalam rangkaian trans.

Metabolisme lipid dan karbohidrat

Dalam Golgi glycolipids sintesis kompleks dan sphingomyelin ia berlaku, menggunakan sebagai molekul ibubapa ceramide (sebelum disintesis dalam retikulum endoplasma). Proses ini bertentangan dengan sisa fosfolipid yang membentuk membran plasma, yang berasal dari gliserol.

Sphingomyelin adalah kelas sphingolipid. Ia adalah komponen yang melimpah dari membran mamalia, terutamanya sel saraf, di mana ia adalah sebahagian daripada sarung myelin.

Selepas sintesis mereka, mereka diangkut ke lokasi akhir mereka: membran plasma. Kepala kutub mereka terletak di luar permukaan selular; unsur-unsur ini mempunyai peranan khusus dalam proses pengiktirafan sel.

Dalam sel tumbuhan, alat Golgi menyumbang kepada sintesis polisakarida yang membentuk dinding sel, khususnya hemiselulosa dan pektin. Dengan cara pengangkutan vesikular, polimer ini dibawa ke luar sel.

Dalam tumbuhan, langkah ini penting dan kira-kira 80% daripada aktiviti retikulum diberikan kepada sintesis polisakarida. Malah, dalam sel tumbuhan beratus-ratus organel ini telah dilaporkan.

Eksport

Biomolekul berbeza - protein, karbohidrat dan lipid - dipindahkan ke destinasi selular mereka oleh kompleks Golgi. Protein mempunyai sejenis "kod" yang bertanggungjawab untuk memaklumkan destinasi yang mana ia dimiliki.

Mereka diangkut dalam vesikel yang meninggalkan rangkaian trans dan bergerak ke petak sel yang ditentukan.

Protein boleh dibawa ke membran dengan laluan konkritutif tertentu. Itulah sebabnya terdapat penggabungan protein dan lipid yang berterusan ke membran plasma. Protein yang destinasi akhirnya adalah kompleks Golgi, dikekalkan oleh ini.

Sebagai tambahan kepada laluan konstitutif, protein lain terikat ke luar sel dan berlaku dengan isyarat dari alam sekitar, yang dipanggil hormon, enzim atau neurotransmiter.

Sebagai contoh, dalam sel pankreas, enzim pencernaan dikemas dalam vesikel yang hanya dirembes apabila makanan dikesan.

Penyelidikan terkini melaporkan kewujudan jalur alternatif untuk protein membran yang tidak melalui radas Golgi. Bagaimanapun, jalan ini memintas "Tidak konvensional" dibincangkan dalam kesusasteraan.

Model pemerdagangan protein

Terdapat lima model untuk menjelaskan penyeludupan protein dalam peranti. Yang pertama melibatkan trafik bahan antara petak yang stabil, masing-masing mempunyai enzim yang diperlukan untuk memenuhi fungsi tertentu. Model kedua melibatkan kematangan tangki secara progresif.

Yang ketiga juga mencadangkan pematangan karung tetapi dengan penggabungan komponen baru: pengangkutan tiub. Menurut model, tiub penting dalam trafik dalam kedua-dua arah.

Model keempat mencadangkan bahawa kompleks berfungsi sebagai satu unit. Model kelima dan terakhir adalah yang paling baru dan berpendapat bahawa kompleks tersebut dibahagikan kepada ruang yang berbeza.

Fungsi khas

Dalam jenis sel tertentu, kompleks Golgi mempunyai fungsi tertentu. Sel-sel pankreas mempunyai struktur khusus untuk rembesan insulin.

Jenis darah yang berbeza pada manusia adalah contoh corak glikosilasi berbeza. Fenomena ini dijelaskan oleh kehadiran alel yang berbeza untuk kod glukotransferase.

Rujukan

  1. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Sel: pendekatan molekul. Sinauer Associates.
  2. Kühnel, W. (2005). Warna atlas sitologi dan histologi. Ed. Panamericana Medical.
  3. Maeda, Y., & Kinoshita, T. (2010). Persekitaran berasid Golgi adalah kritikal untuk glikosilasi dan pengangkutan. Kaedah dalam enzim, 480, 495-510.
  4. Munro, S. (2011). Q & A: Apakah alat Golgi, dan mengapa kita bertanya?. Biologi BMC, 9(1), 63.
  5. Rothman, J. E. (1982). Peralatan Golgi: peranan untuk petak-petak yang berbeza. Kitar Semula Membran, 120.
  6. Tachikawa, M., & Mochizuki, A. (2017). Peralatan Golgi menyusun diri ke dalam bentuk ciri melalui dinamik reinkarnasi postmitotik. Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, 114(20), 5177-5182.
  7. Wang, Y., & Seemann, J. (2011). Golgi biogenesis. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 3(10), a005330.