APARATUS GOLGI: CIRI, FUNGSI DAN STRUKTUR - ANATOMI DAN FISIOLOGI - 2025

Badan Golgi , juga dikenal sebagai kompleks Golgi, adalah organel seluler membran yang dibentuk oleh sekumpulan vesikula datar yang ditumpuk bersama; karung ini memiliki cairan di dalamnya. Ini ditemukan di berbagai eukariota, termasuk hewan, tumbuhan, dan jamur.

Organel ini bertanggung jawab untuk pemrosesan, pengemasan, klasifikasi, distribusi, dan modifikasi protein. Selain itu, ia juga berperan dalam sintesis lemak dan karbohidrat. Di sisi lain, pada tumbuhan di badan Golgi terjadi sintesis komponen dinding sel.

Badan Golgi ditemukan pada tahun 1888, saat sel saraf sedang dipelajari; penemunya, Camillo Golgi, memenangkan Hadiah Nobel. Strukturnya dapat dideteksi dengan pewarnaan perak kromat.

Pada awalnya keberadaan organ itu diragukan bagi para ilmuwan pada saat itu dan mereka menghubungkan pengamatan Golgi dengan produk artefak sederhana dari teknik yang digunakan.

Karakteristik umum

Badan Golgi adalah organel eukariotik yang bersifat membran. Ini menyerupai tas dalam tumpukan, meskipun pengorganisasiannya dapat bervariasi tergantung pada jenis sel dan organisme. Ini bertanggung jawab untuk modifikasi protein setelah terjemahan.

Misalnya, beberapa karbohidrat dapat ditambahkan untuk membentuk glikoprotein. Produk ini dikemas dan didistribusikan ke kompartemen sel di mana diperlukan, seperti membran, lisosom atau vakuola; itu juga dapat dikirim ke luar sel. Demikian juga, berpartisipasi dalam sintesis biomolekul.

Sitoskeleton (khususnya aktin) menentukan lokasinya, dan kompleks umumnya ditemukan di area interior sel yang dekat dengan nukleus dan sentrosom.

Struktur dan komposisi

Representasi dari aparat Golgi

Kompleks Golgi terdiri dari satu set kantung pipih, fenestrated, berbentuk cakram, yang disebut tangki Golgian, dengan ketebalan bervariasi.

Karung-karung ini ditumpuk, dalam kelompok yang terdiri dari empat atau enam bak. Dalam sel mamalia, Anda dapat menemukan antara 40 dan 100 sel yang terhubung satu sama lain.

Kompleks Golgi menyajikan fitur yang menarik: ada polaritas dalam hal struktur dan juga fungsi.

Anda bisa membedakan antara wajah cis dan wajah trans. Yang pertama terkait dengan masuknya protein dan ditemukan di dekat retikulum endoplasma. Yang kedua adalah wajah keluar atau sekresi produk; Mereka terdiri dari satu atau dua tangki yang berbentuk tabung.

Bersamaan dengan struktur ini terdapat vesikel yang menyusun sistem transpor. Tumpukan karung disatukan dalam sebuah struktur yang mengingatkan pada bentuk busur atau tanggal.

Pada mamalia, kompleks Golgi terfragmentasi menjadi beberapa vesikel selama proses pembelahan sel. Vesikel lolos ke sel anak dan sekali lagi mengambil bentuk tradisional kompleks.

Pengecualian struktural

Organisasi kompleks tidak umum di semua kelompok organisme. Dalam beberapa tipe sel, kompleks tidak terstruktur sebagai kumpulan tangki yang ditumpuk dalam kelompok; sebaliknya, mereka ditempatkan secara individual. Contoh dari organisasi ini adalah jamur Saccharomyces cerevisiae.

Pada beberapa organisme uniseluler, seperti toksoplasma atau tripanosoma, hanya terdapat satu tumpukan membran yang telah dilaporkan.

Semua pengecualian ini menunjukkan bahwa penumpukan struktur tidak penting untuk memenuhi fungsinya, meskipun kedekatan antar tas membuat proses pengangkutan jauh lebih efisien.

Demikian pula, beberapa eukariota basal kekurangan cisternae ini; misalnya jamur. Bukti ini mendukung teori bahwa aparatus muncul di garis keturunan yang lebih belakangan daripada eukariota pertama.

Daerah kompleks golgi

Secara fungsional, kompleks Golgi dibagi menjadi beberapa kompartemen berikut: jaringan cis, kantung bertumpuk -yang kemudian dibagi menjadi subkompartemen tengah dan trans- dan jaringan trans.

Molekul yang akan dimodifikasi memasuki kompleks Golgi mengikuti urutan yang sama (jaringan cis, diikuti oleh subkompartemen untuk akhirnya dikeluarkan dalam jaringan trans).

Sebagian besar reaksi terjadi di zona paling aktif: subkompartemen trans dan tengah.

fitur

Kompleks Golgi memiliki fungsi utamanya sebagai modifikasi protein pasca-translasi berkat enzim yang ada di dalamnya.

Modifikasi ini meliputi proses glikosilasi (penambahan karbohidrat), fosforilasi (penambahan gugus fosfat), sulfasi (penambahan gugus fosfat), dan proteolisis (degradasi protein).

Selanjutnya, kompleks Golgi terlibat dalam sintesis biomolekul tertentu. Masing-masing fungsinya dijelaskan secara detail di bawah ini:

Glikosilasi protein yang terikat membran

Di badan Golgi, modifikasi protein menjadi glikoprotein terjadi. PH asam khas dari bagian dalam organel sangat penting agar proses ini terjadi secara normal.

Ada pertukaran bahan yang konstan antara badan Golgi dengan retikulum endoplasma dan lisosom. Dalam retikulum endoplasma, protein juga mengalami modifikasi; ini termasuk penambahan oligosakarida.

Ketika molekul-molekul ini (N-oligosakarida) memasuki kompleks Golgi, mereka menerima serangkaian modifikasi tambahan. Jika tujuan molekul ini akan dibawa keluar sel atau diterima di dalam membran plasma, modifikasi khusus terjadi.

Modifikasi ini meliputi langkah-langkah berikut: penghilangan tiga residu manosa, penambahan N-asetilglukosamin, penghilangan dua manosa, dan penambahan fukosa, dua tambahan N-asetilglukosamin, tiga galaktosa, dan tiga residu asam sialat.

Glikosilasi protein terikat untuk lisosom

Sebaliknya, protein yang diperuntukkan bagi lisosom dimodifikasi dengan cara berikut: tidak ada pemindahan mannosis sebagai langkah awal; sebaliknya, fosforilasi residu ini terjadi. Langkah ini terjadi di wilayah cis kompleks.

Selanjutnya, gugus N-asetilglukosamin dihilangkan meninggalkan manosis dengan fosfat yang ditambahkan ke oligosakarida. Fosfat ini menunjukkan bahwa protein harus ditargetkan secara khusus ke lisosom.

Reseptor yang bertanggung jawab untuk mengenali fosfat yang menunjukkan nasib intraseluler terletak di jaringan trans.

Metabolisme lemak dan karbohidrat

Di kompleks Golgi, sintesis glikolipid dan sfingomielin terjadi, menggunakan ceramide (sebelumnya disintesis di retikulum endoplasma) sebagai molekul asal. Proses ini bertentangan dengan sisa fosfolipid yang menyusun membran plasma, yang berasal dari gliserol.

Sphingomyelin adalah kelas dari sphingolipid. Ini adalah komponen membran mamalia yang melimpah, terutama sel saraf, di mana mereka merupakan bagian dari selubung mielin.

Setelah sintesisnya, mereka diangkut ke lokasi akhirnya: membran plasma. Kepala kutub mereka terletak di bagian luar permukaan sel; Elemen-elemen ini memiliki peran khusus dalam proses pengenalan sel.

Dalam sel tumbuhan, badan Golgi berkontribusi pada sintesis polisakarida yang menyusun dinding sel, khususnya hemiselulosa dan pektin. Melalui transpor vesikuler, polimer-polimer ini dibawa keluar sel.

Dalam sayuran, langkah ini sangat penting dan sekitar 80% aktivitas retikulum ditugaskan untuk sintesis polisakarida. Faktanya, ratusan organel ini telah dilaporkan dalam sel tumbuhan.

Ekspor

Biomolekul yang berbeda -protein, karbohidrat dan lipid- ditransfer ke tujuan seluler mereka oleh kompleks Golgi. Protein memiliki sejenis "kode" yang bertanggung jawab untuk menginformasikan tujuan asalnya.

Mereka diangkut dalam vesikel yang meninggalkan jaringan trans dan melakukan perjalanan ke kompartemen sel tertentu.

Protein dapat dibawa ke membran melalui jalur konstitutif tertentu. Itulah mengapa ada penggabungan protein dan lipid secara terus menerus ke membran plasma. Protein yang tujuan akhirnya adalah kompleks Golgi dipertahankan olehnya.

Selain jalur konstitutif, protein lain diperuntukkan bagi bagian luar sel dan terjadi melalui sinyal dari lingkungan, baik itu hormon, enzim, atau neurotransmiter.

Misalnya, dalam sel pankreas, enzim pencernaan dikemas dalam vesikula yang hanya disekresikan saat keberadaan makanan terdeteksi.

Penelitian terbaru melaporkan adanya jalur alternatif untuk protein membran yang tidak melewati badan Golgi. Namun, rute bypass yang "tidak konvensional" ini diperdebatkan dalam literatur.

Model perdagangan protein

Ada lima model untuk menjelaskan perdagangan protein di aparatus. Yang pertama melibatkan lalu lintas material antara kompartemen stabil, masing-masing memiliki enzim yang diperlukan untuk memenuhi fungsi tertentu. Model kedua melibatkan pematangan tangki secara progresif.

Yang ketiga juga mengusulkan pematangan tas tetapi dengan penggabungan komponen baru: transportasi tubular. Menurut model, tubulus penting dalam lalu lintas di kedua arah.

Model keempat mengusulkan bahwa kompleks berfungsi sebagai satu unit. Model kelima dan terakhir adalah yang terbaru dan mempertahankan bahwa kompleks dibagi menjadi beberapa kompartemen berbeda.

Fungsi khusus

Dalam jenis sel tertentu, kompleks Golgi memiliki fungsi tertentu. Sel-sel pankreas memiliki struktur khusus untuk sekresi insulin.

Jenis darah yang berbeda pada manusia adalah contoh pola glikosilasi diferensial. Fenomena ini dijelaskan dengan adanya alel berbeda yang mengkode glukotransferase.

Referensi

1. Cooper, GM, & Hausman, RE (2000). Sel: Pendekatan molekuler. Sinauer Associates.
2. Kühnel, W. (2005). Atlas Warna Sitologi dan Histologi. Panamerican Medical Ed.
3. Maeda, Y., & Kinoshita, T. (2010). Lingkungan asam Golgi sangat penting untuk glikosilasi dan transportasi. Metode dalam enzim, 480, 495-510.
4. Munro, S. (2011). T&J: Apa itu badan Golgi, dan mengapa kami bertanya? Biologi BMC, 9 (1), 63.
5. Rothman, JE (1982). Aparatus Golgi: peran untuk kompartemen 'cis' dan 'trans' yang berbeda. Daur Ulang Membran, 120.
6. Tachikawa, M., & Mochizuki, A. (2017). Aparatus Golgi mengatur sendiri ke dalam bentuk karakteristik melalui dinamika perakitan ulang postmitotik. Prosiding National Academy of Sciences, 114 (20), 5177-5182.
7. Wang, Y., & Seemann, J. (2011). Biogenesis golgi. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 3 (10), a005330.