Golgi aparát

Z Golgi aparát patrí do bunkových organel a používa sa na modifikáciu a triedenie proteínov. Úzko spolupracuje s endoplazmatickým retikulom. Podieľa sa tiež na tvorbe sekrétov.

Čo je Golgiho prístroj?

Golgiho aparát je dôležitá bunková organela, v ktorej sa bielkoviny produkované v endoplazmatickom retikule menia a triedia. Vytvára tiež lyzozómy, ktoré obsahujú enzýmy na rozklad endogénnych a exogénnych proteínov. Lyzozómy sú membránou uzavreté bunkové organely, ktoré prostredníctvom protónových púmp vytvárajú vo vnútri nízku hodnotu pH a tým okysľujú enzýmy.

Golgiho aparát je prítomný v každej eukaryotickej bunke a tvorí membránou uzavretý reakčný priestor, ktorý hrá dôležitú úlohu pri exocytóze. Objavil ho taliansky patológ Camillo Golgi v roku 1898 pri histologických vyšetreniach mozgu a pomenoval ho. Vo vnútri Golgiho aparátu reagujú proteíny endoplazmatického retikula na ich modifikáciu inými proteínmi alebo zvyškami cukru (glykozylácia).

Týmto spôsobom sa proteíny najskôr uvedú do svojej prenosnej formy. Potom sú zoradené podľa miesta určenia. V Golgiho aparáte sa však nevytvárajú žiadne nové proteíny, iba existujúce proteíny sa menia.

Anatómia a štruktúra

Golgiho aparát je charakterizovaný stohmi plochých, membránou uzavretých dutín. Tieto dutiny sa nazývajú cisterny. Zásobník spravidla obsahuje tri až osem cisterien. Niekedy to môže byť až 30 cisterien. Stoh má stredný priemer jeden mikrometer. Technický výraz pre komín je diktátor.

Počet dictyozómov závisí od typu bunky. Niektoré bunky môžu obsahovať až niekoľko stoviek dictyozómov. Mikrotubuly zaisťujú, že Golgiho aparát v živočíšnych a ľudských bunkách je väčšinou blízko bunkového jadra a centrosómov. Vo väčšine rastlinných buniek je však Golgiho aparát distribuovaný po celej cytoplazme bunky. Dôležitou vlastnosťou Golgiho aparátu je jeho polarizácia. Strana obrátená k endoplazmatickému retikulu je vypuklá a strana odvrátená od nej je konkávna. Golgiho aparát prijíma z endoplazmatických vezikúl retikula vybavených obalovým proteínom COP II.

Konvexná strana je známa aj ako cis Golgiho sieť (CGN). Strana smerujúca preč od ER sa nazýva trans-Golgiho sieť (TGN). Siete Golgi predstavujú niekoľko malých cisterien a vezikúl, ktoré sú vzájomne prepojené. Cisterny medzi Golgiho sieťami sú tzv. Golgiho komíny, ktoré majú špecifickú enzymatickú štruktúru.

Proteíny prebiehajú zo siete cis-Golgi do siete trans-Golgi. Pre tento proces existujú dva modely a oba sa pravdepodobne budú uplatňovať.Buď sa vezikuly pohybujú z CGN do TGN, pričom proteíny zostávajú zachované, alebo sa proteíny podrobia transportnému pohybu z vezikúl do vezikúl v smere k TGN.

Funkcia a úlohy

Golgiho aparát má rozmanité a veľmi zložité funkcie. Objavujú sa tri oblasti zodpovednosti. Takto sa syntetizujú a modifikujú prvky plazmovej membrány. Tvoria sa a ukladajú sa sekrečné vezikuly s vysielačmi a hormónmi. Nakoniec sa vyrábajú lyzozómy na ukladanie tráviacich enzýmov.

Na začiatku Golgiho prístroj prijíma hlavne vezikuly obsahujúce proteíny alebo polypeptidy z endoplazmatického retikula. V Golgiho aparáte sa tieto proteíny ďalej modifikujú v závislosti od ich zamýšľaného použitia. Existuje väzba s cukrovými zvyškami alebo s inými proteínmi. Modifikované proteíny sa transportujú do TGN, kde sa triedia, balia do Golgivesikuly, označujú signalizačnými látkami a posielajú sa na miesto určenia rôznymi transportnými mechanizmami. Väčšina proteínov sa transportuje z bunky.

Mimo bunky sa používajú na modifikáciu extracelulárnej matrice. Toto slúži na medzibunkovú komunikáciu a stabilitu tkaniva. Golgiho aparát ďalej vytvára primárne lyzozómy, ktoré obsahujú lytické enzýmy. Tieto enzýmy sa používajú na rozpustenie látok špecifických pre bunky a cudzích buniek. Enzýmy vyvíjajú svoju najväčšiu aktivitu v kyslom rozmedzí pri pH približne 4,5.

Túto hodnotu pH je možné dosiahnuť iba v membránou uzavretých reakčných priestoroch pomocou protónových čerpadiel. Interiér lyzozómu je vybavený kyselinovou ochranou pozostávajúcou z proteoglukánov. Okrem toho sú lytické enzýmy modifikované manózou-6-fosfátmi, aby ich rozpoznali špeciálne receptory na lyzozómovej membráne.

Svoje lieky nájdete tu

choroby

Procesy v Golgiho aparáte sú veľmi zložité. Poruchy dopravného systému môžu viesť k vážnym ochoreniam, ako je rakovina alebo cukrovka. Presné mechanizmy ešte nie sú známe. Tento problém sa však intenzívne skúma. Existujú tiež dôkazy, že autoimunitné reakcie proti prvkom Golgiho aparátu môžu viesť k chorobám reumatického typu.

Viac ako 75 percent pacientov so Sjögrenovým syndrómom má v Golgiho aparáte protilátku proti proteínu. Mnoho pacientov s reumatoidnou artritídou, idiopatickou pľúcnou fibrózou alebo proliferatívnou glomerulonefritídou tiež nesie protilátky proti proteínom Golgiho aparátu. Zodpovedajúce protilátky boli tiež objavené v priebehu vyšetrovania rôznych infekčných chorôb a rakoviny. Toto sú ďalšie reakcie v rámci týchto chorôb, ktoré sú pravdepodobne geneticky ovplyvnené.

Priebeh danej choroby však môže byť významne ovplyvnený. Iné štúdie skúmali okrem iného priamy vplyv chlamýdií na Golgiho aparát. Chlamydia je sexuálne prenosná a u žien často vedie k neplodnosti. Výskum zistil, že chlamydia fragmentuje Golgiho aparát a rozdeľuje ho na malé stohy. Štúdie ukázali, že to umožňuje chlamydiám množiť sa lepšie a produkovať viac infekčných častíc.