Golgi aparāts

No Golgi aparāts pieder pie šūnu organellām un tiek izmantots olbaltumvielu modificēšanai un šķirošanai. Tas cieši sadarbojas ar endoplazmatisko retikulumu. Viņš ir iesaistīts arī sekrēcijas veidošanā.

Kas ir Golgi aparāts?

Golgi aparāts ir svarīga šūnu organelle, kurā endoplazmatiskajā retikulā ražotie proteīni tiek mainīti un sakārtoti. Tas veido arī lizosomas, kas satur fermentus paša un svešo olbaltumvielu sadalīšanai. Lizosomas ir membrānas slēgti šūnu organeli, kas ar protonu sūkņu palīdzību rada zemu pH vērtību iekšienē un tādējādi paskābina fermentus.

Golgi aparāts atrodas katrā eikariotu šūnā un veido ar membrānu noslēgtu reakcijas telpu, kurai ir svarīga loma eksocitozē. To atklāja itāļu patologs Camillo Golgi 1898. gadā smadzeņu histoloģisko izmeklējumu laikā un viņš tika nosaukts viņa vārdā. Golgi aparāta iekšienē endoplazmatiskā retikuluma olbaltumvielas reaģē, lai modificētu tos ar citiem proteīniem vai ar cukura atlikumiem (glikozilēšana).

Vispirms olbaltumvielas nonāk transportējamā formā. Pēc tam tos sakārto pēc galamērķa. Tomēr Golgi aparātā netiek izveidoti jauni proteīni, tiek mainīti tikai esošie.

Anatomija un struktūra

Golgi aparātu raksturo plakanu, ar membrānu noslēgtu dobumu kaudzes. Šīs dobumus sauc par cisternām. Parasti kaudzē ir trīs līdz astoņi tvertnes. Dažreiz tas var būt līdz 30 tvertnēm. Kaudzes vidējais diametrs ir viens mikrometrs. Tehniskais termins kaudzei ir dictozosoms.

Dictiosomu skaits ir atkarīgs no šūnas veida. Dažas šūnas var saturēt līdz pat vairākiem simtiem dictiosomu. Mikrotubulas nodrošina, ka Golgi aparāts dzīvnieku un cilvēku šūnās lielākoties ir tuvu šūnu kodolam un centrosomām. Tomēr lielākajā daļā augu šūnu Golgi aparāts ir sadalīts pa visu šūnas citoplazmu. Svarīgs Golgi aparāta īpašums ir tā polarizācija. Puse, kas vērsta uz endoplazmatisko retikulumu, ir izliekta, un puse, kas vērsta pret to, ir ieliekta. Golgi aparāts saņem no endoplazmas retikulārajiem pūslīšiem, kas aprīkoti ar apvalka olbaltumvielu COP II.

Izliektā puse ir pazīstama arī kā cis Golgi tīkls (CGN). Sānu, kas vērsta pret ER, sauc par trans-Golgi tīklu (TGN). Golgi tīkli attēlo vairākus mazus cisternas un pūslīšus, kas ir savienoti viens ar otru. Cisternas starp Golgi tīkliem ir tā sauktie Golgi skursteņi, kuriem ir īpaša fermentatīvā struktūra.

Olbaltumvielas virzās no cis-Golgi tīkla uz trans-Golgi tīklu. Šim procesam ir divi modeļi, un tos, visticamāk, piemēros.Vai nu pūslīši pārvietojas no CGN uz TGN, saglabājot olbaltumvielas, vai arī proteīni tiek pakļauti transporta kustībai no pūslīša uz pūslīšu TGN virzienā.

Funkcija un uzdevumi

Golgi aparātam ir dažādas un ļoti sarežģītas funkcijas. Izšķir trīs atbildības jomas. Tādējādi tiek sintezēti un pārveidoti plazmas membrānas elementi. Tiek veidoti un glabāti sekrēcijas pūslīši ar raidītājiem un hormoniem. Visbeidzot, tiek izgatavotas lizosomas, lai uzglabātu gremošanas enzīmus.

Sākumā Golgi aparāts galvenokārt saņem pūslīšus, kas satur olbaltumvielas vai polipeptīdus no endoplazmatiskā retikulāra. Golgi aparātā šie proteīni tiek tālāk modificēti atkarībā no paredzētā lietojuma. Ir saikne ar cukura atlikumiem vai ar citiem proteīniem. Modificētās olbaltumvielas tiek transportētas uz TGN, kur tās sašķirotas, iesaiņotas Golgivesicle, marķētas ar signālām vielām un ar dažādu transportēšanas mehānismu starpniecību tiek nogādātas galapunktā. Lielākā daļa olbaltumvielu tiek izvadītas no šūnas.

Ārpus šūnas tos izmanto, lai modificētu ārpusšūnu matricu. Tas kalpo starpšūnu saziņai un audu stabilitātei. Turklāt Golgi aparāts veido primārās lizosomas, kas satur lītiskos fermentus. Šos fermentus izmanto, lai izšķīdinātu pašas šūnas un šūnas svešas vielas. Fermenti savu lielāko aktivitāti attīsta skābā diapazonā, ja pH ir aptuveni 4,5.

Šo pH vērtību var sasniegt tikai membrānās slēgtās reakcijas telpās, izmantojot protonu sūkņus. Lizosomu iekšpusi no skābēm aizsargā proteoglikāni. Turklāt lītiskos fermentus modificē ar mannozes-6-fosfātiem, lai tos atpazītu ar īpašiem receptoriem uz lizosomu membrānas.

Jūs varat atrast savus medikamentus šeit

Slimības

Procesi Golgi aparātā ir ļoti sarežģīti. Transporta sistēmas traucējumi var izraisīt nopietnas slimības, piemēram, vēzi vai diabētu. Precīzi mehānismi vēl nav zināmi. Tomēr tiek veikti intensīvi pētījumi par šo problēmu. Ir arī pierādījumi, ka autoimūnas reakcijas pret Golgi aparāta elementiem var izraisīt reimatiskas slimības.

Piemēram, vairāk nekā 75 procentiem pacientu ar Sjögrena sindromu ir antivielas pret proteīnu Golgi aparātā. Daudzi pacienti ar reimatoīdo artrītu, idiopātisku plaušu fibrozi vai proliferējošu glomerulonefrītu arī pārnēsā antivielas pret Golgi aparāta olbaltumvielām. Izmeklējot dažādas infekcijas slimības un vēzi, tika atklātas arī atbilstošās antivielas. Šīs ir papildu reakcijas šo slimību ietvaros, kuras, iespējams, ietekmē ģenētiski.

Tomēr to var ievērojami ietekmēt attiecīgās slimības gaitu. Citos pētījumos cita starpā tika pārbaudīta hlamīdiju tiešā ietekme uz Golgi aparātu. Hlamīdijas tiek seksuāli transmisīvas un bieži noved pie sieviešu neauglības. Pētījumos tika atklāts, ka hlamīdijas sadrumstalot Golgi aparātu un sadalīt to mazās mini kaudzītēs. Pētījumi parādīja, ka tas ļauj hlamīdijām labāk vairoties un radīt vairāk infekciozu daļiņu.