Golgiho aparát je jednou z bunkových organel a slúži na modifikáciu a triedenie proteíny. Úzko spolupracuje s endoplazmatickým retikulom. Podieľa sa tiež na tvorbe sekrécie.
Čo je to Golgiho aparát?
Golgiho aparát predstavuje dôležitú bunkovú organelu, v ktorej proteíny produkované v endoplazmatickom retikule sa modifikujú a triedia. Ďalej tvorí lyzozómy, ktoré obsahujú enzýmy na degradáciu endogénnych a exogénnych proteíny. Lyzozómy sú membránovo uzavreté bunkové organely, ktoré vo svojom vnútri vytvárajú nízke pH pomocou protónových púmp, čím okysľujú enzýmy. Golgiho aparát je prítomný v každej eukaryotickej bunke a vytvára membránou uzavretý reakčný priestor, ktorý hrá dôležitú úlohu pri exocytóze. Objavil ho taliansky patológ Camillo Golgi v roku 1898 počas histologických štúdií mozog a pomenovaná po ňom. Vo vnútri Golgiho aparátu reagujú proteíny endoplazmatického retikula s inými proteínmi alebo s cukor zvyšky (glykozylácia), aby sa upravili. Týmto spôsobom sa proteíny najskôr prevedú na svoju prenosnú formu. Nasleduje triedenie podľa miesta určenia. V rámci Golgiho aparátu sa však negenerujú žiadne nové proteíny, modifikujú sa iba tie súčasné.
Anatómia a štruktúra
Golgiho aparát sa vyznačuje hromadami plytkých dutín uzavretých membránou. Tieto dutiny sa označujú ako cisterny. Zásobník zvyčajne obsahuje tri až osem cisterien. Niekedy môže byť aj 30 cisterien. Stoh má priemerný priemer jedného mikrometra. Odborný výraz komína je diktyozóm. Počet diktyozómov závisí od typu bunky. Napríklad niektoré bunky môžu obsahovať až niekoľko stoviek diktyozómov. Mikrotubuly zabezpečujú, že sa Golgiho aparát nachádza väčšinou v blízkosti jadra a centrozómov v bunkách zvierat a ľudí. Avšak vo väčšine rastlinných buniek je Golgiho aparát distribuovaný v celej cytoplazme bunky. Dôležitou vlastnosťou Golgiho aparátu je jeho polarizácia. Strana obrátená k endoplazmatickému retikulu je konvexná a strana odvrátená od nej je konkávna. Golgiho aparát tak prijíma vezikuly vybavené plášťovým proteínom COP II z endoplazmatického retikula. Konvexná strana sa tiež nazýva cis-Golgiho sieť (CGN). Strana odvrátená od ER sa nazýva trans-Golgiho sieť (TGN). Sieť Golgi predstavuje viac malých cisterien a vezikúl, ktoré sú navzájom prepojené. Cisterny umiestnené medzi sieťami Golgi sú takzvané Golgiho komíny, ktoré majú špecifickú enzymatickú konfiguráciu. V tomto procese proteíny prechádzajú zo siete cis-Golgi do siete trans-Golgi. Existujú dva modely tohto procesu, ktoré pravdepodobne platia. Buď sa vezikuly pohybujú z CGN do TGN, v takom prípade sa proteíny zachovávajú, alebo proteíny prechádzajú transportným pohybom z vezikuly do vezikuly smerom k TGN.
Funkcia a úlohy
Golgiho aparát má rôzne a veľmi zložité funkcie. Kryštalizujú sa tri oblasti zodpovednosti. Takto sú prvky plazmatickej membrány syntetizované a modifikované. Sekrečné vezikuly obsahujúce vysielače a hormóny sa tvoria a ukladajú. Nakoniec sa vyrábajú lyzozómy na ukladanie zažívacieho traktu enzýmy. Golgiho aparát spočiatku prijíma vezikuly obsahujúce proteíny alebo polypeptidy hlavne z endoplazmatického retikula. V rámci Golgiho aparátu sú tieto proteíny ďalej modifikované v závislosti od ich zamýšľaného použitia. Teda buď viazanie s cukor zvyškov alebo s ďalšími proteínmi. Modifikované proteíny sa transportujú do TGN, kde sa roztriedia, zabalia do Golgiho vezikúl, označia sa signálnymi látkami a pomocou rôznych transportných mechanizmov sa dopravia na miesto určenia. Pri tomto procese sa väčšina proteínov transportuje z bunky. Mimo bunky sa používajú na modifikáciu extracelulárnej matrice. To slúži na medzibunkovú komunikáciu a stabilitu tkaniva. Ďalej Golgiho aparát vytvára primárne lyzozómy, ktoré obsahujú lytické enzýmy. Tieto enzýmy sa používajú na rozpúšťanie bunkových a nebunkových látok. Enzýmy vyvíjajú svoju najväčšiu aktivitu v kyslom prostredí pri pH približne. 4.5. Túto hodnotu PH je možné dosiahnuť iba v membránou uzavretých reakčných priestoroch protónovými pumpami. Vnútro lyzozómu je vybavené kyselinovou ochranou proteoglukánov. Okrem toho sú lytické enzýmy modifikované manóza-6-fosfátmi, aby ich rozpoznali špecifické receptory na lyzozómovej membráne.
Choroby
Procesy v Golgiho aparáte sú veľmi zložité. Poruchy dopravného systému môžu viesť na závažné choroby ako napr rakovina or cukrovka. Presné mechanizmy zatiaľ nie sú známe. O tomto probléme sa však vedie intenzívny výskum. Existujú tiež dôkazy, že autoimunitné reakcie proti prvkom Golgiho aparátu môžu viesť na reumatické choroby. Napríklad viac ako 75 percent pacientov s Sjögrenov syndróm mať protilátku proti proteínu Golgiho aparátu. Mnoho pacientov s reumatoidnými látkami artritída, idiopatický pľúcna fibróza alebo proliferatívne glomerulonefritis tiež nosiť protilátky proti proteínom Golgiho aparátu. Zodpovedajúce protilátky boli tiež objavené v priebehu vyšetrovania rôznych infekčné choroby a rakovina chorôb. Toto sú ďalšie reakcie v rámci týchto chorôb, ktoré sú pravdepodobne ovplyvnené geneticky. Priebeh zodpovedajúcej choroby však môžu byť nimi významne ovplyvnený. Ďalšie štúdie skúmali okrem iného priamy vplyv chlamýdií na Golgiho aparát. Chlamydia je sexuálne prenosný a často vedie k neplodnosť u žien. Štúdie to zistili chlamýdie fragmentuje Golgiho aparát a rozdeľuje ho na malé minisklady. Štúdie pritom preukázali, že to umožňuje chlamýdie aby sa lepšie množili a produkovali viac infekčných častíc.
