Гольджі апарат

З Гольджі апарат належить до клітинних органел і використовується для модифікації та сортування білків. Він тісно співпрацює з ендоплазматичним ретикулумом. Він також бере участь у формуванні секреції.

Що таке апарат Гольджі?

Апарат Гольджі - важлива клітинна органела, в якій білки, що утворюються в ендоплазматичному ретикулумі, змінюються та сортуються. Він також утворює лізосоми, які містять ферменти для руйнування власних та чужих білків організму. Лізосоми - це мембранні клітини органел, які за допомогою протонових насосів генерують усередині низьке значення рН і тим самим підкислюють ферменти.

Апарат Гольджі присутній у кожній еукаріотичній клітині і утворює реакційний простір, укладений мембраною, який відіграє важливу роль в екзоцитозі. Її виявив італійський патолог Камілло Голджі в 1898 р. Під час гістологічних досліджень мозку та назвав його ім'ям. Усередині апарату Гольджі білки ендоплазматичного ретикулума реагують на модифікацію їх з іншими білками або із залишками цукру (глікозилювання).

Таким чином білки спочатку приводяться у свою транспортабельну форму. Потім вони сортуються за призначенням. Однак в апараті Гольджі не створюються нові білки, змінюються лише існуючі.

Анатомія та структура

Апарат Гольджі характеризується штабелями плоских, замкнених мембраною порожнин. Ці порожнини називають цистернами. Як правило, стопка містить три-вісім цистерн. Іноді це може бути до 30 цистерн. Стек має середній діаметр одного мікрометра. Технічний термін для стека - диктиосома.

Кількість диктиосом залежить від типу клітин. Деякі клітини можуть містити до декількох сотень диктиосом. Мікротрубочки забезпечують, що апарат Гольджі в клітинах тварин і людини здебільшого розташований поблизу клітинного ядра та центросом. Однак у більшості рослинних клітин апарат Гольджі розподілений по всій цитоплазмі клітини. Важливою властивістю апарату Гольджі є його поляризація. Сторона, звернена до ендоплазматичного ретикулума, опукла, а сторона, звернена до неї, увігнута. Апарат Гольджі отримує з везикули ендоплазматичного ретикулуму, забезпеченого білком оболонки COP II.

Опукла сторона також відома як мережа cis Golgi (CGN). Сторона, звернена до ER, називається мережею транс-Гольджі (TGN). Мережі Гольджі представляють кілька невеликих цистерн і везикул, які з'єднані між собою. Цистерни між мережами Гольджі - це так звані стеки Гольджі, які мають специфічну ферментативну структуру.

Білки проходять від мережі цис-Гольджі до мережі транс-Гольджі. Існує дві моделі для цього процесу, і обидві, ймовірно, застосовуються.Або везикули рухаються від CGN до TGN, при цьому білки зберігаються, або білки піддаються транспортному переміщенню від везикули до везикули у напрямку до TGN.

Функція та завдання

Апарат Гольджі виконує різноманітні та дуже складні функції. Виникають три сфери відповідальності. Так синтезуються та модифікуються елементи плазматичної мембрани. Секреторні везикули з передавачами і гормонами утворюються і зберігаються. Нарешті, лізосоми створені для зберігання травних ферментів.

Спочатку апарат Гольджі в основному отримує везикули, що містять білки або поліпептиди з ендоплазматичного ретикулума. У межах апарату Гольджі ці білки додатково модифікуються залежно від призначення. Існує або зв'язок із залишками цукру, або з іншими білками. Змінені білки транспортуються до TGN, де їх сортують, упаковують у Golgivesicle, маркують сигнальними речовинами та передають до місця призначення за допомогою різних механізмів транспортування. Більша частина білків транспортується з клітини.

Поза клітини вони використовуються для модифікації позаклітинного матриксу. Це служить міжклітинному зв’язку і стабільності тканини. Крім того, апарат Гольджі утворює первинні лізосоми, які містять літичні ферменти. Ці ферменти використовуються для розчинення клітинних та чужорідних клітин. Найбільша активність ферментів розвивається в кислому діапазоні при рН приблизно 4,5.

Це значення рН може бути досягнуте лише в закритих мембраною реакційних просторах за допомогою протонових насосів. Внутрішня частина лізосоми захищена від кислоти протеоглюканами. Крім того, літичні ферменти модифікуються маннозо-6-фосфатами з метою розпізнавання спеціальними рецепторами на мембрані лізосоми.

Ви можете знайти свої ліки тут

Хвороби

Процеси в апараті Гольджі дуже складні. Розлади транспортної системи можуть призвести до серйозних захворювань, таких як рак або діабет. Точні механізми поки не відомі. Однак проводяться інтенсивні дослідження цієї проблеми. Також є дані, що аутоімунні реакції проти елементів апарату Гольджі можуть призвести до захворювань ревматичного типу.

Більше 75 відсотків пацієнтів із синдромом Шегрена мають антитіло проти білка в апараті Гольджі. Багато пацієнтів з ревматоїдним артритом, ідіопатичним легеневим фіброзом або проліферативним гломерулонефритом також містять антитіла проти білків апарату Гольджі. Відповідні антитіла також були виявлені в ході досліджень різних інфекційних захворювань та раку. Це додаткові реакції в межах цих захворювань, на які, ймовірно, можуть вплинути генетично.

Однак на перебіг захворювання, про який йде мова, може бути суттєво вплинути на нього. Інші дослідження вивчали, серед іншого, безпосередній вплив хламідіозу на апарат Гольджі. Хламідіоз передається статевим шляхом і часто призводить до безпліддя у жінок. Дослідженнями встановлено, що хламідії фрагментують апарат Гольджі та розбивають його на невеликі міні-стеки. Дослідження показали, що це дає можливість хламідії краще розмножуватися та утворювати більше інфекційних частинок.