Sadržaj
- Struktura Golgijevog tijela
- Golgijeva struktura i transport
- Enzimi: veza između strukture i funkcije
- Enzimi i transport
- Uloga u ekspresiji gena
- Post-translacijske promjene
- Uloga u formiranju mjehurića
- Vrste transportera mjehurića
- Golgijeva funkcija je misterija u toku
Većina ljudi je izgradila ćelijski model za znanstveni sajam ili znanstveni projekt u učionici, a nekoliko komponenti eukariotskih ćelija zanimljivo je gledati ili graditi kao i Golgijev aparat.
Za razliku od mnogih organela, koje imaju jednolike i često okrugle oblike, Golgijev aparat - koji se naziva i Golgijev kompleks, Golgijevo tijelo ili čak samo Golgi - niz je ravnih diskova ili vrećica složen zajedno.
Slučajnom promatraču Golgijev aparat izgleda poput ptičje perspektive labirinta ili možda čak i komadića vrpce.
Ova zanimljiva struktura pomaže Golgijevom aparatu u njegovoj ulozi kao dio endomembranski sustav, koji obuhvaća Golgijevo tijelo i nekoliko drugih organela, uključujući lizosome i endoplazmatski retikulum.
Ovi organeli zajedno se mijenjaju, pakiraju i prenose važne stanične sadržaje, poput lipida i proteina.
Analogija Golgijevog aparata: Golgijev aparat ponekad se naziva i pakirnica ili pošta stanica jer prima molekule i mijenja ih, a zatim razvrstava i obrađuje te molekule za transport u druga područja ćelije, baš kao što pošta radi s pismima i pakete.
Struktura Golgijevog tijela
Struktura Golgijevog aparata presudna je za njegovu funkciju.
Nazivaju se sve ravne vrećice s membranom koje se sklapaju u obliku organele cisternama, U većini organizama ima četiri do osam ovih diskova, ali neki organizmi mogu imati do 60 cisterna u jednom Golgijevom tijelu. Prostori između svake vrećice jednako su važni kao i sami torbice.
Ti su prostori Golgijev aparat lumen.
Znanstvenici dijele Golgijevo tijelo na tri dijela: cisterne blizu endoplazmatskog retikuluma, što je cis odjeljak; cisterne udaljene od endoplazmatskog retikuluma trans odjeljak; i srednje cisterne, zvane medijalni odjeljak.
Te su oznake važne za razumijevanje načina rada Golgijevog aparata jer najudaljenije strane, odnosno mreže, Golgijevog tijela obavljaju vrlo različite funkcije.
Ako Golgijev aparat smatrate postrojenjem za pakiranje u ćeliju, možete vizualizirati cis stranu ili cis lice kao Golgisov prijemni dok. Ovdje Golgijev aparat prebacuje teret koji se šalje iz endoplazmatskog retikuluma pomoću posebnih transportera koji se nazivaju vezikule.
Suprotna strana, nazvana trans lice, je utovarno pristanište Golgijevog tijela.
Golgijeva struktura i transport
Nakon sortiranja i pakiranja, Golgijev aparat oslobađa proteine i lipide s lica.
Organela unosi protein ili lipidni teret transporteri vezikula, koji se odvaja od Golgija, namijenjen drugim mjestima u ćeliji. Na primjer, neki teret može ići u lizosom na recikliranje i propadanje.
Ostali teret može čak završiti izvan ćelije nakon otpreme na staničnu plazmu membranu.
Ćelija je citoskelet, koji je matrica strukturnih proteina koji stanici daju oblik i pomažu u organiziranju njezinog sadržaja, usidrava Golgijevo tijelo na mjestu u blizini endoplazmatskog retikuluma i stanične jezgre.
Budući da ove organele djeluju zajedno na izgradnji važnih biomolekula, poput proteina i lipida, ima smisla da uspostave trgovinu u neposrednoj blizini.
Neki od proteina u citoskeletu, zvani mikrotubule, ponašati se poput željezničkih pruga između ovih organela kao i drugih mjesta unutar ćelije. To olakšava prijevoz vezikula za kretanje tereta između organela i njihovih krajnjih odredišta u ćeliji.
Enzimi: veza između strukture i funkcije
Ono što se događa na Golgiju između prijema tereta na cis-lice i ponovnog otpreme na trans-lice je jedan od glavnih radova Golgijevog aparata. Pokretačku snagu ove funkcije pokreću i proteini.
Vrećice za cisterne u različitim odjeljcima Golgijevog tijela sadrže posebnu klasu proteina enzimi, Specifični enzimi u svakoj vrećici omogućuju mu da mijenja lipide i proteine dok prolaze s cis lica preko medijalnog odjeljka na putu prema licu.
Ove modifikacije koje obavljaju razni enzimi u vrećicama cisterne donose ogromnu razliku u rezultatima modificiranih biomolekula. Ponekad modifikacije pomažu da molekule budu funkcionalne i sposobne da rade svoj posao.
Inače, izmjene djeluju poput naljepnica koje obavještavaju Golgijev otpremni centar o krajnjem odredištu biomolekula.
Ove izmjene utječu na strukturu proteina i lipida. Na primjer, enzimi mogu ukloniti bočne lance šećera ili dodati šećer, masnu kiselinu ili fosfatne skupine u teret.
••• ZnanjeEnzimi i transport
Specifični enzimi prisutni u svakoj cisterni određuju koje se modifikacije događaju u tim vrećicama. Na primjer, jedna modifikacija cijepi manozu od šećera. To se obično događa u ranijim cis ili medijskim odjeljcima, na temelju enzima koji su tamo prisutni.
Druga modifikacija dodaje šećernu galaktozu ili sulfatnu skupinu u biomolekule. To se obično događa pri kraju putovanja tereta kroz Golgijevo tijelo u odjeljku.
Budući da mnoge izmjene djeluju poput naljepnica, Golgijev aparat koristi ove podatke na licu mjesta kako bi se osiguralo da se tek izmijenjeni lipidi i proteini na točno odredištu. Možete to zamisliti poput paketa za žigosanje poštanskih ureda s naljepnicama adresa i ostalim uputama za otpremu poštara.
Golgijevo tijelo sortira teret na temelju tih naljepnica i unosi lipide i proteine u odgovarajuće transporteri vezikula, spreman za otpremu.
Uloga u ekspresiji gena
Mnoge su izmjene koje se događaju u cisternama Golgijevog aparata post-translacijske modifikacije.
Ovo su promjene koje su napravljene na proteinima nakon što je protein već izgrađen i nabran. Da biste to shvatili, morat ćete putovati unatrag u shemi sinteze proteina.
Unutar jezgre svake ćelije nalazi se DNK, koji djeluje poput plave boje za izgradnju biomolekula poput proteina. Cijeli set DNK, nazvan ljudski genom, sadrži i nekodirajuću DNA i proteine koji kodiraju protein. Podaci sadržani u svakom kodirajućem genu daju upute za izgradnju lanaca aminokiselina.
Na kraju se ovi lanci preklapaju u funkcionalne proteine.
Međutim, to se ne događa jedan na jedan. Budući da postoji način, na koji je način više humanih proteina od gena koji kodira u genomu, svaki gen mora imati sposobnost stvaranja više proteina.
Razmislite na ovaj način: ako znanstvenici procijene da postoji oko 25.000 ljudskih gena i preko milion ljudskih proteina, to znači da ljudima treba preko 40 puta više proteina nego što imaju pojedini geni.
Post-translacijske promjene
Rješenje za izgradnju toliko mnogo proteina iz tako relativno malog skupa gena je posttralacijska modifikacija.
To je postupak kojim stanica vrši kemijske preinake na novonastale proteine (i starije proteine u drugim vremenima) kako bi se promijenilo ono što protein radi, gdje se lokalizira i kako djeluje s drugim molekulama.
Postoji nekoliko uobičajenih vrsta post-translacijskih promjena. Oni uključuju fosforilaciju, glikozilaciju, metilaciju, acetilaciju i lipidiranje.
Post-translacijska modifikacija omogućuje stanici da izgradi široku paletu proteina koristeći relativno mali broj gena. Ove modifikacije mijenjaju način na koji se proteini ponašaju i zato utječu na cjelokupnu staničnu funkciju. Na primjer, oni mogu povećati ili smanjiti stanične procese, poput rasta stanica, stanične smrti i stanične signalizacije.
Neke post-translacijske modifikacije utječu na stanične funkcije povezane s ljudskom bolešću, pa shvatiti kako i zašto se pojavljuju modifikacije mogu pomoći znanstvenicima u razvoju lijekova ili drugih tretmana za ta zdravstvena stanja.
Uloga u formiranju mjehurića
Nakon što modificirani proteini i lipidi stignu do trans lica, spremni su za razvrstavanje i utovar u transportne vezikule koje će ih prevesti do krajnjeg odredišta u stanici. Da bi se to postiglo, Golgijevo se tijelo oslanja na one modifikacije koje djeluju kao naljepnice, govoreći organeli gdje treba teret.
Golgijev aparat ukrcava sortirani teret u transportere mjehurića, koji će odstupiti od Golgijevog tijela i otputovati do krajnjeg odredišta kako bi isporučio teret.
mjehurić zvuči složeno, ali to je jednostavno kuglica tekućine okružena membranom koja štiti teret tijekom vezikularnog transporta. Za Golgijev aparat postoje tri vrste transportnih vezikula: ekzocitotičko vezikule, za izlučivanje vezikule i lizosomskog vezikule.
Vrste transportera mjehurića
I egzocitotske i sekretorne vezikule zahvaćaju teret i premještaju ga na staničnu membranu radi otpuštanja izvan stanice.
Tamo se vezikula stapa s membranom i oslobađa teret izvan stanice kroz pore u membrani. Ponekad se to dogodi odmah nakon pristajanja na staničnu membranu. U drugim slučajevima, transportni vezikuli pristaju na staničnoj membrani, a zatim se zaustavljaju, čekajući signale izvan ćelije prije puštanja tereta.
Dobar primjer tereta egzocitotskih vezikula je antitijelo aktivirano od strane imunološkog sustava, koje mora napustiti stanicu kako bi obavio svoj posao u borbi protiv patogena. Neurotransmiteri poput adrenalina su vrsta molekule koja se oslanja na sekretorne vezikule.
Te se molekule ponašaju poput signala koji pomažu u koordiniranju odgovora na prijetnju, poput "borbe ili bijega".
Lizosomalni transportni vezikuli premještaju teret do lizosoma, koji je centar za reciklažu ćelije. Taj se teret uglavnom oštećuje ili je star, pa ga lizosome uklanja za dijelove i razgrađuje neželjene komponente.
Golgijeva funkcija je misterija u toku
Tijelo Golgija bez sumnje je složeno i zrelo područje za neprekidna istraživanja. U stvari, iako su Golgi prvi put viđeni 1897. godine, znanstvenici i dalje rade na modelu koji u potpunosti objašnjava kako funkcionira Golgijev aparat.
Jedno od područja rasprave je kako se točno teret kreće od cis-lica do trans lica.
Neki znanstvenici misle da vezikule prenose teret iz jedne vreće cisterne u drugu. Drugi istraživači misle da se cisterne same kreću, sazrijevaju dok se kreću iz odjeljka cis-a do pregrada i nose sa sobom teret.
Potonji je model sazrijevanja.