Апарат Гольджі

Існує два основних типи клітин: прокаріотичні та еукаріотичні клітини . Останні мають чітко виражене ядро. Апарат Гольджі є «центром виробництва та транспортування» еукаріотичної клітини.

Апарат Гольджі, який іноді називають комплексом Гольджі або тілом Гольджі, відповідає за виробництво, зберігання та транспортування певних клітинних продуктів, зокрема продуктів ендоплазматичного ретикулуму (ЕР). Залежно від типу клітини комплексів може бути декілька або сотні. Клітини, які спеціалізуються на секреції різних речовин, зазвичай мають високу кількість Гольджі.

Італійський цитолог Камілло Гольджі першим спостерігав апарат Гольджі, який тепер носить його ім’я, у 1897 році. Гольджі використав техніку фарбування нервової тканини, яку він назвав «внутрішнім ретикулярним апаратом».

Хоча деякі вчені сумнівалися у висновках Гольджі, вони були підтверджені в 1950-х роках за допомогою електронного мікроскопа.

Ключові висновки

• В еукаріотичних клітинах апарат Гольджі є «центром виробництва та транспортування» клітини. Апарат Гольджі також відомий як комплекс Гольджі або тіло Гольджі.
• Комплекс Гольджі містить цистерни. Цистерни — це плоскі мішечки, складені у вигляді напівкруглої зігнутої форми. Кожне утворення має мембрану для відділення його від цитоплазми клітини.
• Апарат Гольджі виконує декілька функцій, включаючи модифікацію кількох продуктів ендоплазматичного ретикулуму (ER). Приклади включають фосфоліпіди та білки. Апарат також може виробляти власні біологічні полімери.
• Комплекс Гольджі здатний як розбирати, так і збирати під час мітозу. На ранніх стадіях мітозу він розбирається, а на стадії телофази знову збирається.

Відмінні характеристики

Апарат Гольджі складається з плоских мішків, відомих як цистерни. Мішечки укладаються зігнутою напівкруглою формою. Кожне угруповання має мембрану, яка відокремлює його нутрощі від цитоплазми клітини . Взаємодія білків мембрани Гольджі відповідає за їх унікальну форму. Ці взаємодії створюють силу, яка формує цю органеллу .

Апарат Гольджі дуже полярний. Мембрани на одному кінці стека відрізняються за складом і товщиною від мембран на іншому кінці. Один кінець (цис-лицьова сторона) діє як відділ «отримання», а інший (транс-лицьова сторона) діє як відділ «відвантаження». Цис грань тісно пов’язана з ER.

Транспорт і модифікація молекул

Молекули, синтезовані в ER, виходять через спеціальні транспортні засоби, які переносять їх вміст до апарату Гольджі. Везикули зливаються з цистернами Гольджі, викидаючи свій вміст у внутрішню частину мембрани. Молекули модифікуються, коли вони транспортуються між шарами цистерн.

Вважається, що окремі мішечки не пов’язані безпосередньо, тому молекули рухаються між цистернами через послідовність брунькування, утворення везикул і злиття з наступним мішком Гольджі. Коли молекули досягають транс-грані Гольджі, утворюються везикули, які «доставляють» матеріали в інші місця.

Апарат Гольджі модифікує багато продуктів ЕР, включаючи білки та фосфоліпіди . Комплекс також виготовляє окремі біологічні полімери власного виробництва.

Апарат Гольджі містить процесингові ферменти, які змінюють молекули шляхом додавання або видалення вуглеводних субодиниць. Після внесення змін і сортування молекул вони виділяються з Гольджі через транспортні везикули до місця призначення. Речовини всередині везикул виділяються шляхом екзоцитозу .

Деякі з молекул призначені для клітинної мембрани , де вони допомагають у відновленні мембрани та міжклітинній передачі сигналів. Інші молекули виділяються в області за межами клітини.

Транспортні везикули, що несуть ці молекули, зливаються з клітинною мембраною, вивільняючи молекули назовні клітини. Ще інші везикули містять ферменти, які перетравлюють клітинні компоненти.

Ці везикули утворюють клітинні структури, які називаються лізосомами . Молекули, відправлені з Гольджі, також можуть бути перероблені Гольджі.

Збірка апарату Гольджі

Комплекс Гольджі складається з плоских мішків, відомих як цистерни. Мішечки укладаються зігнутою напівкруглою формою. Автор зображення: Луїза Ховард

Апарат Гольджі або комплекс Гольджі здатний до розбирання та збирання. На ранніх стадіях мітозу Гольджі розпадається на фрагменти, які далі розпадаються на везикули.

У міру того, як клітина просувається в процесі поділу, везикули Гольджі розподіляються між двома дочірніми клітинами, що утворюються, веретеноподібними мікротрубочками . Апарат Гольджі знову збирається на стадії телофази мітозу.

Механізми, за допомогою яких збирається апарат Гольджі, ще не зрозумілі.

Інші клітинні структури

• Клітинна мембрана : захищає цілісність внутрішньої частини клітини
• Центріолі : допомагають організувати збірку мікротрубочок
• Хромосоми : будинок клітинної ДНК
• Війки та джгутики : допомога в пересуванні клітин
• Ендоплазматичний ретикулум : синтезує вуглеводи та ліпіди
• Лізосоми : перетравлюють клітинні макромолекули
• Мітохондрії : забезпечують клітину енергією
• Ядро : контролює ріст і розмноження клітин
• Пероксисоми : детоксикують алкоголь, утворюють жовчну кислоту та використовують кисень для розщеплення жирів
• Рибосоми : відповідають за виробництво білка шляхом трансляції

3.6C: Апарат Гольджі

Ми вже згадували, що везикули можуть бруднитися з ЕР і транспортувати свій вміст в інше місце, але куди йдуть везикули? Перш ніж дістатися до кінцевого пункту призначення, ліпіди або білки всередині транспортних бульбашок все ще потрібно сортувати, упакувати та позначені таким чином, щоб вони опинилися в потрібному місці. Сортування, тегування, упаковка та розподіл ліпідів та білків відбувається в апараті Гольджі (також званому тілом Гольджі), серії сплющених мембран.

Апарат Гольджі сортує і упаковує клітинні продукти: Апарат Гольджі в цьому лейкоциті видно у вигляді стопки напівкруглих, сплющених кілець в нижній частині зображення. Біля апарату Гольджі можна побачити кілька бульбашок.

Приймальна сторона апарату Гольджі називається цис-лицем. Протилежну сторону називають транс-обличчям. Транспортні бульбашки, що утворилися з ЕР, відправляються на цис-грань, зливаються з ним і спустошують свій вміст в просвіт апарату Гольджі. Оскільки білки та ліпіди подорожують через Гольджі, вони зазнають подальших модифікацій, які дозволяють їх сортувати. Найбільш частою модифікацією є додавання коротких ланцюжків молекул цукру. Ці новомодифіковані білки та ліпіди потім позначаються фосфатними групами або іншими невеликими молекулами, щоб їх можна було направляти до потрібних місць призначення.

Нарешті, модифіковані та позначені білки упаковуються в секреторні везикули, які походять від транс-обличчя Гольджі. У той час як деякі з цих бульбашок відкладають свій вміст в інші частини клітини, де вони будуть використовуватися, інші секреторні везикули зливаються з плазматичною мембраною і вивільняють їх вміст за межі клітини.

В іншому прикладі функції, що слідують за формою, клітини, які беруть участь у великій секреторній активності (наприклад, клітини слинних залоз, які виділяють травні ферменти або клітини імунної системи, які виділяють антитіла) мають велику кількість Гольджі. У рослинних клітині апарат Гольджі виконує додаткову роль синтезу полісахаридів, деякі з яких вбудовані в клітинну стінку, а деякі з яких використовуються в інших частині клітини.