Golgi aparát

Z Golgi aparát patří k buněčným organelám a používá se k modifikaci a třídění proteinů. Úzce spolupracuje s endoplazmatickým retikulem. Podílí se také na tvorbě sekrecí.

Co je Golgiho aparát?

Golgiho aparát je důležitá buněčná organela, ve které se proteiny produkované v endoplazmatickém retikulu mění a třídí. Vytváří také lysozomy, které obsahují enzymy pro rozklad endogenních a exogenních proteinů. Lysozomy jsou buněčné organely uzavřené na membráně, které pomocí protonových pump vytvářejí uvnitř uvnitř nízkou hodnotu pH a tím okyselují enzymy.

Golgiho aparát je přítomen v každé eukaryotické buňce a tvoří membránou uzavřený reakční prostor, který hraje důležitou roli v exocytóze. Byl objeven italským patologem Camillo Golgi v roce 1898 při histologických vyšetřeních mozku a pojmenován po něm. Uvnitř Golgiho aparátu reagují proteiny endoplazmatického retikula na jejich modifikaci jinými proteiny nebo zbytky cukru (glykosylace).

Tímto způsobem jsou proteiny nejprve převedeny do své přenosné formy. Poté jsou seřazeny podle místa určení. V Golgiho aparátu se však nevytvářejí žádné nové proteiny, mění se pouze stávající.

Anatomie a struktura

Přístroj Golgi je charakterizován stohy plochých, membránou uzavřených dutin. Tyto dutiny se nazývají cisterny. Zásobník zpravidla obsahuje tři až osm cisteren. Někdy to může být až 30 cisteren. Stoh má průměrný průměr jeden mikrometr. Technický termín pro stack je dictyosome.

Počet dictyosomů závisí na typu buňky. Některé buňky mohou obsahovat až několik stovek dictyosomů. Mikrotubuly zajišťují, že Golgiho aparát v živočišných a lidských buňkách je většinou blízko buněčného jádra a centrosomů. Ve většině rostlinných buněk je však Golgiho aparát distribuován po celé cytoplazmě buňky. Důležitou vlastností Golgiho aparátu je jeho polarizace. Strana směřující k endoplazmatickému retikulu je konvexní a strana obrácená od ní je konkávní. Přístroj Golgi přijímá z endoplazmatických váčků retikula vybavených obalovým proteinem COP II.

Konvexní strana je také známá jako cis Golgiho síť (CGN). Strana směřující od ER se nazývá trans-Golgiho síť (TGN). Sítě Golgi představují několik malých cisteren a vesiklů, které jsou vzájemně propojeny. Cisterny mezi Golgiho sítěmi jsou tzv. Golgiho komíny, které mají specifickou enzymatickou strukturu.

Proteiny běží ze sítě cis-Golgi do sítě trans-Golgi. Pro tento proces existují dva modely a oba se pravděpodobně použijí.Buď se vezikuly přesunou z CGN do TGN, přičemž proteiny zůstanou zachovány, nebo jsou proteiny vystaveny transportnímu pohybu z vezikuly do vesikuly ve směru TGN.

Funkce a úkoly

Golgiho aparát má rozmanité a velmi komplexní funkce. Objevují se tři oblasti odpovědnosti. Tímto způsobem jsou syntetizovány a modifikovány prvky plazmatické membrány. Jsou vytvářeny a ukládány sekreční váčky s vysílači a hormony. Nakonec jsou připraveny lyzozomy k ukládání trávicích enzymů.

Zpočátku Golgiho aparát přijímá hlavně vezikuly obsahující proteiny nebo polypeptidy z endoplazmatického retikula. V Golgiho aparátu jsou tyto proteiny dále modifikovány v závislosti na jejich zamýšleném použití. Existuje buď vazba se zbytky cukru nebo s jinými proteiny. Modifikované proteiny jsou transportovány do TGN, kde jsou tříděny, baleny do Golgivesicleu, značeny signálními látkami a předávány na místo určení různými transportními mechanismy. Většina proteinů je transportována z buňky.

Mimo buňku se používají k úpravě extracelulární matrice. To slouží k mezibuněčné komunikaci a stabilitě tkáně. Golgiho aparát dále vytváří primární lysozomy, které obsahují lytické enzymy. Tyto enzymy se používají k rozpuštění látek specifických pro buňky a cizích buněk. Enzymy rozvíjejí svou největší aktivitu v kyselém rozmezí při pH přibližně 4,5.

Tuto hodnotu pH lze dosáhnout pouze v membránově uzavřených reakčních prostorech pomocí protonových čerpadel. Vnitřek lysosomu je vybaven ochranou proti kyselinám sestávající z proteoglukanů. Kromě toho jsou lytické enzymy modifikovány manosou-6-fosfáty, aby byly rozeznávány speciálními receptory na lysosomové membráně.

Zde najdete své léky

Nemoci

Procesy v Golgiho aparátu jsou velmi složité. Poruchy transportního systému mohou vést k závažným onemocněním, jako je rakovina nebo diabetes. Přesné mechanismy zatím nejsou známy. O tomto problému se však intenzivně pracuje. Existují také důkazy, že autoimunitní reakce proti prvkům Golgiho aparátu mohou vést k onemocněním revmatického typu.

Například více než 75 procent pacientů se Sjögrenovým syndromem má v Golgiho aparátu protilátku proti proteinu. Mnoho pacientů s revmatoidní artritidou, idiopatickou plicní fibrózou nebo proliferativní glomerulonefritidou také nosí protilátky proti proteinům Golgiho aparátu. Odpovídající protilátky byly také objeveny v průběhu zkoumání různých infekčních chorob a rakovin. Jedná se o další reakce v rámci těchto chorob, které jsou pravděpodobně geneticky ovlivněny.

Průběh dané choroby však může být výrazně ovlivněn. Jiné studie zkoumaly mimo jiné přímý vliv chlamydií na Golgiho aparát. Chlamydie je sexuálně přenosná a u žen často vede k neplodnosti. Výzkum zjistil, že chlamydie fragmentuje Golgiho aparát a rozděluje jej na malé mini-hromádky. Studie ukázaly, že to umožňuje chlamydii množit se lépe a produkovat více infekčních částic.