Golgi apparat

Av Golgi apparat hører til celleorganellene og brukes til å modifisere og sortere proteiner. Det fungerer tett med endoplasmatisk retikulum. Han er også involvert i sekresjonsdannelse.

Hva er Golgi-apparatet?

Golgi-apparatet er en viktig celleorganell der proteiner som produseres i endoplasmatisk retikulum blir endret og sortert. Det danner også lysosomer, som inneholder enzymer for nedbrytning av endogene og eksogene proteiner. Lysosomene er membraninnelukkede celleorganeller som via protonpumper genererer en lav pH-verdi inne og derved surgjør enzymene.

Golgi-apparatet er til stede i hver eukaryotiske celle og danner et membraninnesluttet reaksjonsrom som spiller en viktig rolle i eksocytose. Den ble oppdaget av den italienske patologen Camillo Golgi i 1898 under histologiske undersøkelser av hjernen og oppkalt etter ham. Inne i Golgi-apparatet reagerer proteinene i den endoplasmatiske retikulum for å modifisere dem med andre proteiner eller med sukkerrester (glykosylering).

På denne måten blir proteinene først brakt til sin transportable form. Deretter blir de sortert etter bestemmelsesstedet. Imidlertid opprettes ingen nye proteiner i Golgi-apparatet, bare eksisterende blir endret.

Anatomi og struktur

Golgi-apparatet er preget av stabler med flate, membraninnelukkede hulrom. Disse hulrommene kalles sisterner. Som regel inneholder stabelen tre til åtte sisterner. Noen ganger kan det være opptil 30 sisterner. Stabelen har en gjennomsnittlig diameter på en mikrometer. Den tekniske betegnelsen for en stabel er diktyosom.

Antall diktyosomer avhenger av celletypen. Noen celler kan inneholde opptil flere hundre diktyosomer. Mikrotubuli sørger for at Golgi-apparatet i dyre- og menneskeceller stort sett ligger nær cellekjernen og sentrosomene. I de fleste planteceller er imidlertid Golgi-apparatet fordelt over hele cytoplasma av cellen. En viktig egenskap ved Golgi-apparatet er dets polarisering. Den siden som vender mot den endoplasmatiske retikulum er konveks, og den siden som vender bort fra den er konkav. Golgi-apparatet mottar fra endoplasmatiske retikulumvesikler utstyrt med kappeproteinet COP II.

Den konvekse siden er også kjent som cis Golgi-nettverket (CGN). Den siden som vender bort fra ER kalles trans-Golgi-nettverket (TGN). Golgi-nettverkene representerer flere små sisterner og vesikler som er koblet til hverandre. Sisternen mellom Golgi-nettverkene er de såkalte Golgi-stablene, som har en spesifikk enzymatisk struktur.

Proteinene går fra cis-Golgi-nettverket til trans-Golgi-nettverket. Det er to modeller for denne prosessen, og begge gjelder sannsynligvis.Enten beveger vesiklene seg fra CGN til TGN, med proteinene som blir beholdt, eller så blir proteinene utsatt for en transportbevegelse fra vesikkel til vesikkel i retning av TGN.

Funksjon og oppgaver

Golgi-apparatet har forskjellige og veldig komplekse funksjoner. Tre ansvarsområder dukker opp. På denne måten blir elementer av plasmamembranen syntetisert og modifisert. Sekretoriske vesikler med sendere og hormoner dannes og lagres. Til slutt lages lysosomer for å lagre fordøyelsesenzymer.

Opprinnelig mottar Golgi-apparatet hovedsakelig vesikler som inneholder proteiner eller polypeptider fra endoplasmatisk retikulum. Innenfor Golgi-apparatet modifiseres disse proteinene ytterligere avhengig av deres tiltenkte bruk. Det er enten en binding med sukkerrester eller med andre proteiner. De modifiserte proteinene fraktes til TGN, hvor de sorteres, pakkes i Golgivesicle, merkes med signalstoffer og sendes videre til destinasjonen via forskjellige transportmekanismer. De fleste proteinene blir transportert ut av cellen.

Utenfor cellen brukes de til å modifisere den ekstracellulære matrisen. Dette tjener den intercellulære kommunikasjonen og vevets stabilitet. Videre danner Golgi-apparatet primære lysosomer, som inneholder lytiske enzymer. Disse enzymene brukes til å oppløse celle-egne og cellefremmede stoffer. Enzymene utvikler sin største aktivitet i det sure området ved en pH på ca. 4,5.

Denne pH-verdien kan bare oppnås i membran-lukkede reaksjonsrom ved bruk av protonpumper. Det indre av lysosomet er beskyttet mot syre av proteoglukaner. I tillegg modifiseres de lytiske enzymer med mannose-6-fosfater for å bli gjenkjent av spesielle reseptorer på lysosommembranen.

Du finner medisinene dine her

Sykdommer

Prosessene i Golgi-apparatet er veldig komplekse. Forstyrrelser i transportsystemet kan føre til alvorlige sykdommer som kreft eller diabetes. De nøyaktige mekanismene er foreløpig ikke kjent. Imidlertid forskes det intensivt på dette problemet. Det er også bevis på at autoimmune reaksjoner mot elementene i Golgi-apparatet kan føre til sykdommer av revmatisk type.

For eksempel har mer enn 75 prosent av pasientene med Sjögrens syndrom et antistoff mot et protein i Golgi-apparatet. Mange pasienter med revmatoid artritt, idiopatisk lungefibrose eller proliferativ glomerulonefritt har også antistoffer mot proteiner fra Golgi-apparatet. Tilsvarende antistoffer ble også oppdaget i løpet av undersøkelser av forskjellige smittsomme sykdommer og kreftformer. Dette er tilleggsreaksjoner innen disse sykdommene som sannsynligvis vil bli genetisk påvirket.

Imidlertid kan sykdomsforløpet påvirkes betydelig av den. Andre studier undersøkte blant annet den direkte påvirkningen av klamydia på Golgi-apparatet. Klamydia er seksuelt overført og fører ofte til barnløshet hos kvinner. Undersøkelsene fant at klamydia fragmenterer Golgi-apparatet og bryter det ned i små ministabler. Studiene viste at dette gjør at klamydiaen kan multiplisere bedre og produsere mer smittsomme partikler.