Back to chapter

4.9:

Аппарат Гольджи

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Golgi Apparatus

Languages

Share

Рядом с эндоплазматическим ретикулумом, или ER, в клетке эукариотов есть аппарат Гольги, коллекция мембранных отсеков в форме дисков, с двумя отдельными лицевыми поверхностями, цис и транс. Каждая порция содержит уникальные ферменты и траффиковые белки, которые отвечают за внесение изменений и правильную сортировку белков и липидов. Тубулярные кластеры расположены ближе всего к ER, создавая сеть цис-Гольги, куда сначала попадают белки и липиды.Молекулы могут перемещаться в средние сегменты, называемые цистернами, начиная с с цис цистерны. Здесь они подвергаются гликозилированию и дегликозилированию, добавлению и снятию молекул сахара. Далее белки перемещаются в медиальную и транс-цистерну, где они подвергаются большему гликозилированию, а также фосфорилирования и сульфатации, добавлению фосфатных и сульфатных групп.Эти изменения делают белки функциональными, в конечном итоге. Дальше всего от ER находится сеть транс-Гольги, где белкам даются метки назначения. Например, метка 6-фосфат-маннозы направит белки в лизосомы для пищеварения.В зависимости от метки, транспортные пузырьки будут отправлены в специфический пункт. Например, к плазменной мембране или секреторным пузырькам, которые освободят их содержимое из клетки в начале процесса.

4.9:

Аппарат Гольджи

Когда они покидают эндоплазматическую сеть (ER), правильно свернутые и собранные белки избирательно упаковываются в пузырьки. Эти везикулы транспортируются моторными белками на основе микротрубочек и сливаются вместе, образуя кластеры везикулярных канальцев, которые впоследствии попадают в аппарат Гольджи, эукариотическую эндомембранную органеллу, которая часто имеет характерный ленточный вид.

Аппарат Гольджи – это основная сортировочно-отгрузочная станция для продуктов скорой помощи. Новоприбывшие пузырьки входят в цис поверхность Гольджи – сторону, обращенную к ЭР – и транспортируются через совокупность блинчатых, окруженных мембранами цистерн. Каждая цистерна содержит уникальный состав ферментов и выполняет определенные модификации белка. По мере продвижения белков через цис сеть Гольджи, некоторые из них фосфорилируются и подвергаются удалению определенных углеводных модификаций, которые были добавлены в ЭР. Затем белки перемещаются через среднюю цистерну, где они могут быть гликозилированы с образованием гликопротеинов. После модификации в цистерне транс белкам присваиваются теги, определяющие их клеточное предназначение.

В зависимости от молекулярных тегов белки упаковываются в везикулы и доставляются к определенным участкам клетки, включая лизосомы и плазматическую мембрану. Специфические маркеры на мембранах этих везикул позволяют им закрепляться в соответствующем клеточном местоположении. Кроме того, мембранные фосфолипиды можно модифицировать по Гольджи, а Гольджи может производить и секретировать некоторые полисахариды.

Интересно, что Гольджи полностью разбирается и снова собирается во время деления клеток. Раньше аппарат Гольджи понимался как статическая структура, через которую постепенно перемещаются белки. Совсем недавно ученые начали рассматривать коллекцию цистерн Гольджи как динамические структуры, переходящие от цис к транс грани сети как единое целое.

Suggested Reading

Huang, Shijiao, and Yanzhuang Wang. "Golgi structure formation, function, and post-translational modifications in mammalian cells." F1000Research 6 (2017). [Source]

Suda, Yasuyuki, Kazuo Kurokawa, and Akihiko Nakano. "Regulation of ER-Golgi transport dynamics by GTPases in budding yeast." Frontiers in Cell and Developmental Biology 5 (2018): 122. [Source]