Golgi-apparatet er en av celleorganellene og tjener til å modifisere og sortere proteiner. Det fungerer tett med det endoplasmatiske retikulumet. Det er også involvert i sekresjonsdannelse.
Hva er Golgi-apparatet?
Golgi-apparatet representerer en viktig celleorganell der proteiner produsert i endoplasmatisk retikulum blir modifisert og sortert. Videre danner det lysosomer, som inneholder enzymer for nedbrytning av endogent og eksogent proteiner. Lysosomene er membraninnesluttede celleorganeller som genererer en lav pH i sitt indre via protonpumper, og forsurer derved enzymer. Golgi-apparatet er tilstede i alle eukaryote celler og danner et membranlukket reaksjonsrom som spiller en viktig rolle i eksocytose. Det ble oppdaget av den italienske patologen Camillo Golgi i 1898 under histologiske studier av hjerne og oppkalt etter ham. Inne i Golgi-apparatet reagerer proteinene i det endoplasmatiske retikulumet med andre proteiner eller med sukker rester (glykosylering) for å modifisere dem. På denne måten omdannes proteinene først til sin transportable form. Dette følges av sortering etter destinasjon. Innenfor Golgi-apparatet genereres imidlertid ingen nye proteiner, bare eksisterende blir modifisert.
Anatomi og struktur
Golgi-apparatet er preget av stabler med grunne membranlukkede hulrom. Disse hulromene blir referert til som cisternae. Vanligvis inneholder stabelen tre til åtte cisterner. Noen ganger kan det være så mange som 30 sisterner. Stakken har en gjennomsnittlig diameter på ett mikrometer. Den tekniske betegnelsen på en stabel er diktosom. Antall diktyosomer avhenger av celletypen. For eksempel kan noen celler inneholde opptil flere hundre diktyosomer. Mikrotubuli sørger for at Golgi-apparatet stort sett er plassert nær kjernen og sentrosomene i dyre- og menneskeceller. Imidlertid er Golgi-apparatet i de fleste planteceller distribuert gjennom celleplasten. Et viktig trekk ved Golgi-apparatet er dets polarisering. Den siden som vender mot det endoplasmatiske retikulum er konveks, og siden som vender bort fra den er konkav. Dermed mottar Golgi-apparatet vesikler utstyrt med kappeproteinet COP II fra det endoplasmatiske retikulum. Den konvekse siden kalles også cis-Golgi-nettverket (CGN). Den siden som vender bort fra ER kalles trans-Golgi-nettverket (TGN). Golgi-nettverkene representerer flere små cisterner og vesikler som er sammenkoblet. Cisternene mellom Golgi-nettverkene er de såkalte Golgi-stakkene, som har en spesifikk enzymatisk konfigurasjon. I denne prosessen passerer proteiner fra cis-Golgi-nettverket til trans-Golgi-nettverket. Det er to modeller for denne prosessen, som begge sannsynligvis gjelder. Enten beveger vesiklene seg fra CGN til TGN, i så fall blir proteinene beholdt, eller proteinene gjennomgår transportbevegelse fra vesikkel til vesikkel mot TGN.
Funksjon og oppgaver
Golgi-apparatet har forskjellige og svært komplekse funksjoner. Tre ansvarsområder krystalliserer. Dermed blir elementer av plasmamembranen syntetisert og modifisert. Sekretorblærer som inneholder sendere og hormoner blir dannet og lagret. Til slutt produseres lysosomer for lagring av fordøyelsessystemet enzymer. Opprinnelig mottar Golgi-apparatet vesikler som inneholder proteiner eller polypeptider, hovedsakelig fra det endoplasmatiske retikulum. I Golgi-apparatet modifiseres disse proteinene ytterligere avhengig av deres tiltenkte bruk. Dermed bindes enten med sukker rester eller med ekstra proteiner finner sted. De modifiserte proteinene transporteres til TGN, hvor de sorteres, pakkes i Golgi-vesikler, merkes med signalstoffer og sendes videre til bestemmelsesstedet via forskjellige transportmekanismer. I prosessen transporteres de fleste proteiner ut av cellen. Utenfor cellen brukes de til å modifisere den ekstracellulære matrisen. Dette tjener intercellulær kommunikasjon og vevsstabilitet. Videre danner Golgi-apparatet primære lysosomer, som inneholder lytiske enzymer. Disse enzymene brukes til å oppløse cellulære og ikke-cellulære stoffer. Enzymene utvikler sin største aktivitet i det sure området ved en pH på ca. 4.5. Denne PH-verdien kan bare oppnås i membranlukkede reaksjonsrom med protonpumper. Det indre av lysosomet er utstyrt med en syrebeskyttelse av proteoglukaner. I tillegg modifiseres lytiske enzymer med mannose-6-fosfater for å bli gjenkjent av spesifikke reseptorer på lysosommembranen.
Sykdommer
Prosessene i Golgi-apparatet er veldig komplekse. Forstyrrelser i transportsystemet kan føre til alvorlige sykdommer som kreft or diabetes. Samtidig er de eksakte mekanismene ennå ikke kjent. Imidlertid blir det utført intensiv forskning på dette problemet. Det er også bevis for at autoimmune reaksjoner mot elementene i Golgi-apparatet kan føre til revmatiske sykdommer. For eksempel mer enn 75 prosent av pasientene med Sjögrens syndrom har et antistoff mot et protein fra Golgi-apparatet. Mange pasienter med revmatoid gikt, idiopatisk lungefibrose eller proliferativ glomerulonefritt også bære antistoffer mot proteiner fra Golgi-apparatet. Tilsvarende antistoffer har også blitt oppdaget i løpet av undersøkelser i forskjellige Smittsomme sykdommer og kreft sykdommer. Dette er ytterligere reaksjoner innen disse sykdommene, som sannsynligvis er genetisk påvirket. Imidlertid kan løpet av den tilsvarende sykdommen påvirkes betydelig av dem. Andre studier har blant annet undersøkt den direkte innflytelsen av chlamydiae på Golgi-apparatet. Chlamydia er seksuelt overført og fører ofte til ufruktbarhet hos kvinner. Studiene fant det klamydia fragmenterer Golgi-apparatet og bryter det ned i små ministabler. Ved å gjøre dette viste studiene at dette tillater klamydia for å formere seg bedre og produsere mer smittsomme partikler.
