Các tính năng, chức năng và cấu trúc của Golgi

các Bộ máy Golgi, còn được gọi là phức hợp Golgi, nó là một cơ quan tế bào màng được hình thành bởi một tập hợp các túi phẳng xếp chồng lên nhau; Những túi này có chất lỏng bên trong. Nó được tìm thấy trong một lượng lớn sinh vật nhân chuẩn, như động vật, thực vật và nấm.

Organelle này chịu trách nhiệm xử lý, đóng gói, phân loại, phân phối và sửa đổi protein. Ngoài ra, nó cũng có vai trò trong việc tổng hợp lipid và carbohydrate. Mặt khác, trong các loại rau trong bộ máy Golgi, sự tổng hợp các thành phần của thành tế bào xảy ra.

Bộ máy Golgi được phát hiện vào năm 1888, khi đang nghiên cứu các tế bào thần kinh; người phát hiện ra nó, Camillo Golgi, đã giành giải thưởng Nobel. Cấu trúc có thể được phát hiện bằng cách nhuộm với bạc cromat.

Lúc đầu, sự tồn tại của nội tạng là nghi ngờ đối với các nhà khoa học thời đó và họ gán các quan sát của Golgi cho các sản phẩm tạo tác đơn giản của các kỹ thuật được sử dụng.

Chỉ số

• 1 Đặc điểm chung
• 2 Cấu trúc và thành phần
  • 2.1 Ngoại lệ cấu trúc
  • 2.2 Khu vực của khu phức hợp Golgi
• 3 chức năng
  • 3.1 Glycosyl hóa protein liên kết với màng
  • 3.2 Glycosyl hóa protein liên kết với lysosome
  • 3.3 Chuyển hóa lipid và carbohydrate
  • 3,4 Xuất khẩu
  • 3.5 Mô hình buôn bán protein
  • 3.6 Các chức năng đặc biệt
• 4 tài liệu tham khảo

Đặc điểm chung

Bộ máy Golgi là một cơ quan sinh vật nhân chuẩn có bản chất màng. Nó giống như một số bao tải trong đống, mặc dù tổ chức có thể thay đổi tùy thuộc vào loại tế bào và sinh vật. Nó chịu trách nhiệm sửa đổi protein sau khi dịch.

Ví dụ, một số carbohydrate có thể được thêm vào để tạo thành glycoprotein. Sản phẩm này được đóng gói và phân phối đến khoang tế bào khi cần thiết, chẳng hạn như màng, lysosome hoặc không bào; nó cũng có thể được gửi bên ngoài tế bào. Nó cũng tham gia vào quá trình tổng hợp các phân tử sinh học.

Tế bào học (cụ thể là actin) xác định vị trí của nó, và nói chung, phức hợp nằm ở một khu vực bên trong tế bào gần nhân và trung tâm.

Cấu trúc và thành phần

Sự phức tạp được cấu thành bởi một tập hợp các đĩa ở dạng đĩa, phẳng và được định hình, được gọi là bể chứa Golgian, có độ dày thay đổi.

Những chiếc túi này được xếp chồng lên nhau, theo nhóm bốn hoặc sáu xe tăng. Trong một tế bào động vật có vú, bạn có thể tìm thấy từ 40 đến 100 pin được kết nối với nhau.

Phức hợp Golgi thể hiện một tính năng thú vị: có sự phân cực về mặt cấu trúc và cả chức năng.

Bạn có thể phân biệt giữa mặt cis và mặt trans. Đầu tiên là liên quan đến sự xâm nhập của protein và gần với mạng lưới nội chất. Thứ hai là mặt đầu ra hoặc bài tiết sản phẩm; Chúng được hình thành bởi một hoặc hai bể có hình dạng ống.

Cùng với cấu trúc này là các túi tạo nên hệ thống giao thông. Các đống bao tải được nối với nhau trong một cấu trúc gợi lại hình dạng của một cây cung hoặc một cuộc hẹn.

Ở động vật có vú, phức hợp Golgi bị phân mảnh thành nhiều túi trong quá trình phân chia tế bào. Các mụn nước truyền đến các tế bào con và một lần nữa mang hình thức phức tạp truyền thống.

Ngoại lệ cấu trúc

Tổ chức của phức hợp không phổ biến trong tất cả các nhóm sinh vật. Trong một số loại tế bào, phức hợp không được cấu trúc như các bộ bể chứa được xếp chồng lên nhau theo nhóm; ngược lại, chúng được đặt riêng lẻ Một ví dụ về tổ chức này là nấm Saccharomyces cerevisiae.

Ở một số sinh vật đơn bào, chẳng hạn như toxoplasma hoặc trypanosoma, sự hiện diện của chỉ một đống màng đã được báo cáo.

Tất cả các trường hợp ngoại lệ này chỉ ra rằng việc xếp chồng các cấu trúc là không cần thiết để thực hiện chức năng của nó, mặc dù sự gần gũi giữa các túi làm cho quá trình vận chuyển hiệu quả hơn nhiều.

Theo cùng một cách, một số sinh vật nhân chuẩn cơ bản thiếu các bể chứa này; ví dụ như nấm. Bằng chứng này ủng hộ giả thuyết rằng thiết bị xuất hiện trong một dòng dõi sau sinh vật nhân chuẩn đầu tiên.

Khu vực phức tạp Golgi

Về mặt chức năng, tổ hợp Golgi được chia thành các ngăn sau: mạng cis, bao tải xếp chồng lên nhau - lần lượt được chia thành phân khu giữa và tiểu khu - và mạng chuyển tiếp.

Các phân tử sẽ được sửa đổi nhập vào phức hợp Golgi theo cùng thứ tự đó (mạng cis, theo sau là các phân khu để cuối cùng được bài tiết trong mạng trans).

Hầu hết các phản ứng xảy ra ở các khu vực hoạt động mạnh nhất: các bộ phận trans và nửa.

Chức năng

Chức năng chính của phức hợp Golgi là sự biến đổi protein sau dịch mã nhờ các enzyme mà chúng sở hữu bên trong.

Những sửa đổi này bao gồm các quá trình glycosyl hóa (bổ sung carbohydrate), phosphoryl hóa (thêm một nhóm phosphate), sulfation (thêm một nhóm phosphate) và phân giải protein (thoái hóa protein).

Ngoài ra, phức hợp Golgi tham gia vào quá trình tổng hợp các phân tử sinh học cụ thể. Mỗi chức năng của nó được mô tả chi tiết dưới đây:

Glycosyl hóa protein liên kết với màng

Việc sửa đổi protein thành glycoprotein xảy ra trong bộ máy Golgi. Độ pH axit điển hình bên trong cơ quan rất quan trọng cho quá trình này xảy ra bình thường.

Có một sự trao đổi vật liệu liên tục giữa bộ máy Golgi với mạng lưới nội chất và lysosome. Trong mạng lưới nội chất, protein cũng trải qua các sửa đổi; bao gồm việc bổ sung một oligosacarit.

Khi các phân tử này (N-oligosacarit) xâm nhập vào phức hợp Golgi, chúng sẽ nhận được một loạt các sửa đổi bổ sung. Nếu đích đến của phân tử nói trên được đưa ra khỏi tế bào hoặc nhận được trong màng plasma, điều chỉnh đặc biệt xảy ra..

Những sửa đổi này bao gồm các bước sau: loại bỏ ba dư lượng mannose, bổ sung N-acetylglucosamine, loại bỏ hai mannose và thêm fucose, hai N-acetylglucosamine bổ sung, ba galactose và ba dư lượng axit sialic.

Glycosyl hóa protein liên kết với lysosome

Ngược lại, các protein được định sẵn cho lysosome được sửa đổi theo cách sau: không có loại bỏ mannoses như một bước ban đầu; thay vào đó, sự phosphoryl hóa các dư lượng này xảy ra. Bước này xảy ra trong khu vực cis của phức tạp.

Tiếp theo, các nhóm N-acetylglucosamine được loại bỏ để lại mannoses với phosphate được thêm vào trong oligosacarit. Những phốt phát này chỉ ra rằng protein phải được nhắm mục tiêu cụ thể đến lysosome.

Các thụ thể chịu trách nhiệm nhận biết các phốt phát chỉ ra số phận nội bào của chúng nằm trong mạng lưới trans.

Chuyển hóa lipid và carbohydrate

Sự tổng hợp glycolipids và sprialomyelin xảy ra trong phức hợp Golgi, sử dụng ceramide làm phân tử gốc (được tổng hợp trước đó trong mạng lưới nội chất). Quá trình này trái với phần còn lại của phospholipid tạo nên màng plasma, có nguồn gốc từ glycerol.

Sphingomyelin là một lớp của sphingolipid. Nó là một thành phần phong phú của màng của động vật có vú, đặc biệt là các tế bào thần kinh, nơi chúng là một phần của vỏ myelin.

Sau khi tổng hợp, chúng được vận chuyển đến vị trí cuối cùng của chúng: màng plasma. Đầu cực của chúng nằm ở phía ngoài bề mặt tế bào; những yếu tố này có vai trò cụ thể trong quá trình nhận dạng tế bào.

Trong các tế bào thực vật, bộ máy Golgi góp phần tổng hợp các polysacarit tạo nên thành tế bào, đặc biệt là hemiaellulose và pectin. Bằng phương tiện vận chuyển mụn nước, các polyme này được đưa ra bên ngoài tế bào.

Ở thực vật, bước này rất quan trọng và khoảng 80% hoạt động của mạng lưới được gán cho quá trình tổng hợp polysacarit. Trên thực tế, trong tế bào thực vật, hàng trăm bào quan này đã được báo cáo.

Xuất khẩu

Các phân tử sinh học khác nhau - protein, carbohydrate và lipid - được chuyển đến các điểm đến tế bào của chúng bằng phức hợp Golgi. Protein có một loại "mã" chịu trách nhiệm thông báo đích đến mà nó thuộc về.

Chúng được vận chuyển trong các túi rời khỏi mạng lưới trans và di chuyển đến khoang tế bào xác định.

Các protein có thể được đưa đến màng bằng một con đường cấu thành cụ thể. Đó là lý do tại sao có sự kết hợp liên tục của protein và lipid vào màng plasma. Các protein có đích đến cuối cùng là phức hợp Golgi, được giữ lại bởi điều này.

Ngoài con đường cấu thành, các protein khác liên kết với bên ngoài tế bào và xảy ra bởi các tín hiệu từ môi trường, được gọi là hormone, enzyme hoặc chất dẫn truyền thần kinh.

Ví dụ, trong các tế bào tuyến tụy, các enzyme tiêu hóa được đóng gói trong các túi chỉ được tiết ra khi phát hiện thức ăn.

Nghiên cứu gần đây báo cáo sự tồn tại của các con đường thay thế cho protein màng không đi qua bộ máy Golgi. Tuy nhiên, những con đường của bỏ qua "Không thông thường" được thảo luận trong tài liệu.

Mô hình buôn bán protein

Có năm mô hình để giải thích việc buôn bán protein trong thiết bị. Đầu tiên liên quan đến sự lưu thông của vật liệu giữa các khoang ổn định, mỗi ngăn có các enzyme cần thiết để thực hiện các chức năng cụ thể. Mô hình thứ hai liên quan đến sự trưởng thành của xe tăng dần.

Phần thứ ba cũng đề xuất sự trưởng thành của bao tải nhưng với sự kết hợp của một thành phần mới: vận chuyển hình ống. Theo mô hình, ống rất quan trọng trong giao thông theo cả hai hướng.

Mô hình thứ tư đề xuất rằng tổ hợp hoạt động như một đơn vị. Mô hình thứ năm và cuối cùng là mô hình gần đây nhất và lập luận rằng phức tạp được chia thành các ngăn khác nhau.

Chức năng đặc biệt

Trong một số loại tế bào, phức hợp Golgi có các chức năng cụ thể. Các tế bào của tuyến tụy có cấu trúc chuyên biệt để tiết insulin.

Các loại máu khác nhau ở người là một ví dụ về các kiểu glycosyl hóa khác biệt. Hiện tượng này được giải thích bởi sự hiện diện của các alen khác nhau mã hóa cho glucotransferase.

Tài liệu tham khảo

1. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Tế bào: Cách tiếp cận phân tử. Cộng sự.
2. Kühnel, W. (2005). Màu sắc của tế bào học và mô học. Ed. Panamericana Y tế.
3. Maeda, Y., & Kinoshita, T. (2010). Môi trường axit của Golgi rất quan trọng đối với quá trình glycosyl hóa và vận chuyển. Các phương pháp trong enzyme, 480, 495-510.
4. Munro, S. (2011). Q & A: Bộ máy Golgi là gì và tại sao chúng ta hỏi?. Sinh học BMC, 9(1), 63.
5. Rothman, J. E. (1982). Bộ máy Golgi: vai trò cho các ngăn riêng biệt 'và không truyền'. Tái chế màng, 120.
6. Tachikawa, M., & Mochizuki, A. (2017). Bộ máy Golgi tự tổ chức thành hình dạng đặc trưng thông qua động lực tái cấu trúc postmitotic. Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, 114(20), 5177-5182.
7. Wang, Y., & Seemann, J. (2011). Sinh học Golgi. Quan điểm của Cold Spring Harbor trong sinh học, 3(10), a005330.