Golgi Aparatı: İşlev, Yapı (Analoji ve Diyagram ile)

Çoğu insan bir bilim fuarı veya sınıf bilim projesi için bir hücre modeli inşa etti ve çok azı ökaryotik hücre bileşenlere bakmak veya oluşturmak kadar ilginçtir. golgi aygıtı.

genelin aksine organellerDaha düzgün ve genellikle yuvarlak şekillere sahip olma eğiliminde olan Golgi aygıtı - aynı zamanda Golgi kompleksi, Golgi gövdesi veya hatta sadece Golgi olarak da adlandırılır - birlikte istiflenmiş bir dizi düz disk veya torbadır.

Sıradan bir gözlemci için Golgi aygıtı, bir labirentin kuşbakışı görünümüne ya da belki bir parça şeker parçasına benziyor.

Bu ilginç yapı, Golgi aygıtının bir parçası olarak rolüne yardımcı olur. iç zar sistemiGolgi cisimciği ve birkaç diğer organelden oluşur. lizozomlar ve endoplazmik retikulum.

Bu organeller, lipidler ve proteinler gibi önemli hücre içeriklerini değiştirmek, paketlemek ve taşımak için bir araya gelirler.

Golgi aygıtı benzetmesi: Golgi aygıtı, molekülleri aldığı ve değişiklikler yaptığı için bazen hücrenin paketleme tesisi veya postanesi olarak anılır. daha sonra onlara, tıpkı bir postanenin mektup ve paketlerle yaptığı gibi, hücrenin diğer bölgelerine taşınmak üzere bu molekülleri sıralar ve adresler.

Golgi aygıtının yapısı işlevi için çok önemlidir.

Organeli oluşturmak için bir araya gelen yassı zar keselerinin her birine denir. sarnıç. Çoğu organizmada, bu disklerden dört ila sekiz adet vardır, ancak bazı organizmalar tek bir Golgi gövdesinde 60'a kadar sarnıç içerebilir. Her kese arasındaki boşluklar, keselerin kendileri kadar önemlidir.

Bu boşluklar Golgi aygıtıdır. lümen.

Bilim adamları Golgi vücudunu üç bölüme ayırır: endoplazmik retikuluma yakın sarnıç. cis bölme; sarnıç, endoplazmik retikulumdan uzakta, trans bölme; ve orta sarnıç olarak adlandırılan orta bölme.

Bu etiketler Golgi aygıtının nasıl çalıştığını anlamak için önemlidir çünkü Golgi gövdesinin en dış tarafları veya ağları çok farklı işlevler gerçekleştirir.

Golgi aparatını hücrenin paketleme tesisi olarak düşünürseniz, cis tarafını veya cis yüzünü Golgi'nin kabul rıhtımı olarak görselleştirebilirsiniz. Burada Golgi aygıtı, vezikül adı verilen özel taşıyıcılar aracılığıyla endoplazmik retikulumdan gönderilen yükü alır.

Trans yüz olarak adlandırılan karşı taraf, Golgi gövdesinin nakliye iskelesidir.

Ayıklama ve paketlemeden sonra Golgi aygıtı proteinleri serbest bırakır ve lipitler trans yüzünden.

Organel, protein veya lipid yükünü vezikül taşıyıcılarıGolgi'den tomurcuklanan, hücrede başka yerlere giden. Örneğin, bazı kargolar geri dönüşüm ve bozunma için lizozoma gidebilir.

Diğer kargolar, hücrenin plazma zarına gönderildikten sonra hücrenin dışına bile çıkabilir.

Hücreler hücre iskeletiHücreye şeklini veren ve içeriğini düzenlemeye yardımcı olan yapısal proteinlerin bir matrisi olan Golgi gövdesini endoplazmik retikulum ve hücrenin yakınındaki yerine tutturur. çekirdek.

Bu organeller, proteinler ve lipitler gibi önemli biyomolekülleri oluşturmak için birlikte çalıştıklarından, birbirlerine yakın bir yerde alışveriş yapmaları mantıklıdır.

Hücre iskeletindeki bazı proteinler, mikrotübüller, bu organeller arasında ve hücre içindeki diğer yerler arasında demiryolu rayları gibi hareket eder. Bu, taşıma keseciklerinin kargoyu organeller arasında ve hücredeki son hedeflerine taşımasını kolaylaştırır.

Golgi'de yükün cis yüzünde alınması ve trans yüzünde tekrar nakliyesi arasında olanlar, Golgi aygıtının ana işlerinden bazılarıdır. Bu işlevin arkasındaki itici güç de proteinler tarafından yürütülür.

Golgi gövdesinin çeşitli bölümlerindeki sarnıç keseleri, adı verilen özel bir protein sınıfı içerir. enzimler. Her kesedeki spesifik enzimler, trans yüze giderken cis yüzünden medial bölmeden geçerken lipidleri ve proteinleri değiştirmesini sağlar.

Sisterna keselerindeki çeşitli enzimler tarafından gerçekleştirilen bu modifikasyonlar, değiştirilmiş biyomoleküllerin sonuçlarında büyük bir fark yaratır. Bazen modifikasyonlar, molekülleri işlevsel hale getirmeye ve işlerini yapabilmelerine yardımcı olur.

Diğer zamanlarda, modifikasyonlar Golgi aygıtı nakliye merkezine biyomoleküllerin nihai varış yeri hakkında bilgi veren etiketler gibi davranır.

Bu modifikasyonlar proteinlerin ve lipidlerin yapısını etkiler. Örneğin, enzimler şeker yan zincirlerini çıkarabilir veya kargoya şeker, yağ asidi veya fosfat grupları ekleyebilir.

•••bilim

Sarnıçların her birinde bulunan spesifik enzimler, bu sarnıç keselerinde hangi değişikliklerin meydana geldiğini belirler. Örneğin, bir modifikasyon şeker mannozunu parçalar. Bu genellikle, orada bulunan enzimlere bağlı olarak, daha önceki cis veya medial bölmelerde meydana gelir.

Başka bir modifikasyon, şeker galaktozu veya bir sülfat grubunu ekler. biyomoleküller. Bu genellikle, trans kompartımanındaki Golgi gövdesi boyunca kargonun yolculuğunun sonuna yakın gerçekleşir.

Modifikasyonların çoğu etiketler gibi davrandığından, Golgi aygıtı bu bilgiyi trans yüzünde yeni değiştirilmiş lipitlerin ve proteinlerin doğru hedefe gitmesini sağlamak için kullanır. Bunu, posta işleyicileri için adres etiketleri ve diğer nakliye talimatları içeren bir postane damgalama paketleri gibi düşünebilirsiniz.

Golgi gövdesi, kargoyu bu etiketlere göre ayırır ve lipitleri ve proteinleri uygun olana yükler. vezikül taşıyıcıları, gönderilmeye hazır.

Golgi aygıtının sarnıçlarında meydana gelen değişikliklerin çoğu, çeviri sonrası değişiklikler.

Bunlar, protein oluşturulduktan ve katlandıktan sonra proteinlerde yapılan değişikliklerdir. Bunu anlamak için protein sentezi şemasında geriye doğru gitmeniz gerekecek.

Her hücrenin çekirdeğinin içinde, proteinler gibi biyomoleküller oluşturmak için bir plan görevi gören DNA vardır. tam set DNA, aradı insan genomu, hem kodlamayan DNA hem de protein kodlayan genleri içerir. Her kodlayıcı gende bulunan bilgiler, amino asit zincirlerinin oluşturulması için talimatlar verir.

Sonunda, bu zincirler fonksiyonel proteinlere katlanır.

Ancak, bu bire bir ölçekte gerçekleşmez. Genomda kodlayan genlerden çok, çok daha fazla insan proteini bulunduğundan, her genin birden fazla protein üretme yeteneğine sahip olması gerekir.

Bunu şu şekilde düşünün: Bilim adamları yaklaşık 25.000 insan olduğunu tahmin ederse genler ve 1 milyondan fazla insan proteini, bu da insanların bireysel genlerine sahip olduklarından 40 kat daha fazla proteine ​​ihtiyaç duyduğu anlamına gelir.

Nispeten küçük bir gen dizisinden bu kadar çok protein oluşturmanın çözümü, translasyon sonrası modifikasyondur.

Bu, hücrenin yeni oluşan proteinlere (ve eski proteinlere) kimyasal modifikasyonlar yaptığı süreçtir. diğer zamanlarda) proteinin ne yaptığını, nerede lokalize olduğunu ve diğer proteinlerle nasıl etkileşime girdiğini değiştirmek için moleküller.

Birkaç yaygın çeviri sonrası değişiklik türü vardır. Bunlar fosforilasyon, glikosilasyon, metilasyon, asetilasyon ve lipidasyonu içerir.

• fosforilasyon: proteine ​​bir fosfat grubu ekler. Bu modifikasyon genellikle hücre büyümesi ve hücre sinyali ile ilgili hücre işlemlerini etkiler.

• glikozilasyon: hücre proteine ​​bir şeker grubu eklediğinde oluşur. Bu modifikasyon, hücrenin plazma zarına yönelik proteinler veya hücre dışına çıkan salgılanan proteinler için özellikle önemlidir.

• metilasyon: proteine ​​bir metil grubu ekler. Bu değişiklik iyi bilinen bir epigenetik düzenleyici. Bu temel olarak metilasyonun bir genin etkisini açıp kapatabileceği anlamına gelir. Örneğin, kıtlık gibi büyük çaplı bir travma yaşayan insanlar, gelecekteki yiyecek kıtlıklarından kurtulmalarına yardımcı olmak için çocuklarına genetik değişiklikler geçirir. Bu değişiklikleri bir nesilden diğerine aktarmanın en yaygın yollarından biri protein metilasyonudur.

• asetilasyon: proteine ​​bir asetil grubu ekler. Bu değişikliğin rolü araştırmacılar için tamamen açık değildir. Ancak, bunun ortak bir değişiklik olduğunu biliyorlar. histonlarDNA için makara görevi gören proteinlerdir.

• Lipidasyon: proteine ​​lipidler ekler. Bu, proteini suya daha zıt veya hidrofobik yapar ve zarların parçası olan proteinler için çok faydalıdır.

Translasyon sonrası modifikasyon, hücrenin nispeten az sayıda gen kullanarak çok çeşitli proteinler oluşturmasını sağlar. Bu modifikasyonlar, proteinlerin davranış şeklini değiştirir ve dolayısıyla genel hücre fonksiyonunu etkiler. Örneğin, hücre büyümesi, hücre ölümü ve hücre sinyali gibi hücre süreçlerini artırabilir veya azaltabilirler.

Bazı translasyon sonrası modifikasyonlar, insan hastalığı ile ilgili hücre fonksiyonlarını etkiler, bu yüzden nasıl ve değişikliklerin neden meydana geldiği, bilim adamlarının bu sağlık için ilaçlar veya başka tedaviler geliştirmesine yardımcı olabilir koşullar.

Modifiye edilmiş proteinler ve lipidler trans yüze ulaştığında, onları hücredeki son hedeflerine taşıyacak olan taşıma veziküllerine sıralama ve yükleme için hazırdırlar. Bunu yapmak için Golgi gövdesi, organele kargoyu nereye göndereceğini söyleyen etiket görevi gören modifikasyonlara güvenir.

Golgi aparatı, sınıflandırılmış kargoyu, Golgi gövdesinden tomurcuklanacak ve kargoyu teslim etmek için nihai varış noktasına gidecek olan vezikül taşıyıcılara yükler.

bir vezikül Kulağa karmaşık geliyor, ancak bu sadece veziküler taşıma sırasında kargoyu koruyan bir zarla çevrili bir sıvı boncuktur. Golgi aygıtı için üç tip taşıma vezikül vardır: ekzositotik veziküller, salgı veziküller ve lizozomal veziküller.

Hem ekzositotik hem de salgı vezikülleri kargoyu içine alır ve hücre dışına salınması için hücre zarına taşır.

Orada, kesecik zarla birleşir ve zardaki bir gözenek yoluyla yükü hücrenin dışına bırakır. Bazen bu, istasyona kenetlendikten hemen sonra olur. hücre zarı. Diğer zamanlarda, taşıma keseci hücre zarına kenetlenir ve daha sonra takılır, kargoyu bırakmadan önce hücrenin dışından gelen sinyalleri bekler.

Ekzositotik vezikül yüküne iyi bir örnek, bağışıklık sistemi tarafından aktive edilen ve patojenlerle savaşmak için işini yapmak için hücreyi terk etmesi gereken bir antikordur. Adrenalin gibi nörotransmiterler, salgı keseciklerine dayanan bir molekül türüdür.

Bu moleküller, "dövüş ya da uçuş" gibi bir tehdide verilen yanıtı koordine etmeye yardımcı olan sinyaller gibi davranır.

Lizozomal taşıma vezikülleri kargoyu lizozom, hücrenin geri dönüşüm merkezidir. Bu kargo genellikle hasarlı veya eskidir, bu nedenle lizozom onu ​​parçalara ayırır ve istenmeyen bileşenleri bozar.

Golgi gövdesi şüphesiz devam eden araştırmalar için karmaşık ve olgun bir alandır. Aslında, Golgi ilk kez 1897'de görülmüş olsa da, bilim adamları hala Golgi aygıtının nasıl çalıştığını tam olarak açıklayan bir model üzerinde çalışıyorlar.

Bir tartışma alanı, kargonun cis yüzünden trans yüze tam olarak nasıl hareket ettiğidir.

Bazı bilim adamları, veziküllerin yükü bir sarnıç kesesinden diğerine taşıdığını düşünüyor. Diğer araştırmacılar, sarnıçların kendilerinin hareket ettiğini, cis kompartımanından trans kompartımanına geçerken olgunlaştığını ve kargoyu yanlarında taşıdıklarını düşünüyor.

sonuncusu olgunlaşma modeli.