Obsah
- Štruktúra Golgiho tela
- Golgiho štruktúra a doprava
- Enzýmy: Spojenie medzi štruktúrou a funkciou
- Enzýmy a transport
- Úloha pri expresii génu
- Posttranslačné úpravy
- Úloha vo formácii vezikúl
- Druhy transportérov vezikúl
- Golgiho funkcia je neustálym tajomstvom
Väčšina ľudí si vybudovala bunkový model pre vedecký veľtrh alebo učebný vedecký projekt a niekoľko komponentov eukaryotických buniek je zaujímavé pozerať alebo stavať ako Golgiho aparát.
Na rozdiel od mnohých organel, ktoré majú tendenciu mať jednotnejšie a často okrúhle tvary, Golgiho aparát - tiež nazývaný Golgiho komplex, Golgiho telo alebo dokonca len Golgiho - je rad plochých diskov alebo vreciek naskladaných dohromady.
Pre príležitostného pozorovateľa vyzerá Golgiho aparát ako pohľad na bludisko z vtáčej perspektívy alebo možno aj ako kúsok cukroviniek.
Táto zaujímavá štruktúra pomáha Golgiho aparátu s jeho úlohou ako súčasti endomembránový systém, ktorý obsahuje telo Golgiho a niekoľko ďalších organel, vrátane lyzozómov a endoplazmatického retikula.
Tieto organely sa spoja a menia, balia a transportujú dôležitý obsah buniek, ako sú lipidy a proteíny.
Analógia Golgiho aparátu: Golgiho aparát sa niekedy označuje ako baliareň alebo pošta bunky, pretože prijíma molekuly a mení ich, potom triedi a adresuje tieto molekuly na transport do iných oblastí bunky, rovnako ako pošta s listami a obaly.
Štruktúra Golgiho tela
Štruktúra Golgiho aparátu je rozhodujúca pre jeho fungovanie.
Každý z plochých vreciek membrány, ktoré sa stohujú dohromady, aby vytvorili organelu, sa volá cisterna, Vo väčšine organizmov sú tieto disky štyri až osem, ale niektoré organizmy môžu mať až 60 cisterien v jednom Golgiho tele. Medzery medzi jednotlivými vreckami sú rovnako dôležité ako samotné vrecká.
Tieto priestory sú Golgiho aparátom lumen.
Vedci rozdeľujú Golgiho telo na tri časti: cisterny blízko endoplazmatického retikula, čo je cis oddelenia; cisterny ďaleko od endoplazmatického retikula, ktoré je trans oddelenia; a stredná cisterna, zvaná prostredný priehradka.
Tieto štítky sú dôležité pre pochopenie toho, ako Golgiho prístroj pracuje, pretože vonkajšie strany alebo siete Golgiho tela vykonávajú veľmi odlišné funkcie.
Ak si myslíte, že prístroj Golgi je baliarňou buniek, môžete si predstaviť cis stranu alebo cis tvár ako dok pre prijímanie Golgis. Tu Golgiho aparát prijíma náklad poslaný z endoplazmatického retikula cez špeciálne transportéry zvané vezikuly.
Opačná strana, nazývaná trans tváre, je prepravným dokom tela Golgiho.
Golgiho štruktúra a doprava
Po triedení a balení Golgiho aparát uvoľňuje proteíny a lipidy z trans tváre.
Organel naloží bielkovinový alebo lipidový náklad transportéry vezikúl, ktoré pochádzajú z Golgiho, určené na iné miesta v cele. Napríklad určitý náklad môže ísť do lyzozómu na recykláciu a degradáciu.
Po odoslaní na plazmatickú membránu buniek by sa iný náklad mohol navinúť mimo bunku.
Bunka je cytoskelet, čo je matica štruktúrnych proteínov, ktoré dávajú bunke jej tvar a pomáhajú organizovať jej obsah, ukotvuje Golgiho telo na mieste blízko endoplazmatického retikula a bunkového jadra.
Pretože tieto organely spolupracujú pri budovaní dôležitých biomolekúl, ako sú proteíny a lipidy, má zmysel, aby si obchod zriadili v tesnej blízkosti seba.
Niektoré bielkoviny v cytoskelete sa nazývajú microtubules, fungujú ako železničné trate medzi týmito organelami a ostatnými miestami v cele. To uľahčuje transportu vezikúl pohyb nákladu medzi organelami a ich konečnými cieľmi v bunke.
Enzýmy: Spojenie medzi štruktúrou a funkciou
To, čo sa deje v Golgi, medzi prijatím nákladu na cisárskom povrchu a jeho opätovným odoslaním na prepravný server, je jednou z hlavných prác Golgiho aparátu. Hnacou silou tejto funkcie sú tiež proteíny.
Vaky cisterny v rôznych kompartmentoch tela Golgiho obsahujú špeciálnu triedu proteínov nazývanú enzýmy, Špecifické enzýmy v každom vrecku umožňujú modifikovať lipidy a proteíny, keď prechádzajú z cis tvárou cez mediálny kompartment pri transporte tváre.
Tieto modifikácie uskutočňované rôznymi enzýmami vo vreckách cisterny spôsobujú obrovský rozdiel vo výsledkoch modifikovaných biomolekúl. Tieto modifikácie niekedy pomáhajú molekulám fungovať a byť schopné robiť svoju prácu.
Inokedy sa tieto zmeny správajú ako štítky, ktoré informujú expedičné centrum prístroja Golgi o konečnom mieste určenia biomolekúl.
Tieto modifikácie ovplyvňujú štruktúru proteínov a lipidov. Enzýmy môžu napríklad odstrániť bočné reťazce cukru alebo do nákladu pridať cukor, mastnú kyselinu alebo fosfátové skupiny.
••• VedenieEnzýmy a transport
Špecifické enzýmy prítomné v každej cisternách určujú, ktoré modifikácie sa vyskytujú v týchto cisternách. Napríklad jedna modifikácia štiepi cukrovú manózu. Toto sa zvyčajne vyskytuje v skorších cis alebo stredných kompartmentoch na základe tam prítomných enzýmov.
Ďalšou modifikáciou sa do biomolekúl pridáva cukrová galaktóza alebo sulfátová skupina. Vo všeobecnosti sa to deje blízko konca nákladnej cesty cez telo Golgiho v priehradke.
Pretože veľa modifikácií pôsobí ako štítky, Golgiho aparát používa túto informáciu na priechode, aby zaistil, že novo pozmenené lipidy a proteíny sa navinú na správne miesto určenia. Môžete si to predstaviť ako poštové balíky s poštovými pečiatkami s adresnými štítkami a ďalšie prepravné pokyny pre spracovateľov pošty.
Golgiho telo triedi náklad na základe týchto štítkov a naloží lipidy a proteíny do vhodných transportéry vezikúl, pripravené na odoslanie.
Úloha pri expresii génu
Mnoho zmien, ktoré sa vyskytujú v cisternách Golgiho aparátu, je posttranslačné úpravy.
Sú to zmeny proteínov, ktoré už boli vytvorené a zložené. Aby ste to mali zmysel, budete musieť v schéme syntézy proteínov cestovať späť.
Vo vnútri jadra každej bunky je DNA, ktorá funguje ako modrá na vytváranie biomolekúl, ako sú proteíny. Celý súbor DNA, nazývaný ľudský genóm, obsahuje nekódujúce gény kódujúce DNA aj proteíny. Informácie obsiahnuté v každom kódujúcom géne poskytujú inštrukcie na vytváranie reťazcov aminokyselín.
Tieto reťazce sa nakoniec zložia na funkčné proteíny.
K tomu však nedochádza v individuálnom meradle. Pretože existuje spôsob, ako viac ľudských proteínov, ako sú gény kódujúce genóm, každý gén musí mať schopnosť produkovať viac proteínov.
Pomysli na to takto: ak vedci odhadujú, že existuje asi 25 000 ľudských génov a viac ako 1 milión ľudských proteínov, znamená to, že ľudia potrebujú viac ako 40-krát viac proteínov, ako majú jednotlivé gény.
Posttranslačné úpravy
Riešením na zostavenie toľkých proteínov z tak relatívne malej sady génov je posttranslačná modifikácia.
Toto je proces, ktorým bunka chemicky modifikuje novo vzniknuté proteíny (a staršie proteíny inokedy) s cieľom zmeniť to, čo proteín robí, kde sa lokalizuje a ako interaguje s inými molekulami.
Existuje niekoľko bežných typov posttranslačných úprav. Medzi ne patrí fosforylácia, glykozylácia, metylácia, acetylácia a lipidácia.
Posttranslačná modifikácia umožňuje bunke vytvárať širokú škálu proteínov pomocou relatívne malého počtu génov. Tieto modifikácie menia spôsob správania proteínov, a preto ovplyvňujú celkovú funkciu buniek. Napríklad môžu zvyšovať alebo znižovať bunkové procesy, ako je bunkový rast, bunková smrť a bunková signalizácia.
Niektoré posttranslačné modifikácie ovplyvňujú bunkové funkcie súvisiace s ľudským ochorením, takže zistenie, ako a prečo k takýmto zmenám dôjde, môže pomôcť vedcom vyvinúť lieky alebo inú liečbu týchto zdravotných stavov.
Úloha vo formácii vezikúl
Akonáhle modifikované proteíny a lipidy dosiahnu povrchovú vrstvu, sú pripravené na triedenie a nakladanie do transportných vezikúl, ktoré ich transportujú do svojich konečných cieľov v bunke. Na tento účel sa Golgiho telo spolieha na tie úpravy, ktoré pôsobia ako štítky, a upozorňuje organelu, kde má byť náklad.
Golgiho aparát naloží vytriedený náklad do transportérov vezikúl, ktoré vyrazia z Golgiho telesa a odcestujú do cieľového miesta, kde dopravia náklad.
vačok Znie to komplexne, ale je to jednoducho guľa tekutiny obklopená membránou, ktorá chráni náklad počas vezikulárnej prepravy. Pre Golgiho aparát existujú tri typy transportných vezikúl: exocytotického vačky, vyměšovací vezikuly a lysozomálnej pľuzgieriky.
Druhy transportérov vezikúl
Exocytotické aj sekrečné vezikuly pohlcujú náklad a premiestňujú ho do bunkovej membrány, aby sa uvoľnili mimo bunky.
Tam vezikuly fúzujú s membránou a uvoľňujú náklad mimo bunky cez póry v membráne. Niekedy sa to stane okamžite po vložení do bunkovej membrány. Inokedy transportný vezikulár zakotví na bunkovej membráne a potom visí a čaká na signály zvonku bunky pred uvoľnením nákladu.
Dobrým príkladom exocytotického vezikulárneho nákladu je protilátka aktivovaná imunitným systémom, ktorá musí opustiť bunku, aby sa mohla zbaviť patogénov. Neurotransmitery ako adrenalín sú typom molekuly, ktorá sa spolieha na sekrečné vezikuly.
Tieto molekuly pôsobia ako signály, ktoré pomáhajú koordinovať reakciu na hrozbu, napríklad počas „boja alebo letu“.
Lysozomálne transportné vezikuly prepravujú náklad do lysosom, čo je recyklačné centrum bunky. Tento náklad je zvyčajne poškodený alebo starý, takže lyzozóm ho rozdeľuje na časti a degraduje nežiaduce komponenty.
Golgiho funkcia je neustálym tajomstvom
Golgiho telo je nepochybne komplexnou a zrelou oblasťou pre prebiehajúci výskum. V skutočnosti, aj keď Golgi bol prvýkrát videný v roku 1897, vedci stále pracujú na modeli, ktorý plne vysvetľuje fungovanie Golgiho aparátu.
Jednou z oblastí diskusie je to, ako presne sa náklad pohybuje z cisárskej strany na priečelie.
Niektorí vedci sa domnievajú, že vezikuly prenášajú náklad z jedného cisternového vaku do druhého. Iní vedci si myslia, že cisterny sa samy pohybujú, dozrievajú, keď sa pohybujú z cis oddielu do trans oddielu a nesú so sebou náklad.
Posledne menovaný je maturačný model.