Características, Funções e Estruturas do Aparelho de Golgi

O aparelho de Golgi, também conhecido como complexo de Golgi, é uma organela celular membranosa formada por um conjunto de vesículas planas empilhadas juntas; Essas bolsas têm fluido dentro. É encontrado em uma ampla variedade de eucariotos, como animais, plantas e fungos.

Esta organela é responsável pelo processamento, embalagem, classificação, distribuição e modificação de proteínas. Além disso, também tem um papel na síntese de lipídios e carboidratos. Por outro lado, nas plantas do aparelho de Golgi, ocorre a síntese de componentes da parede celular.

O aparelho de Golgi foi descoberto em 1888, enquanto estudava células nervosas; seu descobridor, Camillo Golgi, ganhou o Prêmio Nobel. A estrutura é detectável por coloração com cromato de prata.

A princípio a existência do órgão era duvidosa para os cientistas da época e atribuíam as observações de Golgi a produtos de artefatos simples das técnicas empregadas.

Índice

• 1 características gerais
• 2 Estrutura e composição
  • 2.1 Exceções Estruturais
  • 2.2 Regiões do complexo de Golgi
• 3 funções
  • 3.1 Glicosilação de proteínas ligadas à membrana
  • 3.2 Glicosilação de proteínas ligadas a lisossomos
  • 3.3 Metabolismo dos lípidos e hidratos de carbono
  • 3.4 Exportação
  • 3.5 Modelos de tráfico de proteínas
  • 3.6 Funções Especiais
• 4 referências

Características gerais

O aparelho de Golgi é uma organela eucariótica de natureza membranosa. Assemelha-se a alguns sacos em pilhas, embora a organização possa variar dependendo do tipo de célula e do organismo. É responsável pela modificação de proteínas após a tradução.

Por exemplo, alguns carboidratos podem ser adicionados para formar uma glicoproteína. Este produto é embalado e distribuído para o compartimento da célula onde necessário, como a membrana, lisossomos ou vacúolos; Ele também pode ser enviado para fora da célula. Também participa da síntese de biomoléculas.

O citoesqueleto (especificamente a actina) determina sua localização e, geralmente, o complexo está localizado em uma área do interior da célula próxima ao núcleo e ao centrossoma.

Estrutura e composição

O complexo é constituído por um conjunto de discos em forma de discos, planos e fenestrados, denominados cisternas Golgianas, de espessura variável.

Essas sacolas são empilhadas, em grupos de quatro ou seis tanques. Em uma célula de mamífero pode ser encontrada entre 40 e 100 baterias conectadas juntas.

O complexo de Golgi apresenta uma característica interessante: há polaridade em termos de estrutura e também da função.

Você pode distinguir entre a face cis e a face trans. O primeiro está relacionado à entrada de proteínas e está próximo ao retículo endoplasmático. A segunda é a face de saída ou a secreção do produto; eles são formados por um ou dois tanques que têm uma forma tubular.

Junto com essa estrutura estão vesículas que compõem o sistema de transporte. As pilhas de sacos são unidas em uma estrutura que se assemelha a forma de um arco ou um compromisso.

Nos mamíferos, o complexo de Golgi é fragmentado em várias vesículas durante os processos de divisão celular. As vesículas passam para as células filhas e tomam novamente a forma tradicional do complexo.

Exceções Estruturais

A organização do complexo não é comum em todos os grupos de organismos. Em alguns tipos de células, o complexo não é estruturado como conjuntos de cisternas empilhadas em grupos; por outro lado, eles estão localizados individualmente. Um exemplo dessa organização é o fungo Saccharomyces cerevisiae.

Em alguns organismos unicelulares, como o toxoplasma ou tripanossoma, a presença de apenas uma pilha membranosa foi relatada.

Todas essas exceções indicam que o empilhamento das estruturas não é essencial para cumprir sua função, embora a proximidade entre as malas torne o processo de transporte muito mais eficiente.

Da mesma forma, alguns eucariotos basais não possuem essas cisternas; por exemplo, fungos. Esta evidência suporta a teoria de que o dispositivo apareceu em uma linhagem após os primeiros eucariotos.

Regiões do complexo de Golgi

Funcionalmente, o complexo de Golgi é dividido nos seguintes compartimentos: a rede cis, os sacos empilhados - que são divididos, por sua vez, no meio e no subcompartimento e na rede trans.

As moléculas que serão modificadas entram no complexo de Golgi seguindo a mesma ordem (rede cis, seguida pelos subcompartimentos a serem finalmente excretados na rede trans).

A maioria das reações ocorre nas áreas mais ativas: os subcompartimentos trans e médio.

Funções

A principal função do complexo de Golgi é a modificação pós-translacional das proteínas, graças às enzimas que possuem dentro.

Essas modificações incluem processos de glicosilação (adição de carboidratos), fosforilação (adição de um grupo fosfato), sulfatação (adição de um grupo fosfato) e proteólise (degradação de proteínas).

Além disso, o complexo de Golgi está envolvido na síntese de biomoléculas específicas.A seguir descreve detalhadamente cada uma das suas funções:

Glicosilação de proteínas ligadas à membrana

A modificação de uma proteína para uma glicoproteína ocorre no aparelho de Golgi. O pH ácido típico dentro da organela é fundamental para que esse processo ocorra normalmente.

Existe uma troca constante de materiais entre o aparelho de Golgi com o retículo endoplasmático e os lisossomos. No retículo endoplasmático, as proteínas também sofrem modificações; estes incluem a adição de um oligossacárido.

Quando essas moléculas (N-oligossacarídeos) entram no complexo de Golgi, elas recebem uma série de modificações adicionais. Se o destino da referida molécula é para ser realizado da célula ou recebido na membrana plasmática, ocorrem modificações especiais.

Estas modificações incluem os seguintes passos: eliminação de três resíduos de manose, a adio de N-acetilglucosamina, a remoção de dois manose e fucose disso, dois de N-acetilglucosamina adicionais, galactose três e três resíduos de ácido siálico.

Glicosilação de proteínas ligadas a lisossomos

Em contraste, as proteínas que têm como alvo os lisossomas são modificadas como se segue: não há nenhuma remoção de manose como um primeiro passo; em vez disso, ocorre a fosforilação desses resíduos. Esta etapa ocorre na região cis do complexo.

Em seguida, os grupos N-acetilglucosamina são eliminados deixando as manoses com o fosfato adicionado no oligossacárido. Estes fosfatos indicam que a proteína deve ser direcionada especificamente para os lisossomos.

Os receptores responsáveis ​​por reconhecer os fosfatos que indicam seu destino intracelular estão localizados na rede trans.

Metabolismo de lipídios e carboidratos

Nos glicolípidos síntese complexo de Golgi e esfingomielina ele ocorre, utilizando-se como molécula parente ceramida (previamente sintetizadas no retículo endoplasmático). Este processo é contrário ao resto dos fosfolipídios que compõem a membrana plasmática, que são derivados do glicerol.

Esfingomielina é uma classe de esfingolipídeo. É um componente abundante das membranas de mamíferos, particularmente de células nervosas, que são parte da bainha de mielina.

Após sua síntese, eles são transportados para sua localização final: a membrana plasmática. Suas cabeças polares estão localizadas na parte externa da superfície celular; Esses elementos têm um papel específico nos processos de reconhecimento celular.

Nas células vegetais, o aparelho de Golgi contribui para a síntese de polissacarídeos que compõem a parede da célula, especificamente a hemicelulose e pectinas. Por meio de transporte vesicular, esses polímeros são retirados da célula.

Nas plantas, esta etapa é crucial e aproximadamente 80% da atividade do retículo é atribuída à síntese de polissacarídeos. De fato, centenas dessas organelas foram relatadas em células vegetais.

Exportação

As diferentes biomoléculas - proteínas, carboidratos e lipídios - são transferidas para seus destinos celulares pelo complexo de Golgi. As proteínas têm um tipo de "código" que é responsável por informar o destino ao qual ele pertence.

Eles são transportados em vesículas que saem da rede trans e se movem para o compartimento da célula determinado.

As proteínas podem ser transportadas para a membrana por uma via constitutiva específica. É por isso que há uma incorporação contínua de proteínas e lipídios à membrana plasmática. As proteínas cujo destino final é o complexo de Golgi são retidas por ele.

Além da via constitutiva, outras proteínas são destinados fora da célula e por sinais a partir do ambiente de ocorrer, hormonas, enzimas de chamada ou neurotransmissores.

Por exemplo, nas células pancreáticas, as enzimas digestivas são embaladas em vesículas que são apenas secretadas quando o alimento é detectado.

Pesquisas recentes relatam a existência de vias alternativas para proteínas de membrana que não passam pelo aparelho de Golgi. No entanto, estas vias de desvio "Não convencionais" são debatidos na literatura.

Modelos de tráfico de proteínas

Existem cinco modelos para explicar o tráfico de proteínas no dispositivo. O primeiro envolve o tráfego de material entre os compartimentos estáveis, cada um possui as enzimas necessárias para cumprir funções específicas. O segundo modelo envolve a maturação dos tanques progressivamente.

O terceiro também propõe a maturação dos sacos, mas com a incorporação de um novo componente: o transporte tubular. Segundo o modelo, os túbulos são importantes no trânsito em ambas as direções.

O quarto modelo propõe que o complexo funcione como uma unidade. O quinto e último modelo é o mais recente e argumenta que o complexo é dividido em diferentes compartimentos.

Funções especiais

Em certos tipos de células, o complexo de Golgi possui funções específicas. As células do pâncreas têm estruturas especializadas para a secreção de insulina.

Diferentes tipos de sangue em humanos são um exemplo de padrões diferenciais de glicosilação. Esse fenômeno é explicado pela presença de diferentes alelos que codificam a glicotransferase.

Referências

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