Апаратът на Голджи е една от клетъчните органели и служи за модифициране и сортиране протеини. Той работи в тясно сътрудничество с ендоплазмения ретикулум. Той също така участва в образуването на секрет.
Какво представлява апаратът на Голджи?
Апаратът на Голджи представлява важна органела на клетката, в която протеини произведени в ендоплазмения ретикулум се модифицират и сортират. Освен това, той образува лизозоми, които съдържат ензими за разграждане на ендогенни и екзогенни протеини. Лизозомите са затворени с мембрана клетъчни органели, които генерират ниско рН във вътрешността си чрез протонни помпи, като по този начин подкисляват ензими. Апаратът на Голджи присъства във всяка еукариотна клетка и образува затворено с мембрана реакционно пространство, което играе важна роля в екзоцитозата. Открит е от италианския патолог Камило Голджи през 1898 г. по време на хистологични изследвания на мозък и кръстен на него. Вътре в апарата на Голджи протеините на ендоплазмения ретикулум реагират с други протеини или с захар остатъци (гликозилиране), за да ги модифицират. По този начин протеините първо се преобразуват в тяхната транспортируема форма. Следва сортиране според местоназначението им. В апарата на Голджи обаче не се генерират нови протеини, а се модифицират само съществуващи.
Анатомия и структура
Апаратът на Голджи се характеризира с купчини плитки кухини, затворени с мембрана. Тези кухини се наричат цистерни. Обикновено стекът съдържа три до осем цистерни. Понякога може да има до 30 казанчета. Стекът има среден диаметър от един микрометър. Техническият термин на стека е диктиозома. Броят на диктиозомите зависи от вида на клетката. Например, някои клетки могат да съдържат до няколкостотин диктиозоми. Микротубулите гарантират, че апаратът на Голджи е разположен предимно в близост до ядрото и центрозомите в животинските и човешките клетки. В повечето растителни клетки обаче апаратът на Голджи се разпределя в цялата цитоплазма на клетката. Важна характеристика на апарата на Голджи е неговата поляризация. Страната, обърната към ендоплазмения ретикулум, е изпъкнала, а страната, обърната от него, е вдлъбната. По този начин апаратът на Голджи приема везикули, снабдени с покривния протеин COP II от ендоплазмения ретикулум. Изпъкналата страна се нарича още мрежата cis-Golgi (CGN). Страната, обърната встрани от ER, се нарича мрежа на транс-Голджи (TGN). Мрежите на Голджи представляват множество малки цистерни и мехурчета, които са свързани помежду си. Цистерните, разположени между мрежите на Голджи, са така наречените стекове на Голджи, които имат специфична ензимна конфигурация. В този процес протеините преминават от мрежата cis-Golgi към мрежата trans-Golgi. Има два модела за този процес, и двата вероятно се прилагат. Или везикулите се придвижват от CGN към TGN, в този случай протеините се задържат, или протеините се подлагат на транспортно движение от везикула към везикула към TGN.
Функция и задачи
Апаратът на Голджи има разнообразни и много сложни функции. Изкристализират се три области на отговорност. По този начин се синтезират и модифицират елементи от плазмената мембрана. Секреторни везикули, съдържащи предаватели и хормони се формират и съхраняват. И накрая, лизозомите се произвеждат за съхранение на храносмилателната система ензими. Първоначално апаратът на Голджи получава везикули, съдържащи протеини или полипептиди, главно от ендоплазмения ретикулум. В апарата на Голджи тези протеини се модифицират допълнително в зависимост от предназначението им. По този начин, или обвързване с захар остатъци или с допълнителни протеини. Модифицираните протеини се транспортират до TGN, където се сортират, пакетират във везикули на Голджи, маркират се със сигнализиращи вещества и се препращат до местоназначението си чрез различни транспортни механизми. В този процес повечето протеини се транспортират извън клетката. Извън клетката те се използват за модифициране на извънклетъчния матрикс. Това обслужва междуклетъчната комуникация и стабилността на тъканите. Освен това апаратът на Голджи образува първични лизозоми, които съдържат литични ензими. Тези ензими се използват за разтваряне на клетъчни и неклетъчни вещества. Ензимите развиват най-голямата си активност в киселинния диапазон при рН приблизително. 4.5. Тази стойност на PH може да се постигне само в затворени с мембрана реакционни пространства чрез протонни помпи. Вътрешността на лизозомата е снабдена с киселинна защита на протеоглюкани. В допълнение, литичните ензими се модифицират с маноза-6-фосфати, за да бъдат разпознати от специфични рецептори на лизозомната мембрана.
Болести
Процесите в апарата на Голджи са много сложни. Нарушения на транспортната система могат олово до сериозни заболявания като рак or диабет. В същото време точните механизми все още не са известни. По този проблем обаче се провеждат интензивни изследвания. Съществуват също доказателства, че автоимунните реакции срещу елементите на апарата на Голджи могат олово към ревматични заболявания. Например, повече от 75 процента от пациентите с Синдром на Сьогрен имат антитяло срещу протеин от апарата на Голджи. Много пациенти с ревматоиден артрит, идиопатичен белодробна фиброза или пролиферативни гломерулонефрит също носят антитела срещу протеини на апарата на Голджи. Съответстващи антитела са открити и в хода на разследванията в различни инфекциозни заболявания намлява рак заболявания. Това са допълнителни реакции в рамките на тези заболявания, които вероятно са генетично повлияни. Въпреки това, течението на съответното заболяване може да бъде значително повлияно от тях. Други изследвания са изследвали, наред с други неща, прякото влияние на хламидиите върху апарата на Голджи. Chlamydia се предава по полов път и често води до безплодие при жените. Проучванията установиха, че хламидия фрагментира апарата на Голджи и го разбива на малки мини купчини. По този начин проучванията показаха, че това позволява на хламидия да се размножават по-добре и да произвеждат повече инфекциозни частици.
