El Golgi aparāts Tā ir viena no svarīgākajām eikariotu šūnu organellām. Tā ir būtiska endomembrānas sistēmas sastāvdaļa, un tai ir būtiska loma dažādu molekulu klasifikācijā, modifikācijā un izplatīšanā šūnā. Neskatoties uz tā nozīmīgumu, daudzi cilvēki nezina, kā šī organelle darbojas, tās īpašības un kāda ir tās disfunkcijas ietekme uz ķermeni.
Šajā rakstā mēs detalizēti aprakstīsim visu, kas jums jāzina par Golgi aparāta funkcija, tā struktūra, nozīme šūnām un nozīme dažādu slimību ārstēšanā.
Kas ir Golgi aparāts?
El Golgi aparāts Tā ir organelle, kas atrodas visās eikariotu šūnās. Galvenokārt tas ir atbildīgs par olbaltumvielu un lipīdu apstrādi un transportēšanu šūnā. Tas ir arī pazīstams kā Golgi komplekss o dikti augos, lai gan visi termini attiecas uz vienu un to pašu struktūru.
Golgi aparāts, kas atrodas netālu no šūnas kodola un endoplazmatiskā tīkla, darbojas kā sava veida "iepakošanas iekārta" šūnā. Tas saņem pūslīšus, kas piepildīti ar proteīniem un lipīdiem, kas sintezēti endoplazmatiskajā retikulumā, vajadzības gadījumā tos modificē un pēc tam izplata uz galamērķiem citoplazmā vai ārpus šūnas.
Atkarībā no šūnas veida šī organelle var sastāvēt no mainīga skaita maisiņu vai tvertnes, kas ir sakrautas diskveida membrānas struktūras, kas satur dažādus proteīnus vai lipīdus. Augu šūnās visā citoplazmā var būt simtiem Golgi aparātu, savukārt dzīvnieku šūnās parasti ir no 10 līdz 20 vienā šūnā.
Ierīce pirmo reizi tika aprakstīta 19. gadsimta beigās un nosaukta itāļu zinātnieka vārdā Kamillo Golgi, kurš detalizēti dokumentēja tā struktūru. Izmantojot elektronu mikroskopiju 20. gadsimta otrajā pusē, viņa novērojumu precizitāte tika apstiprināta.
Golgi aparāta uzbūve
Golgi aparātu var iedalīt trīs atšķirīgos funkcionālajos reģionos:
- Cis-Golgi reģions: Vistuvāk endoplazmatiskajam tīklam. Šis reģions saņem vezikulas, kas satur olbaltumvielas un lipīdus, kas tikko sintezēti tīklā.
- Mediālais reģions: Šeit notiek lielākā daļa transportēto molekulu modifikāciju, piemēram, ogļhidrātu vai fosfātu pievienošana olbaltumvielām.
- Trans-Golgi reģions: šī sadaļa atrodas vistuvāk plazmas membrānai un sagatavo pūslīšus nosūtīšanai uz to konkrētajiem galamērķiem šūnā vai ārpus tās.
Cisternas, kas veido Golgi aparātu, ir savienotas ar caurulēm un pūslīšiem, kas transportē olbaltumvielas un lipīdus caur dažādām organellu zonām. Šie savienojumi ļauj sakārtotu molekulu segregāciju un modifikāciju dažādos līmeņos.
Cisternu skaits katrā Golgi aparātā ir mainīgs un vairumā gadījumu var būt no 4 līdz 8, lai gan dažās šūnās ir līdz pat 60 sakrautām cisternām. Katrai no tām ir noteikta funkcija molekulu apstrādē un modifikācijā. Cisternas satur kopā šķiedru proteīnu matrica, kas nodrošina struktūras stabilitāti.
Golgi aparāta funkcija
El Golgi aparāts Tam šūnā ir vairākas galvenās funkcijas, no kurām vissvarīgākā ir olbaltumvielu un lipīdu klasificēšana, modificēšana un iepakošana, kas nāk no Endoplazmatiskais tīkls. Zemāk mēs uzskaitām tās galvenās funkcijas:
- Modificēt proteīnus un lipīdus: Sasniedzot Golgi aparātu, daudzi proteīni un lipīdi tiek pakļauti ķīmiskām modifikācijām, piemēram, glikozilācijai, fosforilēšanai un sulfācijai, kas ir būtiski, lai šīs molekulas iegūtu savu galīgo struktūru un funkciju.
- Veido sekrēcijas pūslīšus: Golgi aparāts iepako tikko modificētos proteīnus un lipīdus pūslīšos, kas pēc tam tiek transportēti uz dažādām šūnas daļām vai tiek izvadīti no šūnas eksocitozes ceļā.
- Glikoproteīna sekrēcija: Golgi aparāts izdala arī olbaltumvielas, kas satur glikozi un citus ogļhidrātus.
- Lizosomu ražošana: Lizosomas, organellas, kas atbild par šūnu gremošanu, veidojas no olbaltumvielām, kas iepakotas ar Golgi aparātu.
Interesants tā funkcijas aspekts ir tas, ka radītajām pūslīšām var būt dažādi mērķi:
- Konstitūcijas sekrēcijas pūslīši: Šīs pūslīši transportē proteīnus, kas tiks atbrīvoti no šūnas iekšpuses, izmantojot procesu, kas pazīstams kā eksocitoze. Atbrīvotie proteīni var darboties ārpusšūnu vidē.
- Regulētas sekrēcijas pūslīši: Lai gan tie ir paredzēti arī olbaltumvielu atbrīvošanai ārpus šūnas, šīs pūslīši tiek glabāti šūnā, līdz tiek saņemts īpašs signāls, kas izraisa to eksocitozi.
- lizosomu pūslīši: Šīs pūslīši transportē gremošanas olbaltumvielas uz lizosomām, kas ir atbildīgas par ārpusšūnu materiālu vai šūnu atkritumu sadalīšanu.
Transporta mehānisms Golgi aparātā
Olbaltumvielu transportēšana caur Golgi aparātu notiek pēc vairākiem teorētiskiem modeļiem. Lai gan nav pilnībā skaidrs, kā šis process notiek, tiek piedāvāti divi galvenie modeļi:
- Tvertnes nogatavināšanas modelis: Saskaņā ar šo teoriju cisternas pārvietojas un nobriest, virzoties uz Trans-Golgi reģionu, līdzi ņemot tajās esošās olbaltumvielas un lipīdus.
- Vezikulārā transporta modelis: Šajā modelī Golgi ir stabila struktūra, un olbaltumvielas tiek transportētas starp cisternām caur pūslīšiem, kas tos pārnes no viena nodalījuma uz otru.
Iespējams, ka abi mehānismi varētu darboties vienlaikus, atkarībā no šūnas veida un transportējamo olbaltumvielu rakstura.
Golgi aparāta nozīme un saistība ar slimībām
Pareiza Golgi aparāta darbība ir ļoti svarīga šūnu izdzīvošanai un daudziem fizioloģiskiem procesiem, kas notiek organismā. Tomēr šīs organellas defekti var izraisīt nopietnas slimības.
Viens no labākajiem piemēriem ir mukolipidoze II, reta ģenētiska slimība, kas ietekmē proteīnu atpazīšanas mehānismu Golgi aparātā. Šīs slimības gadījumā lizosomas nevar pareizi veikt šūnu gremošanu, jo trūkst noteiktu vitāli svarīgu olbaltumvielu, izraisot nesagremotu materiālu uzkrāšanos. Šis traucējums parasti ir letāls jaunībā.
Citi traucējumi, kas ir saistīti ar Golgi aparāta darbības traucējumiem, ietver Angelmana sindromsuz Ducheme muskuļu distrofija un dažas vēža formas. Tiek uzskatīts, ka Golgi cisternae organizācijas vai vezikulāro mehānismu defekti var būt atbildīgi par šiem traucējumiem.
Golgi aparātam ir būtiska loma olbaltumvielu un lipīdu apstrādē un transportēšanā eikariotu šūnās. Pateicoties savai organizatoriskajai funkcijai, tas ļauj šūnām saglabāt savu struktūru, sazināties savā starpā un reaģēt uz ārējiem signāliem. Ja šī organelle neizdodas, sekas var būt postošas un saistītas ar potenciāli letālām slimībām.