Golgi aparaat

Selle Golgi aparaat kuulub rakuorganellidesse ja seda kasutatakse valkude modifitseerimiseks ja sorteerimiseks. See teeb tihedat koostööd endoplasmaatilise retikulumiga. Samuti osaleb ta sekretsiooni moodustamises.

Mis on Golgi aparaat?

Golgi aparaat on oluline raku organell, milles endoplasmaatilises retikulumis toodetud valgud muudetakse ja sorteeritakse. Lisaks moodustavad see lüsosoomid, mis sisaldavad ensüüme keha enda ja võõraste valkude lagundamiseks. Lüsosoomid on membraaniga suletud rakuorgaanid, mis prootonpumpade kaudu tekitavad sees madala pH väärtuse ja hapendavad ensüüme.

Golgi aparaat on igas eukarüootses rakus ja moodustab membraaniga suletud reaktsiooniruumi, millel on oluline roll eksotsütoosis. Selle avastas 1898. aastal itaalia patoloog Camillo Golgi aju histoloogiliste uuringute käigus ja sai oma nime. Golgi aparaadi sees reageerivad endoplasmaatilise retikulumi valgud, modifitseerides neid teiste valkude või suhkru jääkidega (glükosüülimine).

Sel viisil viiakse valgud kõigepealt nende transporditavasse vormi. Seejärel sorteeritakse need vastavalt sihtkohale. Golgi aparaadis uusi valke ei looda, muudetakse ainult olemasolevaid.

Anatoomia ja struktuur

Golgi aparaati iseloomustavad lamedate, membraaniga suletud õõnsuste virnad. Neid õõnsusi nimetatakse tsisternideks. Reeglina sisaldab virn kolme kuni kaheksat tsisternit. Mõnikord võib see olla kuni 30 tsisternit. Virna keskmine läbimõõt on üks mikromeeter. Virna tehniline termin on diktüosoom.

Diktüosoomide arv sõltub rakutüübist. Mõni rakk võib sisaldada kuni mitusada ditsütosoomi. Mikrotuubulid tagavad, et loomade ja inimeste rakkudes paiknev Golgi aparaat paikneb enamasti raku tuuma ja tsentrosoomide läheduses. Enamikus taimerakkudes jaotub Golgi aparaat aga kogu raku tsütoplasmas. Golgi aparaadi oluline omadus on selle polarisatsioon. Endoplasmaatilise retiikulumi poole suunatud külg on kumer ja küljelt küljelt külg on nõgus. Golgi aparaat võtab endoplasmaatilistest retikulaarsetest vesiikulitest, mis on varustatud karvavalguga COP II.

Kumer külg on tuntud ka kui cis Golgi võrk (CGN). ER-ist eemale jäävat külge nimetatakse trans-Golgi võrguks (TGN). Golgi võrgud tähistavad mitut üksteisega ühendatud tsisternit ja vesiikulit. Golgi-võrkude vahelised tsisternid on nn Golgi-virnad, millel on spetsiifiline ensümaatiline struktuur.

Valgud kulgevad cis-Golgi võrgust trans-Golgi võrku. Selle protsessi jaoks on kaks mudelit ja tõenäoliselt rakendatakse mõlemat.Kas vesiikulid liiguvad CGN-ist TGN-i, säilitades valgud, või valkude suhtes toimub liikumine vesiikulitest vesiikuliteni TGN-i suunas.

Funktsioon ja ülesanded

Golgi aparaadil on mitmekesised ja väga keerulised funktsioonid. Tekib kolm vastutusala. Sel viisil sünteesitakse ja modifitseeritakse plasmamembraani elemendid. Moodustatakse ja säilitatakse sekretoorseid vesiikleid koos saatjate ja hormoonidega. Lõpuks tehakse seedeensüümide hoidmiseks lüsosoomid.

Algselt võtab Golgi aparaat endoplasmaatilisest retikulumist peamiselt valke või polüpeptiide sisaldavaid vesiikulit. Golgi aparaadis modifitseeritakse neid valke sõltuvalt nende kavandatud kasutamisest. On olemas side suhkrujääkide või teiste valkudega. Modifitseeritud valgud transporditakse TGN-i, kus need sorteeritakse, pakitakse Golgivesicle'i, märgistatakse signaalimisainetega ja toimetatakse sihtkohta erinevate transpordimehhanismide kaudu. Enamik valke transporditakse rakust välja.

Väljaspool lahtrit kasutatakse neid rakuvälise maatriksi modifitseerimiseks. See teenib rakkudevahelist sidet ja koe stabiilsust. Lisaks moodustab Golgi aparaat primaarsed lüsosoomid, mis sisaldavad lüütilisi ensüüme. Neid ensüüme kasutatakse ainete lahustamiseks rakus ja väljaspool seda. Ensüümid arendavad oma suurimat aktiivsust happelises vahemikus, kui pH on umbes 4,5.

Seda pH-väärtust saab saavutada ainult membraaniga suletud reaktsiooniruumides prootonpumpade abil. Lüsosoomi sisemus on varustatud happekaitsega, mis koosneb proteoglükaanidest. Lisaks modifitseeritakse lüütilisi ensüüme mannoos-6-fosfaatide abil, et neid eristada lüsosoomi membraanil olevate spetsiaalsete retseptorite abil.

Ravimid leiate siit

Haigused

Golgi aparaadis on protsessid väga keerulised. Transpordisüsteemi häired võivad põhjustada selliseid tõsiseid haigusi nagu vähk või diabeet. Täpsed mehhanismid pole veel teada. Selle probleemiga tegeletakse siiski intensiivselt. Samuti on tõendeid, et Golgi aparaadi elementide vastased autoimmuunreaktsioonid võivad põhjustada reumaatilisi haigusi.

Näiteks on enam kui 75 protsendil Sjögreni sündroomiga patsientidest Golgi aparaadis sisalduv valguvastane antikeha. Paljud reumatoidartriidi, idiopaatilise kopsufibroosi või proliferatiivse glomerulonefriidiga patsiendid kannavad ka Golgi aparaadi valkude vastaseid antikehi. Erinevate nakkushaiguste ja vähktõve uurimise käigus avastati ka vastavad antikehad. Need on täiendavad reaktsioonid nende haiguste sees, mida tõenäoliselt mõjutavad geneetilised mõjud.

Kuid asjaomane haiguse kulgu võib see märkimisväärselt mõjutada. Teiste uuringutega uuriti muu hulgas klamüüdia otsest mõju Golgi aparaadile. Klamüüdia on sugulisel teel leviv ja põhjustab sageli naiste viljatust. Uurimistöös leiti, et klamüüdia killustab Golgi aparaati ja lagundab selle väikesteks mini-virnadeks. Uuringud näitasid, et see võimaldab klamüüdial paremini paljuneda ja toota nakkavamaid osakesi.