Golgiho aparát je jednou z buněčných organel a slouží k úpravám a třídění Proteinů. Úzce spolupracuje s endoplazmatickým retikulem. Podílí se také na tvorbě sekrece.
Co je to Golgiho aparát?
Golgiho aparát představuje důležitou buněčnou organelu, ve které Proteinů produkované v endoplazmatickém retikulu jsou modifikovány a tříděny. Dále tvoří lysozomy, které obsahují enzymy pro degradaci endogenních a exogenních Proteinů. Lysosomy jsou membránou uzavřené buněčné organely, které generují nízké pH v jejich nitru pomocí protonových pump, čímž okyselují enzymy. Golgiho aparát je přítomen v každé eukaryotické buňce a tvoří reakční prostor uzavřený v membráně, který hraje důležitou roli při exocytóze. Objevil jej italský patolog Camillo Golgi v roce 1898 během histologických studií mozek a pojmenovaný po něm. Uvnitř Golgiho aparátu reagují proteiny endoplazmatického retikula s jinými proteiny nebo s cukr zbytky (glykosylace) k jejich úpravě. Tímto způsobem se proteiny nejprve převedou do své přenosné formy. Následuje třídění podle cíle. V Golgiho aparátu se však nevytvářejí žádné nové proteiny, pouze se upravují ty stávající.
Anatomie a struktura
Golgiho aparát je charakterizován hromadami mělkých membránou uzavřených dutin. Tyto dutiny se označují jako cisterny. Zásobník obvykle obsahuje tři až osm cisteren. Někdy může být až 30 cisteren. Stoh má průměrný průměr jednoho mikrometru. Technický termín zásobníku je diktyosom. Počet diktyozomů závisí na typu buňky. Například některé buňky mohou obsahovat až několik stovek diktyozomů. Mikrotubuly zajišťují, že se Golgiho aparát nachází většinou v blízkosti jádra a centrosomů ve zvířecích a lidských buňkách. Ve většině rostlinných buněk je však Golgiho aparát distribuován po celé cytoplazmě buňky. Důležitým rysem Golgiho aparátu je jeho polarizace. Strana obrácená k endoplazmatickému retikulu je konvexní a strana odvrácená od ní je konkávní. Tímto způsobem přijímá Golgiho aparát vezikuly vybavené obalovým proteinem COP II z endoplazmatického retikula. Konvexní strana se také nazývá síť cis-Golgi (CGN). Strana odvrácená od ER se nazývá trans-Golgiho síť (TGN). Sítě Golgi představují několik malých cisteren a vezikul, které jsou vzájemně propojeny. Cisterny umístěné mezi Golgiho sítěmi jsou takzvané Golgiho komíny, které mají specifickou enzymatickou konfiguraci. V tomto procesu proteiny procházejí ze sítě cis-Golgi do sítě trans-Golgi. Existují dva modely tohoto procesu, z nichž oba pravděpodobně platí. Buď se vezikuly pohybují z CGN do TGN, v takovém případě jsou proteiny zachovány, nebo proteiny procházejí transportním pohybem z vezikul do vezikul směrem k TGN.
Funkce a úkoly
Golgiho aparát má různé a velmi složité funkce. Krystalizují tři oblasti odpovědnosti. Tak jsou prvky plazmatické membrány syntetizovány a modifikovány. Sekreční váčky obsahující vysílače a hormonů jsou vytvořeny a uloženy. Nakonec se pro skladování zažívacího traktu produkují lysozomy enzymy. Zpočátku Golgiho aparát přijímá vezikuly obsahující proteiny nebo polypeptidy hlavně z endoplazmatického retikula. V Golgiho aparátu jsou tyto proteiny dále modifikovány v závislosti na jejich zamýšleném použití. Tedy buď vazba s cukr zbytky nebo s dalšími proteiny. Modifikované proteiny jsou transportovány do TGN, kde jsou tříděny, baleny do Golgiho váčků, značeny signálními látkami a předávány na místo určení pomocí různých transportních mechanismů. V tomto procesu je většina bílkovin transportována z buňky. Mimo buňku se používají k úpravě extracelulární matrice. To slouží mezibuněčné komunikaci a stabilitě tkáně. Golgiho aparát dále tvoří primární lysozomy, které obsahují lytické enzymy. Tyto enzymy se používají k rozpuštění buněčných a nebuněčných látek. Enzymy vyvíjejí svoji největší aktivitu v kyselém rozmezí při pH přibližně. 4.5. Této hodnoty PH lze dosáhnout pouze v membránou uzavřených reakčních prostorech protonovými pumpami. Vnitřek lysozomu je vybaven kyselinovou ochranou proteoglukanů. Kromě toho jsou lytické enzymy modifikovány manoso-6-fosfáty, aby byly rozpoznány specifickými receptory na lysozomální membráně.
Nemoci
Procesy v Golgiho aparátu jsou velmi složité. Narušení dopravního systému může vést na vážná onemocnění jako např rakovina or cukrovka. Zároveň ještě nejsou známy přesné mechanismy. O tomto problému však probíhá intenzivní výzkum. Existují také důkazy, že autoimunitní reakce proti prvkům Golgiho aparátu mohou vést na revmatická onemocnění. Například více než 75 procent pacientů s Sjögrenův syndrom mít protilátku proti proteinu Golgiho aparátu. Mnoho pacientů s revmatoidem artritidaidiopatické plicní fibróza nebo proliferativní glomerulonefritida také nosit protilátky proti proteinům Golgiho aparátu. Odpovídající protilátky byly také objeveny v průběhu vyšetřování u různých infekční choroby a rakovina nemoci. Jedná se o další reakce v rámci těchto onemocnění, které jsou pravděpodobně ovlivněny geneticky. Průběh příslušného onemocnění však mohou být významně ovlivněny. Další studie zkoumaly mimo jiné přímý vliv chlamydií na Golgiho aparát. Chlamydia je sexuálně přenosný a často vede k neplodnost u žen. Studie to zjistily chlamydií fragmentuje Golgiho aparát a rozkládá ho na malé ministohy. Studie přitom ukázaly, že to umožňuje chlamydií lépe se množit a produkovat více infekčních částic.
