GOLGI APPARATUS: MGA KATANGIAN, PAG-ANDAR AT ISTRUKTURA - ANATOMY AT PHYSIOLOGY - 2025

Ang Golgi apparatus , na kilala rin bilang Golgi complex, ay isang lamad na cellular organelle na nabuo ng isang hanay ng mga flat vesicle na nakasalansan; ang mga sako na ito ay may likido sa loob. Ito ay matatagpuan sa isang malawak na iba't ibang mga eukaryotes, kabilang ang mga hayop, halaman, at fungi.

Ang organelle na ito ay responsable para sa pagproseso, packaging, pag-uuri, pamamahagi at pagbabago ng mga protina. Bilang karagdagan, mayroon din itong papel sa synthesis ng lipids at carbohydrates. Sa kabilang banda, sa mga halaman sa Golgi apparatus ang synthesis ng mga bahagi ng cell wall ay nangyayari.

Ang Golgi apparatus ay natuklasan noong 1888, habang pinag-aralan ang mga selula ng nerbiyos; ang natuklasan nito, si Camillo Golgi, ang nanalo ng Nobel Prize. Ang istraktura ay nakikita sa pamamagitan ng paglamlam ng pilak chromate.

Sa una ang pagkakaroon ng organ ay nagdududa para sa mga siyentipiko ng oras at ipinagkilala nila ang mga obserbasyon sa Golgi sa mga simpleng artifact na produkto ng mga pamamaraan na ginamit.

Pangkalahatang katangian

Ang Golgi apparatus ay isang eukaryotic organelle ng isang may lamad na kalikasan. Ito ay kahawig ng mga bag sa mga stack, kahit na ang samahan ay maaaring mag-iba depende sa uri ng cell at ang organismo. Ito ay responsable para sa pagbabago ng mga protina pagkatapos ng pagsasalin.

Halimbawa, ang ilang karbohidrat ay maaaring maidagdag upang makabuo ng isang glycoprotein. Ang produktong ito ay nakabalot at ipinamamahagi sa cell kompartimento kung saan kinakailangan, tulad ng lamad, lysosome o vacuoles; maaari rin itong ipadala sa labas ng cell. Gayundin, nakikilahok ito sa synthesis ng biomolecules.

Ang cytoskeleton (partikular na actin) ay tumutukoy sa lokasyon nito, at ang kumplikado sa pangkalahatan ay matatagpuan sa isang lugar ng interior ng cell na malapit sa nucleus at sa centrosome.

Istraktura at komposisyon

Representasyon ng Golgi apparatus

Ang Golgi complex ay binubuo ng isang hanay ng mga flat, fenestrated, disc-shaped sacs, na tinatawag na Golgian cisterns, ng variable na kapal.

Ang mga sako na ito ay nakasalansan, sa mga pangkat ng apat o anim na mga balon. Sa isang mamalia cell maaari kang makahanap sa pagitan ng 40 at 100 na mga cell na konektado sa bawat isa.

Ang Golgi complex ay nagtatanghal ng isang kagiliw-giliw na tampok: mayroong polarity sa mga tuntunin ng istraktura at din ng pag-andar.

Maaari mong makilala sa pagitan ng cis face at trans face. Ang una ay nauugnay sa pagpasok ng mga protina at matatagpuan malapit sa endoplasmic reticulum. Ang pangalawa ay ang exit face o pagtatago ng produkto; Ang mga ito ay binubuo ng isa o dalawang tangke na hugis-tubular sa hugis.

Kasama sa istraktura na ito ay mga vesicle na bumubuo sa sistema ng transportasyon. Ang mga stack ng mga sako ay pinagsama sa isang istraktura na nakapagpapaalaala sa hugis ng isang bow o isang petsa.

Sa mga mammal, ang Golgi complex ay nahati sa maraming mga vesicle sa panahon ng mga proseso ng cell division. Ang mga vesicle ay ipinapasa sa mga cell ng anak na babae at muling kumuha ng tradisyonal na anyo ng kumplikado.

Ang mga pagbubukod sa istruktura

Ang organisasyon ng kumplikado ay hindi pangkaraniwan sa lahat ng mga pangkat ng mga organismo. Sa ilang mga uri ng cell ang kumplikado ay hindi nakabalangkas bilang mga hanay ng mga balon na nakasalansan sa mga pangkat; sa kabaligtaran, sila ay matatagpuan nang paisa-isa. Ang isang halimbawa ng samahang ito ay ang fungus ng Saccharomyces cerevisiae.

Sa ilang mga unicellular organismo, tulad ng toxoplasma o trypanosoma, ang pagkakaroon ng isang lamad na pile ay naiulat.

Ang lahat ng mga pagbubukod na ito ay nagpapahiwatig na ang pag-stack ng mga istraktura ay hindi kinakailangan upang matupad ang kanilang pag-andar, bagaman ang kalapitan sa pagitan ng mga bag ay ginagawang mas mahusay ang proseso ng transportasyon.

Katulad nito, ang ilang mga basal eukaryotes ay kulang sa mga cisternae; halimbawa, kabute. Sinusuportahan ng katibayan na ito ang teorya na ang apparatus ay lumitaw sa isang susunod na salin kaysa sa mga unang eukaryotes.

Golgi kumplikadong mga rehiyon

Pag-andar, ang Golgi complex ay nahahati sa mga sumusunod na compartment: ang cis network, ang nakasalansan na mga sako -kasing hatiin sa gitna at trans subcompartment- at ang trans network.

Ang mga molekula na mababago ay pumasok sa Golgi complex kasunod ng parehong pagkakasunud-sunod (cis network, na sinusundan ng mga subcompartment na sa wakas ay mai-excreted sa trans network).

Karamihan sa mga reaksyon ay nangyayari sa mga pinaka-aktibong zone: ang trans at gitnang subcompartment.

Mga Tampok

Ang Golgi complex ay may pangunahing pag-andar nito ang pagbabago ng post-translational na mga protina salamat sa mga enzim na mayroon sila sa loob.

Ang mga pagbabagong ito ay kinabibilangan ng mga proseso ng glycosylation (pagdaragdag ng mga karbohidrat), posporusasyon (pagdaragdag ng isang pangkat na pospeyt), sulfation (karagdagan ng isang pangkat na pospeyt), at proteolysis (pagkabulok ng mga protina).

Bukod dito, ang Golgi complex ay kasangkot sa synthesis ng mga tiyak na biomolecules. Ang bawat isa sa mga pag-andar nito ay inilarawan nang detalyado sa ibaba:

Ang glycosylation na protina na nakagapos ng lamad

Sa Golgi apparatus, ang pagbabago ng isang protina sa isang glycoprotein ay nangyayari. Ang tipikal na acidic pH ng interior ng organelle ay kritikal para sa prosesong ito nang maganap nang normal.

Mayroong palaging palitan ng mga materyales sa pagitan ng Golgi apparatus na may endoplasmic reticulum at ang lysosome. Sa endoplasmic reticulum, ang mga protina ay sumasailalim din ng mga pagbabago; kabilang dito ang pagdaragdag ng isang oligosaccharide.

Kapag ang mga molekulang ito (N-oligosaccharides) ay pumapasok sa Golgi complex, nakakatanggap sila ng isang serye ng mga karagdagang pagbabago. Kung ang kapalaran ng molekula na ito ay dadalhin sa labas ng cell o matatanggap sa lamad ng plasma, nagaganap ang mga espesyal na pagbabago.

Kasama sa mga pagbabagong ito ang mga sumusunod na hakbang: ang pag-alis ng tatlong nalalabi na mannose, ang pagdaragdag ng N-acetylglucosamine, ang pag-alis ng dalawang mannoses, at pagdaragdag ng fucose, dalawang karagdagang N-acetylglucosamine, tatlong galactose, at tatlong mga residual ng sialic acid.

Glycosylation ng mga protina na nakatali para sa lysosome

Sa kaibahan, ang mga protina na nakalaan para sa mga lysosome ay binago sa mga sumusunod na paraan: walang pag-aalis ng mga mannoses bilang isang paunang hakbang; sa halip, nangyayari ang phosphorylation ng mga residue na ito. Ang hakbang na ito ay nangyayari sa rehiyon ng cis ng complex.

Susunod, ang mga pangkat na N-acetylglucosamine ay tinanggal na umalis sa mga mannoses na may pospeyt na idinagdag sa oligosaccharide. Ang mga pospeyt na ito ay nagpapahiwatig na ang protina ay dapat na partikular na naka-target sa mga lysosome.

Ang mga receptor na responsable para sa pagkilala sa mga phosphate na nagpapahiwatig ng kanilang intracellular kapalaran ay matatagpuan sa trans network.

Lipid at karbohidrat na metabolismo

Sa Golgi complex, ang synthesis ng glycolipids at sphingomyelin ay nangyayari, gamit ang ceramide (dati synthesized sa endoplasmic reticulum) bilang molekula ng pinagmulan. Ang prosesong ito ay taliwas sa natitirang bahagi ng mga phospholipid na bumubuo sa lamad ng plasma, na nagmula sa gliserol.

Ang Sphingomyelin ay isang klase ng sphingolipid. Ito ay isang masaganang sangkap ng mammalian lamad, lalo na mga selula ng nerbiyos, kung saan sila ay bahagi ng myelin sheath.

Matapos ang kanilang synthesis, dinala sila sa kanilang huling lokasyon: ang lamad ng plasma. Ang kanilang mga polar head ay matatagpuan patungo sa labas ng cell ibabaw; Ang mga elementong ito ay may isang tiyak na papel sa mga proseso ng pagkilala sa cell.

Sa mga cell cells, ang Golgi apparatus ay nag-aambag sa synthesis ng polysaccharides na bumubuo sa cell wall, partikular na hemicellulose at pectins. Sa pamamagitan ng vesicular transport, ang mga polimer na ito ay dinadala sa labas ng cell.

Sa mga gulay, ang hakbang na ito ay mahalaga at humigit-kumulang na 80% ng aktibidad ng reticulum ay itinalaga sa synthesis ng polysaccharides. Sa katunayan, daan-daang mga organelles na iniulat sa mga cell cells.

I-export

Ang iba't ibang mga biomolecules -proteins, karbohidrat at lipids- ay inilipat sa kanilang mga cellular destinasyon ng Golgi complex. Ang mga protina ay may isang uri ng "code" na responsable para sa pag-alam sa patutunguhan na kinabibilangan nito.

Dinadala sila sa mga vesicle na umaalis sa trans network at naglalakbay sa tukoy na kompartimento ng cell.

Ang mga protina ay maaaring dalhin sa lamad sa pamamagitan ng isang tiyak na konstitusyon ng konstitusyon. Iyon ang dahilan kung bakit mayroong isang patuloy na pagsasama ng mga protina at lipid sa lamad ng plasma. Ang mga protina na ang pangwakas na patutunguhan ay ang Golgi complex ay mananatili sa pamamagitan nito.

Bilang karagdagan sa konstitusyonal na landas, ang iba pang mga protina ay nakalaan para sa panlabas na cell at nagaganap sa pamamagitan ng mga senyas mula sa kapaligiran, maging ito ay mga hormone, enzymes o neurotransmitters.

Halimbawa, sa mga cell ng pancreatic, ang mga digestive enzymes ay nakabalot sa mga vesicle na lihim lamang kapag ang pagkakaroon ng pagkain ay napansin.

Iniulat ng kamakailang pananaliksik ang pagkakaroon ng mga alternatibong landas para sa mga protina ng lamad na hindi dumadaan sa Golgi apparatus. Gayunpaman, ang mga "hindi kinaugalian" na mga ruta ng bypass ay pinagtatalunan sa panitikan.

Mga modelo ng proteksyon sa protina

Mayroong limang mga modelo upang ipaliwanag ang proteksyon sa protina sa patakaran ng pamahalaan. Ang una ay nagsasangkot sa trapiko ng materyal sa pagitan ng matatag na mga compartment, ang bawat isa ay may kinakailangang mga enzyme upang matupad ang mga tiyak na pag-andar. Ang pangalawang modelo ay nagsasangkot ng pagkahinog ng mga balon nang tuluy-tuloy.

Ang pangatlo ay nagmumungkahi din ng pagkahinog ng mga bag ngunit sa pagsasama ng isang bagong sangkap: ang tubular transport. Ayon sa modelo, ang mga tubule ay mahalaga sa trapiko sa parehong direksyon.

Ang ika-apat na modelo ay nagmumungkahi na ang kumplikado ay gumagana bilang isang yunit. Ang ikalima at huling modelo ay ang pinakabagong at pinapanatili na ang kumplikado ay nahahati sa iba't ibang mga compartment.

Mga espesyal na pag-andar

Sa ilang mga uri ng cell ang komplikadong Golgi ay may mga tiyak na pag-andar. Ang mga cell ng pancreas ay may dalubhasang mga istraktura para sa pagtatago ng insulin.

Ang iba't ibang mga uri ng dugo sa mga tao ay isang halimbawa ng mga pattern ng glycosylation ng kaugalian. Ang kababalaghan na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng iba't ibang mga alleles na code para sa glucotransferase.

Mga Sanggunian

1. Cooper, GM, & Hausman, RE (2000). Ang cell: Molekular na diskarte. Mga Associate ng Sinauer.
2. Kühnel, W. (2005). Kulay Atlas ng Cytology at Histology. Panamerican Medical Ed.
3. Maeda, Y., & Kinoshita, T. (2010). Ang acidic na kapaligiran ng Golgi ay kritikal para sa glycosylation at transportasyon. Mga pamamaraan sa enzymology, 480, 495-510.
4. Munro, S. (2011). Q&A: Ano ang aparatong Golgi, at bakit tayo nagtatanong ?. Biology ng BMC, 9 (1), 63.
5. Rothman, JE (1982). Ang Golgi apparatus: mga tungkulin para sa mga natatanging mga compartment ng 'at'trans'. Pag-recycle ng lamad, 120.
6. Tachikawa, M., & Mochizuki, A. (2017). Ang Golgi apparatus self-ayos sa katangian na hugis sa pamamagitan ng postmitotic reassembly dinamics. Mga pamamaraan ng National Academy of Sciences, 114 (20), 5177-5182.
7. Wang, Y., & Seemann, J. (2011). Golgi biogenesis. Ang pananaw ng Cold Spring Harbour sa biology, 3 (10), a005330.