Vsebina
- Zgradba telesa Golgijev
- Golgijeva struktura in promet
- Encimi: povezava med strukturo in funkcijo
- Encimi in transport
- Vloga v genskem izražanju
- Post-translacijske spremembe
- Vloga v tvorbi veziklov
- Vrste prevoznikov veziklov
- Golgijeva funkcija je stalnica
Večina ljudi je zgradila model celic za znanstveni projekt ali znanstveni projekt v učilnicah, nekaj evkariontskih komponent celic pa je tako zanimivo gledati ali graditi kot Golgijev aparat.
Za razliko od številnih organelov, ki imajo ponavadi bolj enotne in pogosto okrogle oblike, je Golgijev aparat - imenovan tudi kompleks Golgija, Golgijevo telo ali celo samo Golgi - niz ravnih diskov ali vrečk, zloženih skupaj.
Navadnemu opazovalcu je Golgijev aparat videti kot ptičji pogled na labirint ali morda celo kos bombonja.
Ta zanimiva struktura pomaga aparatu Golgi pri njegovi vlogi endomembranski sistem, ki obsega Golgijevo telo in nekaj drugih organelov, vključno z lizosomi in endoplazmatskim retikulumom.
Ti organeli združujejo, da spreminjajo, pakirajo in prevažajo pomembne celične vsebine, kot so lipidi in beljakovine.
Analogija Golgijevega aparata: Golgijev aparat včasih imenujejo tudi pakirnica ali poštna enota celice, ker sprejema molekule in jih spreminja, nato pa te molekule razvršča in naslovi na druge predele celice, tako kot poštni urad s črkami in paketi.
Zgradba telesa Golgijev
Za njegovo delovanje je ključnega pomena struktura Golgijevega aparata.
Pokliče se vsaka ploščata vrečka membrane, ki se zloži skupaj, da tvori organelo cisterne. V večini organizmov je od štiri do osem teh diskov, nekateri organizmi pa imajo lahko v enem telesu Golgija do 60 cistern. Presledki med vrečkami so prav tako pomembni kot torbice same.
Ti prostori so Golgijev aparat lumen.
Znanstveniki Golgijevo telo razdelijo na tri dele: cisterne blizu endoplazemskega retikuluma, ki je cis predel; cisterne daleč stran od endoplazemskega retikuluma, ki je trans predel; in srednje cisterne, imenovane srednji predel.
Te nalepke so pomembne za razumevanje delovanja Golgijevega aparata, ker najbolj oddaljene strani ali mreže Golgijevega telesa opravljajo zelo različne funkcije.
Če si omislite napravo Golgi kot tovarno za pakiranje v celici, si lahko vizualno zamislite stran cis ali cis obraz kot sprejemni dok Golgisa. Tukaj Golgijev aparat prevzame tovor, poslan iz endoplazemskega retikuluma s posebnimi transporterji, imenovanimi vezikli.
Nasprotna stran, imenovana trans lice, je ladijski priklop Golgijevega trupa.
Golgijeva struktura in promet
Po sortiranju in pakiranju Golgijev aparat sprosti beljakovine in lipide s trans lica.
Organela naloži beljakovinski ali lipidni tovor vanj prenašalci veziklov, ki se odcepi od Golgijev, namenjenih drugim mestom v celici. Na primer, lahko nekaj tovora odide v lizosom za recikliranje in razgradnjo.
Po pošiljanju na plazemsko membrano celic se lahko drugi tovor celo navije zunaj celice.
Celica je citoskelet, ki je matrica strukturnih beljakovin, ki dajejo celici obliko in pomagajo organizirati njeno vsebino, zasidrajo Golgijevo telo na mestu v bližini endoplazemskega retikuluma in celičnega jedra.
Ker te organele sodelujejo pri gradnji pomembnih biomolekul, kot so beljakovine in lipidi, je smiselno, da bi ustanovili trgovino v neposredni bližini.
Nekateri proteini v citoskeletu, imenovani mikrotubule, delujejo kot železniški tir med temi organeli in drugimi lokacijami v celici. Tako lahko prevozni vezikli lažje premikajo tovor med organeli in do njihovih končnih ciljev v celici.
Encimi: povezava med strukturo in funkcijo
Kaj se zgodi na Golgiju med sprejemom tovora na cis obratu in pošiljanjem nazaj na premestitev je nekaj večjih del Golgijevega aparata. Gonilna sila te funkcije poganjajo tudi beljakovine.
Vrečice za cisterne v različnih oddelkih telesa Golgi vsebujejo poseben razred beljakovin encimi. Specifični encimi v vsaki vrečki omogočajo spreminjanje lipidov in beljakovin, ko prehajajo z obrazca cis skozi medialni del na poti do obraza.
Te spremembe, ki jih izvajajo različni encimi v vrečkah cisterne, močno vplivajo na rezultate spremenjenih biomolekul. Včasih modifikacije pomagajo, da so molekule funkcionalne in sposobne opravljati svoja dela.
V drugih časih modifikacije delujejo kot nalepke, ki Golgievim ladijskim centrom sporočajo končni namembni kraj biomolekul.
Te spremembe vplivajo na strukturo beljakovin in lipidov. Encimi lahko na primer odstranijo stranske verige sladkorja ali dodajo sladkor, maščobne kisline ali fosfatne skupine v tovor.
••• DruženjeEncimi in transport
Specifični encimi, prisotni v vsaki cisterni, določajo, katere spremembe se zgodijo v teh vrečkah. Na primer, ena sprememba razcepi sladkorno manozo. Ponavadi se to zgodi v prejšnjih oddelkih cis ali medija, na osnovi encimov, ki so tam prisotni.
Druga sprememba dodaja sladkorno galaktozo ali sulfatno skupino biomolekulam. To se ponavadi zgodi na koncu potovanja tovora skozi Golgijevo karoserijo v predalu.
Ker številne modifikacije delujejo kot oznake, Golgijev aparat te podatke uporablja na prednji strani, da zagotovi, da se novo spremenjeni lipidi in beljakovine končajo na pravem mestu. To si lahko predstavljate kot pakete za žigosanje poštnih uradov z nalepkami naslovov in drugimi navodili za pošiljanje pošiljateljev pošte.
Telo Golgi razvrsti tovor na podlagi teh etiket in naloži lipidov in beljakovin v ustrezne prenašalci veziklov, pripravljen za odpremo.
Vloga v genskem izražanju
Številne spremembe, ki se zgodijo v cisternah Golgijevega aparata, so posttralacijske spremembe.
To so spremembe beljakovin, potem ko je protein že sestavljen in zložen. Če želite to razumeti, boste morali v shemi sinteze beljakovin potovati nazaj.
Znotraj jedra vsake celice je DNK, ki deluje kot modrina za gradnjo biomolekul kot beljakovin. Celoten nabor DNK, imenovan the človeški genom, vsebuje tako nekodirajoče DNA kot gene, ki kodirajo beljakovine. Informacije, ki jih vsebuje vsak kodirni gen, dajejo navodila za gradnjo verig aminokislin.
Sčasoma se te verige zložijo v funkcionalne beljakovine.
Vendar se to ne dogaja v merilu ena na ena. Ker obstaja način, da je več človeških beljakovin v genomu kodiranih genov, mora biti vsak gen sposoben proizvajati več beljakovin.
Razmislite tako: če znanstveniki ocenjujejo, da obstaja približno 25.000 človeških genov in več kot milijon človeških beljakovin, to pomeni, da ljudje potrebujejo več kot 40-krat več beljakovin, kot jih imajo posamezni geni.
Post-translacijske spremembe
Rešitev za izgradnjo toliko beljakovin iz tako razmeroma majhnega nabora genov je posttralacijsko spreminjanje.
To je postopek, s katerim celica na novo tvori beljakovine (in druge starejše beljakovine v drugih časih) izvede kemične spremembe, da bi spremenila, kaj počne protein, kje se lokalizira in kako deluje z drugimi molekulami.
Obstaja nekaj pogostih vrst naknadnih translacijskih sprememb. Sem spadajo fosforilacija, glikozilacija, metilacija, acetilacija in lipidiranje.
Post-translacijska modifikacija omogoča celici, da gradi najrazličnejše beljakovine z uporabo relativno majhnega števila genov. Te spremembe spreminjajo način delovanja beljakovin in zato vplivajo na splošno delovanje celic. Na primer, lahko povečajo ali zmanjšajo celične procese, kot so rast celic, odmrtje celice in signalizacija celic.
Nekatere posttralacijske spremembe vplivajo na celične funkcije, povezane s človeško boleznijo, zato lahko ugotovitev, kako in zakaj pride do sprememb, znanstvenikom pomaga pri razvoju zdravil ali drugih načinov zdravljenja teh zdravstvenih stanj.
Vloga v tvorbi veziklov
Ko spremenjeni proteini in lipidi dosežejo transsekcijo, so pripravljeni za razvrščanje in nalaganje v transportne vezikle, ki jih bodo prenesli do končnih ciljev v celici. Da bi to naredili, se Golgijevo telo opira na tiste modifikacije, ki delujejo kot nalepke in organeli povedo, kje naj tovori.
Golgijev aparat naloži sortiran tovor v transporterje veziklov, ki bodo Golgijevo truplo odgnali in odpotovali do končnega cilja, da bodo tovor predali.
A vezikul se sliši zapleteno, vendar je preprosto kroglica tekočine, obdana z membrano, ki ščiti tovor med vezikularnim prevozom. Za aparat Golgi obstajajo tri vrste transportnih veziklov: eksocitotična vezikli, sekretorno veziklov in lizosomal vezikli.
Vrste prevoznikov veziklov
Tako eksocitotični kot sekretorni vezikli zajamejo tovor in ga premaknejo na celično membrano, da se sprosti zunaj celice.
Tam se vezikula zliva z membrano in sprošča tovor zunaj celice skozi pore v membrani. Včasih se to zgodi takoj ob pristajanju na celični membrani. Druge čase transportni vezikel pristane na celični membrani in se nato odloži, čaka na signale zunaj celice, preden sprosti tovor.
Dober primer tovora za eksocitotične vezikule je protitelo, ki ga aktivira imunski sistem, ki mora zapustiti celico, da bi lahko opravljal svoje delo v boju proti patogenom. Nevrotransmiterji, kot je adrenalin, so vrsta molekule, ki se opira na sekretorne vezikle.
Te molekule delujejo kot signali, da pomagajo uskladiti odziv na grožnjo, na primer med "borbo ali begom".
Lizosomalni transportni vezikli premikajo tovor do lizosom, ki je center za recikliranje celice. Ta tovor je na splošno poškodovan ali star, zato ga lizosom odstrani za dele in razkroji neželene sestavne dele.
Golgijeva funkcija je stalnica
Telo Golgija je nedvomno kompleksno in zrelo območje za nenehne raziskave. Čeprav so Golgi prvič videli leta 1897, znanstveniki še vedno delajo na modelu, ki v celoti razloži delovanje Golgijevega aparata.
Eno področje razprave je, kako natančno se tovor premika od cis obrazca do obraza.
Nekateri znanstveniki menijo, da vezikli prevažajo tovor iz ene vrečke za cisterno v drugo. Drugi raziskovalci menijo, da se cisterne same premikajo, tako da zorijo, ko se premikajo od predelka cis do predela in nosijo tovor s seboj.
Slednji je model zorenja.