Aparelho de Golgi: Função, Estrutura (com Analogia e Diagrama)

A maioria das pessoas construiu um modelo de célula para uma feira de ciências ou projeto de ciências em sala de aula, e poucos célula eucariótica componentes são tão interessantes de se observar ou construir quanto o Aparelho de Golgi.

Ao contrário de muitos organelas, que tendem a ter formas mais uniformes e geralmente arredondadas, o aparelho de Golgi - também chamado de complexo de Golgi, corpo de Golgi ou mesmo apenas Golgi - é uma série de discos achatados ou bolsas empilhadas juntas.

Para o observador casual, o aparelho de Golgi se parece com uma visão aérea de um labirinto ou talvez até mesmo um pedaço de doce de fita.

Esta estrutura interessante ajuda o aparelho de Golgi em seu papel como parte do sistema endomembranoso, que compreende o corpo de Golgi e algumas outras organelas, incluindo o lisossomos e retículo endoplasmático.

Essas organelas se unem para alterar, embalar e transportar conteúdos celulares importantes, como lipídios e proteínas.

Analogia do aparelho de Golgi: o aparelho de Golgi às vezes é referido como a unidade de embalagem ou correio da célula, porque recebe moléculas e faz alterações para eles, então, classifica e endereça essas moléculas para transporte para outras áreas da célula, assim como uma agência dos correios faz com cartas e pacotes.

A estrutura do aparelho de Golgi é crucial para seu funcionamento.

Cada uma das bolsas planas de membrana que se empilham para formar a organela são chamadas cisternas. Na maioria dos organismos, existem quatro a oito desses discos, mas alguns organismos podem ter até 60 cisternas em um único corpo de Golgi. Os espaços entre cada bolsa são tão importantes quanto as próprias bolsas.

Esses espaços são o aparelho de Golgi ' lúmen.

Os cientistas dividem o corpo de Golgi em três partes: as cisternas próximas ao retículo endoplasmático, que é o cis compartimento; as cisternas longe do retículo endoplasmático, que é o trans compartimento; e a cisterna média, chamada de medial compartimento.

Esses rótulos são importantes para entender como o aparelho de Golgi funciona porque os lados externos, ou redes, do corpo de Golgi desempenham funções muito diferentes.

Se você pensar no aparelho de Golgi como a planta de empacotamento da célula, pode visualizar o lado cis, ou face cis, como a doca de recepção do Golgi. Aqui, o aparelho de Golgi recebe a carga enviada do retículo endoplasmático por meio de transportadores especiais chamados vesículas.

O lado oposto, chamado de face trans, é o cais de embarque do corpo de Golgi.

Após a classificação e embalagem, o aparelho de Golgi libera proteínas e lipídios da face trans.

A organela carrega a proteína ou carga lipídica em transportadores de vesículas, que brotam do Golgi, com destino a outros locais da célula. Por exemplo, alguma carga pode ir para o lisossoma para reciclagem e degradação.

Outra carga pode até acabar fora da célula após o envio para a membrana plasmática da célula.

O celular citoesqueleto, que é uma matriz de proteínas estruturais que dão forma à célula e ajudam a organizar seu conteúdo, ancora o corpo de Golgi próximo ao retículo endoplasmático e à célula núcleo.

Uma vez que essas organelas trabalham juntas para construir biomoléculas importantes, como proteínas e lipídios, faz sentido que elas se instalem bem próximas umas das outras.

Algumas das proteínas do citoesqueleto, chamadas microtúbulos, agem como trilhos de ferrovia entre essas organelas, bem como outros locais dentro da célula. Isso torna mais fácil para as vesículas de transporte moverem a carga entre as organelas e para seus destinos finais na célula.

O que acontece no Golgi entre o recebimento da carga na face cis e o embarque novamente na face trans é um dos principais trabalhos do aparelho de Golgi. A força motriz por trás dessa função também é impulsionada pelas proteínas.

As bolsas cisternas nos vários compartimentos do corpo de Golgi contêm uma classe especial de proteínas chamadas enzimas. As enzimas específicas em cada bolsa permitem que ela modifique os lipídios e proteínas à medida que passam da face cis através do compartimento medial no caminho para a face trans.

Essas modificações realizadas por várias enzimas nas bolsas das cisternas fazem uma enorme diferença nos resultados das biomoléculas modificadas. Às vezes, as modificações ajudam a tornar as moléculas funcionais e capazes de realizar seu trabalho.

Em outras ocasiões, as modificações agem como rótulos que informam ao centro de expedição do aparelho de Golgi o destino final das biomoléculas.

Essas modificações afetam a estrutura das proteínas e lipídios. Por exemplo, as enzimas podem remover as cadeias laterais do açúcar ou adicionar açúcar, ácido graxo ou grupos fosfato à carga.

•••Ciência

As enzimas específicas presentes em cada uma das cisternas determinam quais modificações ocorrem nessas bolsas cisternas. Por exemplo, uma modificação divide a manose do açúcar. Isso geralmente ocorre nos compartimentos cis ou medial anteriores, com base nas enzimas ali presentes.

Outra modificação adiciona o açúcar galactose ou um grupo sulfato ao biomoléculas. Isso geralmente acontece perto do final da jornada da carga através do corpo de Golgi no compartimento trans.

Como muitas das modificações agem como rótulos, o aparelho de Golgi usa essas informações na face trans para garantir que os lipídios e proteínas recém-alterados cheguem ao destino correto. Você pode imaginar isso como uma agência de correio carimbando pacotes com etiquetas de endereço e outras instruções de envio para os encarregados da correspondência.

O corpo de Golgi classifica a carga com base nesses rótulos e carrega os lipídios e proteínas no transportadores de vesículas, pronto para enviar.

Muitas das alterações que ocorrem nas cisternas do aparelho de Golgi são modificações pós-traducionais.

Essas são alterações feitas nas proteínas depois que a proteína já foi construída e dobrada. Para entender isso, você precisará viajar para trás no esquema da síntese de proteínas.

Dentro do núcleo de cada célula, há DNA, que atua como um projeto para a construção de biomoléculas como proteínas. O conjunto completo de DNA, Chamou o genoma humano, contém DNA não codificante e genes codificadores de proteínas. As informações contidas em cada gene codificador fornecem as instruções para a construção de cadeias de aminoácidos.

Eventualmente, essas cadeias se dobram em proteínas funcionais.

No entanto, isso não acontece em uma escala de um para um. Como existem muito, muito mais proteínas humanas do que genes codificadores no genoma, cada gene deve ter a capacidade de produzir várias proteínas.

Pense desta forma: se os cientistas estimarem que existem cerca de 25.000 humanos genes e mais de 1 milhão de proteínas humanas, o que significa que os humanos requerem 40 vezes mais proteínas do que possuem genes individuais.

A solução para construir tantas proteínas a partir de um conjunto relativamente pequeno de genes é a modificação pós-tradução.

Este é o processo pelo qual a célula faz modificações químicas nas proteínas recém-formadas (e nas proteínas mais antigas outras vezes) para mudar o que a proteína faz, onde ela se localiza e como ela interage com outras moléculas.

Existem alguns tipos comuns de modificação pós-tradução. Estes incluem fosforilação, glicosilação, metilação, acetilação e lipidação.

• Fosforilação: adiciona um grupo fosfato à proteína. Essa modificação geralmente afeta os processos celulares relacionados ao crescimento celular e à sinalização celular.

• Glicosilação: ocorre quando a célula adiciona um grupo de açúcar à proteína. Essa modificação é especialmente importante para proteínas destinadas à membrana plasmática da célula ou para proteínas secretadas, que acabam fora da célula.

• Metilação: adiciona um grupo metil à proteína. Esta modificação é bem conhecida regulador epigenético. Basicamente, isso significa que a metilação pode ativar ou desativar a influência de um gene. Por exemplo, pessoas que passam por um trauma em grande escala, como fome, transmitem mudanças genéticas a seus filhos para ajudá-los a sobreviver a uma futura escassez de alimentos. Uma das maneiras mais comuns de passar essas mudanças de uma geração para outra é por meio da metilação de proteínas.

• Acetilação: adiciona um grupo acetil à proteína. O papel dessa modificação não é totalmente claro para os pesquisadores. No entanto, eles sabem que é uma modificação comum para histonas, que são as proteínas que atuam como carretéis para o DNA.

• Lipidação: adiciona lipídios à proteína. Isso torna a proteína mais oposta à água, ou hidrofóbica, e é muito útil para proteínas que fazem parte das membranas.

A modificação pós-tradução permite que a célula construa uma ampla variedade de proteínas usando um número relativamente pequeno de genes. Essas modificações mudam a maneira como as proteínas se comportam e, portanto, afetam a função celular geral. Por exemplo, eles podem aumentar ou diminuir processos celulares, como crescimento celular, morte celular e sinalização celular.

Algumas modificações pós-traducionais afetam as funções celulares relacionadas a doenças humanas, então descobrir como e porque as modificações ocorrem podem ajudar os cientistas a desenvolver medicamentos ou outros tratamentos para esses problemas de saúde condições.

Uma vez que as proteínas e lipídios modificados alcançam a face trans, eles estão prontos para serem classificados e carregados nas vesículas de transporte que os transportarão para seus destinos finais na célula. Para isso, o corpo de Golgi conta com essas modificações que funcionam como rótulos, informando à organela para onde enviar a carga.

O aparelho de Golgi carrega a carga classificada em transportadores de vesículas, que irão se desprender do corpo de Golgi e viajar até o destino final para entregar a carga.

UMA vesícula parece complexo, mas é simplesmente uma gota de fluido cercada por uma membrana que protege a carga durante o transporte vesicular. Para o aparelho de Golgi, existem três tipos de vesículas de transporte: exocitótico vesículas, secretor vesículas e lisossomal vesículas.

Ambas as vesículas exocitóticas e secretoras engolfam a carga e movem-na para a membrana celular para liberação fora da célula.

Lá, a vesícula se funde com a membrana e libera a carga para fora da célula por meio de um poro na membrana. Às vezes, isso acontece imediatamente após o encaixe no membrana celular. Em outras ocasiões, a vesícula de transporte atraca na membrana celular e, em seguida, fica suspensa, esperando por sinais de fora da célula antes de liberar a carga.

Um bom exemplo de carga de vesículas exocitóticas é um anticorpo ativado pelo sistema imunológico, que precisa deixar a célula para fazer seu trabalho de combater os patógenos. Neurotransmissores como a adrenalina são um tipo de molécula que depende de vesículas secretoras.

Essas moléculas agem como sinais para ajudar a coordenar uma resposta a uma ameaça, como durante "lutar ou fugir".

As vesículas de transporte lisossomal movem a carga para o lisossoma, que é o centro de reciclagem da célula. Esta carga está geralmente danificada ou velha, de modo que o lisossoma retira as peças e degrada os componentes indesejados.

O corpo de Golgi é sem dúvida uma área complexa e madura para pesquisas contínuas. Na verdade, embora o Golgi tenha sido visto pela primeira vez em 1897, os cientistas ainda estão trabalhando em um modelo que explica totalmente como o aparelho de Golgi funciona.

Uma área de debate é como exatamente a carga se move da face cis para a face trans.

Alguns cientistas acham que as vesículas transportam a carga de uma bolsa da cisterna para a próxima. Outros pesquisadores acham que as próprias cisternas se movem, amadurecendo à medida que passam do compartimento cis para o trans e carregando a carga com elas.

O último é o modelo de maturação.