Golgi aparat

Od Golgi aparat spada v celične organele in se uporablja za spreminjanje in razvrščanje beljakovin. Tesno sodeluje z endoplazemskim retikulumom. Sodeluje tudi pri tvorbi izločkov.

Kaj je Golgijev aparat?

Aparat Golgi je pomembna celična organela, v kateri se beljakovine, proizvedene v endoplazmatskem retikulu, spreminjajo in razvrščajo. Prav tako tvori lizosome, ki vsebujejo encime za razgradnjo telesnih lastnih in tujih beljakovin. Lizosomi so membransko zaprti celični organeli, ki s protonskimi črpalkami ustvarjajo nizko vrednost pH znotraj in s tem zakisajo encime.

Golgijev aparat je prisoten v vsaki evkariontski celici in tvori membransko zaprt reakcijski prostor, ki ima pomembno vlogo pri eksocitozi. Odkril ga je italijanski patolog Camillo Golgi leta 1898 med histološkimi preiskavami možganov in ga poimenoval po njem. Znotraj Golgijevega aparata proteini endoplazemskega retikuluma reagirajo, da jih modificirajo z drugimi beljakovinami ali s sladkornimi ostanki (glikozilacija).

Na ta način se beljakovine najprej pripeljejo v svojo premično obliko. Nato jih razvrstimo glede na cilj. Vendar znotraj aparata Golgi ne nastajajo novi proteini, spremenijo se samo obstoječi.

Anatomija in struktura

Za Golgijev aparat so značilne množice ravnih, membransko zaprtih votlin. Te votline imenujemo cisterne. Praviloma vsebuje sveženj tri do osem cistern. Včasih je lahko do 30 cistern. Sklop ima povprečen premer enega mikrometra. Tehnični izraz za sklad je diktiosom.

Število diktiozomov je odvisno od vrste celice. Nekatere celice lahko vsebujejo do nekaj sto dictyosomov. Mikrotubuli zagotavljajo, da je Golgijev aparat v živalskih in človeških celicah večinoma blizu celičnega jedra in centrosomov. V večini rastlinskih celic pa je Golgijev aparat razporejen po celotni citoplazmi celice. Pomembna lastnost Golgijevega aparata je njegova polarizacija. Stran, obrnjena proti endoplazmatskemu retikulu, je konveksna, stran obrnjena stran od njega pa konkavna. Aparat Golgi dobiva iz veziplastičnih veziklov endoplazemskega retikuluma, opremljenih s plaščnim proteinom COP II.

Konveksna stran je znana tudi kot mreža cis Golgi (CGN). Stran, obrnjena stran od ER, se imenuje čez-Golgijeva mreža (TGN). Mreže Golgi predstavljajo več majhnih cistern in veziklov, ki so med seboj povezani. Cisterne med Golgijevimi mrežami so tako imenovane Golgijeve gomile, ki imajo specifično encimsko strukturo.

Proteini potekajo od mreže cis-Golgi do mreže trans-Golgi. Za ta postopek obstajata dva modela in oba bosta verjetno uporabljena.Bodisi se vezikuli premikajo od CGN do TGN, pri čemer se beljakovine zadržijo, ali pa se proteini premikajo od vezikla do mehurčkov v smeri TGN.

Funkcija in naloge

Aparat Golgi ima raznolike in zelo zapletene funkcije. Pojavljajo se tri področja odgovornosti. Tako se sintetizirajo in spreminjajo elementi plazemske membrane. Oblikujejo in skladiščijo sekretne vezikule z oddajniki in hormoni. Končno so lizosomi narejeni za shranjevanje prebavnih encimov.

Na začetku Golgijev aparat večinoma prejema vezikle, ki vsebujejo beljakovine ali polipeptide iz endoplazmatskega retikuluma. Znotraj Golgijevega aparata se ti proteini nadalje spreminjajo, odvisno od predvidene uporabe. Obstaja vez z ostanki sladkorja ali z drugimi beljakovinami. Spremenjene beljakovine se prevažajo v TGN, kjer so razvrščene, pakirane v Golgivesicle, označene s signalnimi snovmi in preko različnih transportnih mehanizmov posredovane do cilja. Večina beljakovin se prevaža iz celice.

Zunaj celice se uporabljajo za spreminjanje zunajcelične matrike. To služi medcelični komunikaciji in stabilnosti tkiva. Poleg tega Golgijev aparat tvori primarne lizosome, ki vsebujejo litske encime. Ti encimi se uporabljajo za raztapljanje celic specifičnih in celično tujih snovi. Encimi razvijejo svojo največjo aktivnost v kislem območju pri pH približno 4,5.

To pH vrednost lahko dosežemo le v reakcijskih prostorih, zaprtih z membrano, s pomočjo protonskih črpalk. Notranjost lizosoma je zaščitena pred kislino s proteoglukani. Poleg tega se litski encimi spreminjajo z manozo-6-fosfati, da jih prepoznajo posebni receptorji na membrani lizosomov.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni

Procesi v Golgijevem aparatu so zelo zapleteni. Motnje v prometnem sistemu lahko privedejo do resnih bolezni, kot sta rak ali diabetes. Natančni mehanizmi še niso znani. Vendar pa se na tej težavi izvajajo intenzivne raziskave. Obstajajo tudi dokazi, da lahko avtoimunske reakcije proti elementom Golgijevega aparata vodijo do bolezni revmatičnega tipa.

Na primer, več kot 75 odstotkov bolnikov s Sjögrenovim sindromom ima protitelo proti proteinu v Golgijevem aparatu. Mnogi bolniki z revmatoidnim artritisom, idiopatsko pljučno fibrozo ali proliferativnim glomerulonefritisom prenašajo tudi protitelesa proti beljakovinam Golgijevega aparata. Ustrezna protitelesa so bila odkrita tudi med preiskavami različnih nalezljivih bolezni in rakavih obolenj. To so dodatne reakcije znotraj teh bolezni, na katere je verjetno, da bodo genetsko vplivali.

Vendar pa na to bolezen lahko pomembno vpliva. Druge študije so med drugim preučile neposreden vpliv klamidije na Golgijev aparat. Klamidija se prenaša spolno in pri ženskah pogosto vodi do neplodnosti. Raziskava je pokazala, da klamidija drobi Golgijev aparat in ga razgradi na majhne mini zložke. Študije so pokazale, da to omogoča, da se klamidija bolje razmnoži in proizvede več nalezljivih delcev.