Fitur, Fungsi, dan Struktur Perangkat Golgi



itu Aparat Golgi, juga dikenal sebagai kompleks Golgi, itu adalah organel seluler membran yang dibentuk oleh satu set vesikel datar yang ditumpuk bersama; Tas-tas ini memiliki cairan di dalamnya. Ini ditemukan dalam berbagai macam eukariota, seperti hewan, tumbuhan dan jamur.

Organel ini bertanggung jawab untuk pemrosesan, pengemasan, klasifikasi, distribusi, dan modifikasi protein. Selain itu, ia juga memiliki peran dalam sintesis lipid dan karbohidrat. Di sisi lain, pada sayuran dalam peralatan Golgi terjadi sintesis komponen dinding sel.

Aparat Golgi ditemukan pada tahun 1888, saat mempelajari sel-sel saraf; penemunya, Camillo Golgi, memenangkan Hadiah Nobel. Struktur dapat dideteksi dengan pewarnaan dengan kromat perak.

Pada awalnya keberadaan organ itu diragukan bagi para ilmuwan saat itu dan mereka menghubungkan pengamatan Golgi dengan produk artefak sederhana dari teknik yang digunakan..

Indeks

  • 1 Karakteristik umum
  • 2 Struktur dan komposisi
    • 2.1 Pengecualian struktural
    • 2.2 Wilayah kompleks Golgi
  • 3 Fungsi
    • 3.1 Glikosilasi protein yang terikat pada membran
    • 3.2 Glikosilasi protein yang terikat pada lisosom
    • 3.3 Metabolisme lipid dan karbohidrat
    • 3.4 Ekspor
    • 3.5 Model perdagangan protein
    • 3.6 Fungsi khusus
  • 4 Referensi

Karakteristik umum

Aparat Golgi adalah organel eukariotik yang memiliki sifat membran. Itu menyerupai beberapa karung dalam tumpukan, meskipun organisasi dapat bervariasi tergantung pada jenis sel dan organisme. Ini bertanggung jawab untuk modifikasi protein setelah terjemahan.

Sebagai contoh, beberapa karbohidrat dapat ditambahkan untuk membentuk glikoprotein. Produk ini dikemas dan didistribusikan ke kompartemen sel di mana diperlukan, seperti membran, lisosom atau vakuola; itu juga dapat dikirim ke luar sel. Ini juga berpartisipasi dalam sintesis biomolekul.

Sitoskeleton (khususnya aktin) menentukan lokasinya, dan umumnya kompleks terletak di area interior sel dekat nukleus dan centrosome.

Struktur dan komposisi

Kompleks ini dibentuk oleh seperangkat cakram dalam bentuk cakram, datar dan berlubang, disebut waduk Golgian, dengan ketebalan bervariasi..

Tas-tas ini ditumpuk, dalam kelompok empat atau enam tangki. Dalam sel mamalia, Anda dapat menemukan antara 40 dan 100 baterai yang saling terhubung.

Kompleks Golgi menghadirkan fitur yang menarik: ada polaritas dalam hal struktur dan juga fungsi.

Anda dapat membedakan antara wajah cis dan wajah trans. Yang pertama terkait dengan masuknya protein dan dekat dengan retikulum endoplasma. Yang kedua adalah wajah keluaran atau sekresi produk; Mereka dibentuk oleh satu atau dua tangki yang memiliki bentuk tubular.

Bersamaan dengan struktur ini adalah vesikel yang membentuk sistem transportasi. Tumpukan karung disatukan dalam struktur yang mengingatkan bentuk busur atau janji temu.

Pada mamalia, kompleks Golgi terfragmentasi menjadi beberapa vesikel selama proses pembelahan sel. Vesikel melewati sel anak dan kembali mengambil bentuk tradisional kompleks.

Pengecualian struktural

Organisasi kompleks tidak umum di semua kelompok organisme. Dalam beberapa jenis sel kompleks tidak terstruktur sebagai set tangki yang ditumpuk dalam kelompok; sebaliknya, mereka berada secara individual. Contoh dari organisasi ini adalah jamur Saccharomyces cerevisiae.

Pada beberapa organisme uniseluler, seperti toksoplasma atau trypanosoma, kehadiran hanya satu tumpukan membran telah dilaporkan.

Semua pengecualian ini menunjukkan bahwa penumpukan struktur tidak penting untuk memenuhi fungsinya, meskipun kedekatan antara kantong membuat proses transportasi jauh lebih efisien.

Dengan cara yang sama, beberapa eukariota basal kekurangan tangki ini; misalnya jamur. Bukti ini mendukung teori bahwa perangkat muncul dalam garis keturunan setelah eukariota pertama.

Daerah kompleks Golgi

Secara fungsional, kompleks Golgi dibagi ke dalam kompartemen-kompartemen berikut: jaringan cis, karung bertumpuk - yang pada gilirannya dibagi menjadi sub-kompartemen tengah dan trans - dan jaringan trans.

Molekul yang akan dimodifikasi memasuki kompleks Golgi mengikuti urutan yang sama (jaringan cis, diikuti oleh subkompartemen untuk akhirnya diekskresikan dalam jaringan trans).

Sebagian besar reaksi terjadi di area yang paling aktif: subkotak trans dan setengah.

Fungsi

Fungsi utama kompleks Golgi adalah modifikasi protein pasca-translasi berkat enzim yang dimilikinya di dalam.

Modifikasi ini meliputi proses glikosilasi (penambahan karbohidrat), fosforilasi (penambahan gugus fosfat), sulfasi (penambahan gugus fosfat) dan proteolisis (degradasi protein).

Selain itu, kompleks Golgi terlibat dalam sintesis biomolekul spesifik. Masing-masing fungsinya dijelaskan secara rinci di bawah ini:

Glikosilasi protein yang terikat pada membran

Modifikasi protein menjadi glikoprotein terjadi pada aparatus Golgi. PH asam khas di dalam organel sangat penting untuk proses ini terjadi secara normal.

Ada pertukaran bahan yang konstan antara peralatan Golgi dengan retikulum endoplasma dan lisosom. Pada retikulum endoplasma, protein juga mengalami modifikasi; ini termasuk penambahan oligosakarida.

Ketika molekul-molekul ini (N-oligosaccharides) memasuki kompleks Golgi, mereka menerima serangkaian modifikasi tambahan. Jika tujuan molekul tersebut adalah untuk dibawa keluar dari sel atau diterima dalam membran plasma, modifikasi khusus terjadi..

Modifikasi ini meliputi langkah-langkah berikut: penghapusan tiga residu manosa, penambahan N-asetilglukosamin, eliminasi dua manosa dan penambahan fosa, dua tambahan N-asetilglukosamin, tiga galaktosa dan tiga residu asam sialat.

Glikosilasi protein terikat pada lisosom

Sebaliknya, protein yang diperuntukkan bagi lisosom dimodifikasi dengan cara berikut: tidak ada penghilangan mannosis sebagai langkah awal; sebaliknya, fosforilasi residu ini terjadi. Langkah ini terjadi di wilayah cis kompleks.

Selanjutnya, gugus N-acetylglucosamine dieliminasi meninggalkan mannosis dengan fosfat ditambahkan dalam oligosaccharide. Fosfat ini menunjukkan bahwa protein harus ditargetkan secara khusus untuk lisosom.

Reseptor yang bertanggung jawab untuk mengenali fosfat yang mengindikasikan nasib intraselulernya terletak di jaringan trans.

Metabolisme lipid dan karbohidrat

Sintesis glikolipid dan sphingomyelin terjadi di kompleks Golgi, menggunakan ceramide sebagai molekul asal (sebelumnya disintesis dalam retikulum endoplasma). Proses ini bertentangan dengan sisa fosfolipid yang membentuk membran plasma, yang berasal dari gliserol.

Sphingomyelin adalah kelas sphingolipid. Ini adalah komponen berlimpah dari selaput mamalia, khususnya sel-sel saraf, di mana mereka adalah bagian dari selubung mielin.

Setelah sintesis mereka, mereka diangkut ke lokasi terakhir mereka: membran plasma. Kepala kutub mereka terletak di bagian luar permukaan seluler; elemen-elemen ini memiliki peran spesifik dalam proses pengenalan seluler.

Dalam sel tanaman, alat Golgi berkontribusi pada sintesis polisakarida yang membentuk dinding sel, khususnya hemiselulosa dan pektin. Melalui transportasi vesikuler, polimer ini dibawa ke luar sel.

Pada tanaman, langkah ini sangat penting dan sekitar 80% aktivitas retikulum ditugaskan pada sintesis polisakarida. Faktanya, dalam sel tanaman, ratusan organel ini telah dilaporkan.

Ekspor

Berbagai biomolekul - protein, karbohidrat dan lipid - ditransfer ke tujuan seluler mereka oleh kompleks Golgi. Protein memiliki semacam "kode" yang bertanggung jawab untuk menginformasikan tujuan tempatnya.

Mereka diangkut dalam vesikel yang keluar dari jaringan trans dan pindah ke kompartemen sel yang ditentukan.

Protein dapat dibawa ke membran dengan jalur konstitutif spesifik. Itulah sebabnya ada penggabungan protein dan lipid secara terus-menerus ke membran plasma. Protein yang tujuan akhirnya adalah kompleks Golgi, dipertahankan oleh ini.

Selain jalur konstitutif, protein lain terikat pada bagian luar sel dan terjadi oleh sinyal dari lingkungan, yang disebut hormon, enzim atau neurotransmiter..

Misalnya, dalam sel pankreas, enzim pencernaan dikemas dalam vesikel yang hanya disekresikan saat makanan terdeteksi.

Penelitian terbaru melaporkan adanya jalur alternatif untuk protein membran yang tidak melewati alat Golgi. Namun, jalan ini memotong "Tidak konvensional" dibahas dalam literatur.

Model perdagangan protein

Ada lima model untuk menjelaskan perdagangan protein dalam perangkat. Yang pertama melibatkan lalu lintas material antara kompartemen stabil, masing-masing memiliki enzim yang diperlukan untuk memenuhi fungsi tertentu. Model kedua melibatkan pematangan tangki secara progresif.

Yang ketiga juga mengusulkan pematangan karung tetapi dengan penggabungan komponen baru: transportasi tubular. Menurut model, tubulus penting dalam lalu lintas di kedua arah.

Model keempat mengusulkan bahwa kompleks bekerja sebagai satu kesatuan. Model kelima dan terakhir adalah yang terbaru dan berpendapat bahwa kompleks dibagi menjadi beberapa kompartemen yang berbeda.

Fungsi khusus

Dalam jenis sel tertentu kompleks Golgi memiliki fungsi spesifik. Sel-sel pankreas memiliki struktur khusus untuk sekresi insulin.

Berbagai jenis darah pada manusia adalah contoh pola glikosilasi diferensial. Fenomena ini dijelaskan oleh adanya alel-alel berbeda yang mengkode glukotransferase.

Referensi

  1. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Sel: Pendekatan molekuler. Sinauer Associates.
  2. Kühnel, W. (2005). Warna atlas sitologi dan histologi. Ed. Panamericana Medical.
  3. Maeda, Y., & Kinoshita, T. (2010). Lingkungan asam Golgi sangat penting untuk glikosilasi dan transportasi. Metode dalam enzim, 480, 495-510.
  4. Munro, S. (2011). T & J: Apa aparat Golgi, dan mengapa kita bertanya?. Biologi BMC, 9(1), 63.
  5. Rothman, J. E. (1982). Aparat Golgi: peran untuk kompartemen 'cis' dan'trans yang berbeda. Daur Ulang Membran, 120.
  6. Tachikawa, M., & Mochizuki, A. (2017). Peralatan Golgi mengatur diri sendiri ke dalam bentuk karakteristik melalui dinamika reassembly postmitotic. Prosiding Akademi Sains Nasional, 114(20), 5177-5182.
  7. Wang, Y., & Seemann, J. (2011). Biogenesis golgi. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 3(10), a005330.