Golgi aparāts ir viens no šūnu organelliem un kalpo modificēšanai un šķirošanai proteīni. Tas cieši sadarbojas ar endoplazmas retikulumu. Tas ir iesaistīts arī sekrēcijas veidošanā.
Kas ir Golgi aparāts?
Golgi aparāts ir svarīga šūnu organelle, kurā proteīni kas ražoti endoplazmatiskajā tīklā, tiek modificēti un sašķiroti. Turklāt tas veido lizosomas, kas satur fermenti endogēno un eksogēno degradācijai proteīni. Lizosomas ir ar membrānu noslēgtas šūnu organellas, kas ar protonu sūkņiem savā iekšpusē rada zemu pH līmeni, tādējādi paskābinot fermenti. Golgi aparāts atrodas katrā eikariotu šūnā un veido membrānu noslēgtu reakcijas telpu, kurai ir svarīga loma eksocitozē. To itāļu patologs Kamillo Golgi 1898. gadā atklāja histoloģisko pētījumu laikā smadzenes un nosaukts viņa vārdā. Golgi aparāta iekšienē endoplazmas retikuluma olbaltumvielas reaģē ar citiem proteīniem vai ar cukurs atlikumi (glikozilēšana), lai tos modificētu. Tādā veidā olbaltumvielas vispirms tiek pārveidotas transportējamā formā. Pēc tam seko šķirošana pēc galamērķa. Golgi aparāta ietvaros jauni proteīni tomēr netiek ģenerēti, tiek modificēti tikai esošie.
Anatomija un struktūra
Golgi aparātu raksturo sekla membrānai slēgtu dobumu kaudzes. Šīs dobumus sauc par cisternae. Parasti kaudzē ir trīs līdz astoņi cisterna. Dažreiz tvertnes var būt pat 30. Steka vidējais diametrs ir viens mikrometrs. Steka tehniskais termins ir diktiozoms. Diktiozomu skaits ir atkarīgs no šūnas veida. Piemēram, dažās šūnās var būt līdz pat vairākiem simtiem diktiozomu. Mikrocaurules nodrošina, ka Golgi aparāts lielākoties atrodas dzīvnieku un cilvēku šūnu kodola un centrosomu tuvumā. Tomēr lielākajā daļā augu šūnu Golgi aparāts tiek izplatīts visā šūnas citoplazmā. Svarīga Golgi aparāta iezīme ir tā polarizācija. Puse, kas vērsta pret endoplazmas retikulumu, ir izliekta, un puse, kas vērsta pret to, ir ieliekta. Tādējādi Golgi aparāts no endoplazmas retikuluma saņem vezikulas, kas aprīkotas ar mēteļa proteīnu COP II. Izliekto pusi sauc arī par cis-Golgi tīklu (CGN). Sānu pusi, kas vērsta prom no ER, sauc par trans-Golgi tīklu (TGN). Golgi tīkli pārstāv vairākas mazas cisternas un pūslīšus, kas ir savstarpēji saistīti. Cisternas, kas atrodas starp Golgi tīkliem, ir tā sauktās Golgi kaudzes, kurām ir specifiska fermentatīvā konfigurācija. Šajā procesā olbaltumvielas pāriet no cis-Golgi tīkla uz trans-Golgi tīklu. Šim procesam ir divi modeļi, kas, iespējams, ir piemēroti abiem. Vai nu pūslīši pārvietojas no CGN uz TGN, tādā gadījumā olbaltumvielas tiek saglabātas, vai arī olbaltumvielas tiek pārvietotas no pūslīša uz pūslīti TGN virzienā.
Funkcija un uzdevumi
Golgi aparātam ir daudzveidīgas un ļoti sarežģītas funkcijas. Izkristalizējas trīs atbildības jomas. Tādējādi tiek sintezēti un modificēti plazmas membrānas elementi. Sekretori pūslīši, kas satur raidītājus un hormoni tiek veidoti un uzglabāti. Visbeidzot, lizosomas tiek ražotas gremošanas līdzekļu uzglabāšanai fermenti. Sākumā Golgi aparāts galvenokārt no endoplazmas retikuluma saņem pūslīšus, kas satur olbaltumvielas vai polipeptīdus. Golgi aparāta ietvaros šie proteīni tiek tālāk modificēti atkarībā no to paredzētā lietojuma. Tādējādi vai nu saistoši ar cukurs atliekas vai ar papildu olbaltumvielām. Modificētie proteīni tiek nogādāti TGN, kur tie tiek sašķiroti, iesaiņoti Golgi pūslīšos, marķēti ar signālu vielām un ar dažādiem transporta mehānismiem tiek nosūtīti uz galamērķi. Šajā procesā lielākā daļa olbaltumvielu tiek transportēta no šūnas. Ārpus šūnas tos izmanto, lai modificētu ārpusšūnu matricu. Tas kalpo starpšūnu saziņai un audu stabilitātei. Turklāt Golgi aparāts veido primārās lizosomas, kas satur litiskos enzīmus. Šos fermentus izmanto, lai izšķīdinātu šūnu un neakulāras vielas. Fermenti vislielāko aktivitāti veic skābā diapazonā ar pH aptuveni. 4.5. Šo PH vērtību var sasniegt tikai membrānās noslēgtās reakcijas telpās ar protonu sūkņiem. Lizosomas interjers ir aprīkots ar proteoglikānu aizsardzību pret skābi. Turklāt litiskos enzīmus modificē ar mannozes-6-fosfātiem, lai tos atpazītu specifiski lizosomu membrānas receptori.
Slimības
Golgi aparāta procesi ir ļoti sarežģīti. Transporta sistēmas traucējumi var vadīt nopietnām slimībām, piemēram, vēzis or diabēts. Tajā pašā laikā precīzi mehānismi vēl nav zināmi. Tomēr tiek veikti intensīvi pētījumi par šo problēmu. Ir arī pierādījumi, ka autoimūnas reakcijas pret Golgi aparāta elementiem var vadīt uz reimatiskām slimībām. Piemēram, vairāk nekā 75 procenti pacientu ar Šegrena sindroms ir antivielas pret Golgi aparāta olbaltumvielu. Daudzi pacienti ar reimatoīdo artrīts, idiopātisks plaušu fibroze vai proliferatīvs glomerulonefrīts arī nest antivielas pret Golgi aparāta olbaltumvielām. Saraksti antivielas ir atklāti arī izmeklēšanas gaitā dažādos infekcijas slimības un vēzis slimības. Šīs ir papildu reakcijas šajās slimībās, kuras, iespējams, ir ģenētiski ietekmētas. Tomēr tie var būtiski ietekmēt attiecīgās slimības gaitu. Citos pētījumos cita starpā ir pētīta hlamīdiju tiešā ietekme uz Golgi aparātu. Hlamīdija ir seksuāli transmisīvs un bieži noved pie neauglība sievietēm. Pētījumi to atklāja hlamīdijas sadrupina Golgi aparātu un sadala mazos mini kaudzītēs. To darot, pētījumi parādīja, ka tas ļauj hlamīdijas labāk vairoties un radīt vairāk infekciozu daļiņu.
