Golgi Apparatus: Funktion, struktur (med analogi og diagram)

De fleste har bygget en cellemodel til et videnskabsmesse eller et videnskabsprojekt, og få eukaryote cellekomponenter er lige så interessante at se på eller bygge som Golgi-apparatet.

I modsætning til mange organeller, der har tendens til at have mere ensartede og ofte runde former, er Golgi-apparatet - også kaldet Golgi-komplekset, Golgi-krop eller endda bare Golgi - en række flade diske eller poser, der er stablet sammen.

For den afslappede iagttager ser Golgi-apparatet ud som et fugleperspektiv af en labyrint eller måske endda et stykke båndgodteri.

Denne interessante struktur hjælper Golgi-apparatet med sin rolle som en del af endomembransystemet, der omfatter Golgi-kroppen og et par andre organeller, inklusive lysosomer og endoplasmisk retikulum.

Disse organeller går sammen om at ændre, pakke og transportere vigtigt celleindhold, såsom lipider og proteiner.

Analogi fra Golgi-apparater: t han Golgi-apparatur kaldes undertiden pakningsanlægget eller postens kontor, fordi det modtager molekyler og foretager ændringer i dem, sorterer og adresserer disse molekyler til transport til andre områder af cellen, ligesom et postkontor gør med bogstaver og pakker.
Struktur af Golgi-kroppen

Strukturen af Golgi-apparatet er afgørende for dets funktion.

Hver af de flade poser med membran, der stables sammen for at danne organellen, er kaldte cisternae. I de fleste organismer er der fire til otte af disse diske, men nogle organismer kan have op til 60 cisternaer i en enkelt Golgi-krop. Mellemrummet mellem hver pose er lige så vigtige som poserne i sig selv.

Disse rum er Golgi-apparatets lumen.

Forskere deler Golgi-kroppen i tre dele: cisternae tæt på endoplasmatisk retikulum, som er cis-rummet; cisternae langt væk fra den endoplasmatiske retikulum, som er transkuparummet; og den midterste cisternae, kaldet det mediale rum.

Disse etiketter er vigtige for at forstå, hvordan Golgi-apparatet fungerer, fordi de yderste sider eller netværk af Golgi-kroppen udfører meget forskellige funktioner.

Hvis du tænker på Golgi-apparatet som cellens pakningsanlæg, kan du visualisere cis-siden eller cis-ansigtet som Golgis modtagerdock. Her indtager Golgi-apparatet last sendt fra den endoplasmatiske retikulum gennem specielle transportører kaldet vesikler.

Den modsatte side, kaldet transoverfladen, er Golgi-kropens forsendelsesdock.
Golgi Structure and Transport

Efter sortering og emballering frigiver Golgi-apparatet proteiner og lipider fra transfladen.

Organellen indlæser protein- eller lipidbelastningen i vesikeltransportører, som knopper ud fra Golgi, bestemt til andre steder i cellen. For eksempel kan en del last gå til lysosomet for genanvendelse og nedbrydning.

Anden last kan endda vinde op uden for cellen efter forsendelse til cellens plasmamembran.

Cellens cytoskelet, som er en matrix af strukturelle proteiner, der giver cellen sin form og hjælper med at organisere dens indhold, forankrer Golgi-legemet på plads nær det endoplasmatiske retikulum og cellekernen.

Da disse organeller arbejder sammen om at opbygge vigtige biomolekyler, såsom proteiner og lipider, er det fornuftigt for dem at etablere butik i nærheden af hinanden.

Nogle af proteinerne i cytoskelettet, kaldet mikrotubuli, fungerer som jernbanespor mellem disse organeller såvel som andre placeringer inden for celle. Dette gør det nemt for transportvesikler at flytte last mellem organellerne og til deres endelige destinationer i cellen.
Enzymer: Forbindelsen mellem struktur og funktion

Hvad sker der i Golgien mellem modtagelse af lasten ved cis-ansigt og forsendelse af det igen ved trans-ansigtet er noget af det største arbejde i Golgi-apparatet. Drivkraften bag denne funktion er også drevet af proteiner.

Cisternaposerne i de forskellige rum i Golgi-kroppen indeholder en særlig klasse proteiner kaldet enzymer. De specifikke enzymer i hver pose gør det i stand til at modificere lipider og proteiner, når de passerer fra cisfladen gennem det mediale rum på vej til trans-face.

Disse ændringer udført af de forskellige enzymer i cisternaeposerne en enorm forskel i de modificerede biomolekylers resultater. Undertiden hjælper ændringerne med at gøre molekylerne funktionelle og i stand til at udføre deres job.

På andre tidspunkter fungerer modifikationerne som etiketter, der informerer Golgi-apparats forsendelsescenter om biomolekylernes endelige destination.

Disse modifikationer påvirker strukturen af proteiner og lipider. F.eks. Kan enzymer fjerne sukkersidekæder eller tilføje sukker, fedtsyre eller fosfatgrupper til lasten.
••• Sciencing af enzymer og transport

De specifikke enzymer, der findes i hver cisternae, bestemmer hvilke modifikationer sker i de cisternale poser. F.eks. Spalter en modifikation sukkermannosen. Dette forekommer normalt i de tidligere cis- eller mediale rum, baseret på de enzymer, der er til stede der.

En anden ændring tilføjer sukkergalactose eller en sulfatgruppe til biomolekylerne. Dette sker normalt nær slutningen af lastens rejse gennem Golgi-kroppen i transitterrummet.

Da mange af ændringerne fungerer som etiketter, bruger Golgi-apparatet denne information på trans-fasen for at sikre, at den nyligt ændrede lipider og proteiner afvikles ved den rigtige destination. Du kan forestille dig dette som et postkontorstemplingspakker med adressetiketter og andre forsendelsesinstruktioner til mailhandlerne.

Golgi-kroppen sorterer lasten baseret på disse etiketter og indlæser lipider og proteiner i de passende vesiketransportører, klar til at blive sendt ud.
Rolle in Gen Expression

Mange af de ændringer, der finder sted i cisternae i Golgi-apparatet, er post-translationelle modifikationer.

Dette er ændringer foretaget til proteiner efter at proteinet allerede er blevet bygget og foldet. For at give mening om dette skal du rejse bagud i skemaet med proteinsyntese.

Inde i kernen i hver celle er der DNA, der fungerer som en plan for at opbygge biomolekyler som proteiner. Det komplette sæt DNA, kaldet det humane genom, indeholder både ikke-kodende DNA og proteinkodende gener. Oplysningerne indeholdt i hvert kodende gen giver instruktionerne for opbygning af kæder af aminosyrer.

Til sidst foldes disse kæder ind i funktionelle proteiner.

Dette sker dog ikke på en en-til- en skala. Da der er måde, langt flere humane proteiner end der er kodende gener i genomet, skal hvert gen have evnen til at producere flere proteiner.

Tænk på det på denne måde: hvis forskere vurderer, at der er omkring 25.000 mennesker gener og over 1 million humane proteiner, det betyder, at mennesker har brug for over 40 gange mere proteiner end de har individuelle gener.
Post-Translational Modifikationer

Løsningen til at opbygge så mange proteiner fra et så relativt lille sæt gener er post-translationel modifikation.

Dette er den proces, hvor cellen foretager kemiske modifikationer af de nyligt dannede proteiner (og ældre proteiner på andre tidspunkter) for at ændre, hvad proteinet gør, hvor det lokaliseres og hvordan det interagerer med andre molekyler.

Der er et par almindelige typer post-translationel modifikation. Disse inkluderer fosforylering, glykosylering, methylering, acetylering og lipidering.