Aparatur Golgi: Fungsi, Struktur (Dengan Analogi & Diagram)

Kebanyakan orang telah membangun model sel untuk pameran sains atau proyek sains kelas, dan hanya sedikit yang sel eukariotik komponen sama menariknya untuk dilihat atau dibuat seperti aparatus golgi.

Tidak seperti banyak organel, yang cenderung lebih seragam dan sering berbentuk bulat, aparatus Golgi – juga disebut kompleks Golgi, badan Golgi atau bahkan hanya Golgi – adalah serangkaian cakram datar atau kantong yang ditumpuk.

Untuk pengamat biasa, aparat Golgi terlihat seperti pandangan mata burung dari labirin atau bahkan mungkin sepotong permen pita.

Struktur yang menarik ini membantu aparatus Golgi dengan perannya sebagai bagian dari sistem endomembran, yang terdiri dari badan Golgi dan beberapa organel lainnya, termasuk lisosom dan retikulum endoplasma.

Organel-organel ini bergabung bersama untuk mengubah, mengemas, dan mengangkut konten sel penting, seperti lipid dan protein.

Analogi aparatus golgi: aparatus Golgi kadang-kadang disebut sebagai pabrik pengepakan atau kantor pos sel karena ia menerima molekul dan membuat perubahan kepada mereka kemudian memilah dan mengarahkan molekul-molekul itu untuk diangkut ke area lain di sel, seperti yang dilakukan kantor pos dengan surat dan paket.

instagram story viewer

Struktur aparatus Golgi sangat penting untuk fungsinya.

Setiap kantong pipih membran yang bertumpuk membentuk organel disebut tangki air. Pada sebagian besar organisme, ada empat hingga delapan cakram ini, tetapi beberapa organisme dapat memiliki hingga 60 sisterna dalam satu badan Golgi. Ruang di antara setiap kantong sama pentingnya dengan kantong itu sendiri.

Ruang-ruang ini adalah aparatus Golgi. lumen.

Para ilmuwan membagi badan Golgi menjadi tiga bagian: sisterna yang dekat dengan retikulum endoplasma, yang merupakan cis kompartemen; sisterna jauh dari retikulum endoplasma, yang merupakan trans kompartemen; dan sisterna tengah, yang disebut tengah kompartemen.

Label ini penting untuk memahami cara kerja aparatus Golgi karena sisi terluar, atau jaringan, dari badan Golgi melakukan fungsi yang sangat berbeda.

Jika Anda menganggap aparatus Golgi sebagai pabrik pengepakan sel, Anda dapat memvisualisasikan sisi cis, atau permukaan cis, sebagai dok penerima Golgi. Di sini, aparatus Golgi menerima muatan yang dikirim dari retikulum endoplasma melalui pengangkut khusus yang disebut vesikel.

Sisi yang berlawanan, yang disebut wajah trans, adalah dermaga pengiriman badan Golgi.

Setelah penyortiran dan pengemasan, aparatus Golgi melepaskan protein dan lemak dari wajah trans.

Organel memuat muatan protein atau lipid ke dalam pengangkut vesikel, yang bertunas dari Golgi, ditujukan ke tempat lain di dalam sel. Misalnya, beberapa kargo mungkin masuk ke lisosom untuk didaur ulang dan didegradasi.

Kargo lain bahkan mungkin berakhir di luar sel setelah dikirim ke membran plasma sel.

sel sitoskeleton, yang merupakan matriks protein struktural yang memberi bentuk pada sel dan membantu mengatur isinya, menambatkan badan Golgi di dekat retikulum endoplasma dan sel inti.

Karena organel-organel ini bekerja sama untuk membangun biomolekul penting, seperti protein dan lipid, masuk akal bagi mereka untuk mendirikan toko di dekat satu sama lain.

Beberapa protein dalam sitoskeleton, disebut mikrotubulus, bertindak seperti rel kereta api antara organel ini serta lokasi lain di dalam sel. Ini memudahkan vesikel pengangkut untuk memindahkan kargo antara organel dan ke tujuan akhir mereka di dalam sel.

Apa yang terjadi di Golgi antara menerima kargo di muka cis dan mengirimnya keluar lagi di muka trans adalah beberapa pekerjaan utama aparatus Golgi. Kekuatan pendorong di balik fungsi ini juga didorong oleh protein.

Kantung sisterna di berbagai kompartemen badan Golgi mengandung kelas protein khusus yang disebut enzim. Enzim spesifik di setiap kantong memungkinkannya untuk memodifikasi lipid dan protein saat mereka melewati permukaan cis melalui kompartemen medial dalam perjalanan ke wajah trans.

Modifikasi yang dilakukan oleh berbagai enzim dalam kantong sisterna ini membuat perbedaan besar dalam hasil biomolekul yang dimodifikasi. Terkadang modifikasi membantu membuat molekul berfungsi dan mampu melakukan tugasnya.

Di lain waktu, modifikasi bertindak seperti label yang menginformasikan pusat pengiriman aparatus Golgi tentang tujuan akhir biomolekul.

Modifikasi ini mempengaruhi struktur protein dan lipid. Misalnya, enzim dapat menghilangkan rantai samping gula atau menambahkan gula, asam lemak, atau gugus fosfat ke muatan.

•••Sains

Enzim spesifik yang ada di masing-masing sisterna menentukan modifikasi mana yang terjadi pada kantong cisternal tersebut. Misalnya, satu modifikasi memotong manosa gula. Ini biasanya terjadi di kompartemen cis atau medial sebelumnya, berdasarkan enzim yang ada di sana.

Modifikasi lain menambahkan gula galaktosa atau gugus sulfat ke biomolekul. Hal ini umumnya terjadi menjelang akhir perjalanan kargo melalui badan Golgi di kompartemen trans.

Karena banyak modifikasi bertindak seperti label, aparatus Golgi menggunakan informasi ini pada permukaan trans untuk memastikan bahwa lipid dan protein yang baru diubah berakhir di tujuan yang benar. Anda dapat membayangkan ini seperti paket stempel kantor pos dengan label alamat dan instruksi pengiriman lainnya untuk penangan surat.

Badan Golgi menyortir muatan berdasarkan label tersebut dan memuat lipid dan protein ke tempat yang sesuai pengangkut vesikel, siap kirim.

Banyak perubahan yang terjadi di sisterna aparatus Golgi adalah: modifikasi pasca-translasi.

Ini adalah perubahan yang dilakukan pada protein setelah protein dibangun dan dilipat. Untuk memahami hal ini, Anda perlu melakukan perjalanan mundur dalam skema sintesis protein.

Di dalam inti setiap sel, ada DNA, yang bertindak seperti cetak biru untuk membangun biomolekul seperti protein. Set lengkap DNA, disebut gen manusia, mengandung gen non-coding DNA dan protein-coding. Informasi yang terkandung dalam setiap gen pengkode memberikan instruksi untuk membangun rantai asam amino.

Akhirnya, rantai ini terlipat menjadi protein fungsional.

Namun, ini tidak terjadi pada skala satu-ke-satu. Karena ada jauh lebih banyak protein manusia daripada gen pengkode dalam genom, setiap gen harus memiliki kemampuan untuk menghasilkan banyak protein.

Pikirkan seperti ini: jika para ilmuwan memperkirakan ada sekitar 25.000 manusia gen dan lebih dari 1 juta protein manusia, itu berarti manusia membutuhkan lebih dari 40 kali lebih banyak protein daripada gen individu mereka.

Solusi untuk membangun begitu banyak protein dari sekumpulan gen yang relatif kecil adalah modifikasi pasca-translasi.

Ini adalah proses di mana sel membuat modifikasi kimia pada protein yang baru terbentuk (dan protein yang lebih tua). di lain waktu) untuk mengubah apa yang dilakukan protein, di mana ia melokalisasi dan bagaimana ia berinteraksi dengan yang lain molekul.

Ada beberapa jenis modifikasi pasca-translasi yang umum. Ini termasuk fosforilasi, glikosilasi, metilasi, asetilasi dan lipidasi.

• Fosforilasi: menambahkan gugus fosfat ke protein. Modifikasi ini biasanya mempengaruhi proses sel yang berkaitan dengan pertumbuhan sel dan pensinyalan sel.

• Glikosilasi: terjadi ketika sel menambahkan gugus gula ke protein. Modifikasi ini sangat penting untuk protein yang ditujukan untuk membran plasma sel atau untuk protein yang disekresikan, yang berakhir di luar sel.

• Metilasi: menambahkan gugus metil ke protein. Modifikasi ini terkenal pengatur epigenetik. Ini pada dasarnya berarti metilasi dapat menghidupkan atau mematikan pengaruh gen. Misalnya, orang yang mengalami trauma skala besar, seperti kelaparan, mewariskan perubahan genetik kepada anak-anak mereka untuk membantu mereka bertahan dari kekurangan pangan di masa depan. Salah satu cara paling umum untuk meneruskan perubahan tersebut dari satu generasi ke generasi lainnya adalah melalui metilasi protein.

• Asetilasi: menambahkan gugus asetil ke protein. Peran modifikasi ini tidak sepenuhnya jelas bagi para peneliti. Namun, mereka tahu itu adalah modifikasi umum untuk histones, yang merupakan protein yang bertindak sebagai gulungan untuk DNA.

• Lipidasi: menambahkan lipid ke protein. Hal ini membuat protein lebih berlawanan dengan air, atau hidrofobik, dan sangat berguna untuk protein yang merupakan bagian dari membran.

Modifikasi pasca-translasi memungkinkan sel untuk membangun berbagai macam protein menggunakan jumlah gen yang relatif kecil. Modifikasi ini mengubah cara protein berperilaku dan karena itu mempengaruhi fungsi sel secara keseluruhan. Misalnya, mereka dapat meningkatkan atau menurunkan proses sel seperti pertumbuhan sel, kematian sel dan pensinyalan sel.

Beberapa modifikasi pasca-translasi mempengaruhi fungsi sel yang berhubungan dengan penyakit manusia, jadi cari tahu bagaimana dan mengapa modifikasi terjadi dapat membantu para ilmuwan mengembangkan obat-obatan atau perawatan lain untuk kesehatan ini kondisi.

Setelah protein dan lipid yang dimodifikasi mencapai permukaan trans, mereka siap untuk disortir dan dimuat ke dalam vesikel transpor yang akan mengangkutnya ke tujuan akhir mereka di dalam sel. Untuk melakukan ini, badan Golgi bergantung pada modifikasi yang bertindak sebagai label, memberi tahu organel ke mana harus mengirim kargo.

Aparatus Golgi memuat kargo yang telah disortir ke dalam pengangkut vesikel, yang akan keluar dari badan Golgi dan melakukan perjalanan ke tujuan akhir untuk mengirimkan kargo.

SEBUAH gelembung terdengar rumit, tetapi itu hanyalah butiran cairan yang dikelilingi oleh membran yang melindungi kargo selama transportasi vesikular. Untuk aparatus Golgi, ada tiga jenis vesikel transpor: eksositosis vesikel, sekretori vesikel dan lisosom vesikel.

Baik vesikel eksositosis dan sekretori menelan muatan dan memindahkannya ke membran sel untuk dilepaskan di luar sel.

Di sana, vesikel menyatu dengan membran dan melepaskan muatan di luar sel melalui pori-pori di membran. Terkadang ini terjadi segera setelah berlabuh di membran sel. Di lain waktu, vesikel pengangkut berlabuh di membran sel dan kemudian menggantung, menunggu sinyal dari luar sel sebelum melepaskan muatan.

Contoh yang baik dari muatan vesikel eksositosis adalah antibodi yang diaktifkan oleh sistem kekebalan, yang perlu meninggalkan sel untuk melakukan tugasnya melawan patogen. Neurotransmitter seperti adrenalin adalah jenis molekul yang bergantung pada vesikel sekretori.

Molekul-molekul ini bertindak seperti sinyal untuk membantu mengoordinasikan respons terhadap ancaman, seperti selama "melawan atau melarikan diri."

Vesikel pengangkut lisosom memindahkan muatan ke lisosom, yang merupakan pusat daur ulang sel. Kargo ini umumnya rusak atau tua, sehingga lisosom mengupasnya menjadi beberapa bagian dan menurunkan komponen yang tidak diinginkan.

Tubuh Golgi tidak diragukan lagi merupakan area yang kompleks dan matang untuk penelitian yang sedang berlangsung. Faktanya, meskipun Golgi pertama kali terlihat pada tahun 1897, para ilmuwan masih mengerjakan model yang sepenuhnya menjelaskan bagaimana fungsi aparatus Golgi.

Salah satu area perdebatan adalah bagaimana tepatnya kargo bergerak dari muka cis ke muka trans.

Beberapa ilmuwan berpikir bahwa vesikel membawa muatan dari satu kantong cisterna ke yang berikutnya. Peneliti lain berpikir cisternae itu sendiri bergerak, matang saat mereka berpindah dari kompartemen cis ke kompartemen trans dan membawa muatan bersama mereka.

Yang terakhir adalah model pematangan.