Комплексу Гольджі: історія відкриття, структура і роль

Що таке комплекс Гольджі?

Апарат Гольджі, також званий комплексом Гольджі – органела зустрічає, як в клітинах рослин, так і тварин, і зазвичай складається із сукупності чашоподібних відділів з мембраною, званих цистернами, які виглядають як стопка здутих повітряних куль.

Однак у деяких одноклітинних джгутикових є 60 цистерн, які формують апарат Гольджі. Точно так же кількість стопок комплексу Гольджі в клітці змінюється в залежності від її функцій. Клітини тварин, як правило, містять від 10 до 20 стопок на одну клітку, об’єднаних в один комплекс трубчастими сполуками між цистернами. Апарат Гольджі звичайно розташований близько до ядра клітини.

Історія відкриття

Через відносно великих розмірів комплекс Гольджі був однією з перших спостережуваних органел в клітинах. У 1897 році італійський лікар на ім’я Камілло Гольджі, який вивчає нервову систему, використовував нову технологію фарбування, яку сам же розробив (і яка актуальна в наші дні). Завдяки новому методу, вчений зміг розгледіти клітинну структуру і назвав її внутрішнім ретикулярним апаратом.

Незабаром після того, як він публічно оголосив про своє відкриття в 1898 році, структура була названа в його честь, стаючи універсально відомої як апарат Гольджі. Проте, багато вчених того часу не вірили, що Гольджі спостерігав справжню органеллу клітини, і списували відкриття вченого на візуальне спотворення, викликане фарбуванням. Винахід електронного мікроскопа в двадцятому столітті остаточно підтвердило, що апарат Гольджі є клітинних органел.

Будова

У більшості еукаріот апарат Гольджі формується з стопок мішечків, що складаються з двох основних відділів: цис-відділу і транс-відділу. Цис-відділ представляє собою комплекс сплюснених мембранних дисків, відомих як цистерни, що відбуваються з везикулярний кластерів, які спрямовуються з ЕПР.

Клітини ссавців зазвичай містять від 40 до 100 стопок. Як правило, від в кожна стопка містить від 4 до 8 цистерн. Однак у деяких протистов спостерігається близько 60 цистерн. Цей набір цистерн розбитий на цис, медіальні і транс-відділи. Транс-відділ представляє собою кінцеву цистернальних структуру, з якої білки упаковуються в везикули, призначені для лізосом, секреторних везикул або клітинної поверхні.

Функції

Апарат Гольджі часто вважається відділом розподілу і доставки хімічних речовин клітини. Він модифікує білки і ліпіди (жири), які продукуються в ЕПР, і готує їх для експорту за межі клітини або для транспортування в інші місця всередині клітці. Білки і ліпіди, побудовані в гладкому і шорсткою ЕПР, укладаються в крихітні бульбашкові везикули, які рухаються через цитоплазму, поки не досягнуть комплексу Гольджі.

Везикули зливаються з мембранами Гольджі і вивільняють, що містяться всередині молекули в органеллу. Опинившись всередині, з’єднання додатково обробляються за допомогою апарату Гольджі, а потім направляються в везикули до місця призначення всередині або поза клітиною. Експортовані товари є секреції білків або глікопротеїнів, які є частиною функції клітини в організмі. Інші речовини повертаються в ендоплазматичнийретикулум або можуть дозрівати, щоб згодом стати лизосомами.

Модифікації молекул, які здійснюються в комплексі Гольджі, відбуваються впорядкованим чином. Кожна цистерна має два основних відділи: цис-відділ – це кінець органели, де речовини надходять з ЕПР для обробки, а також транс-відділ, де вони виходять в формі менших окремих везикул. Отже, цис-відділ розташований поблизу ЕПР, звідки надходить велика частина речовин, а транс-відділ розташований поблизу плазматичної мембрани клітини, куди відправляються багато з речовин, модифікується в апараті Гольджі.

Хімічний склад кожного відділу, а також ферменти, що містяться в люменах (внутрішніх відкритих просторах цистерн) між відділами, є відмінними. Білки, вуглеводи, фосфоліпіди та інші молекули, які утворюються в ЕПР, переносяться на апарат Гольджі, щоб піддадуться біохімічному модифікації при переході від цис до транс-відділам комплексу. Ферменти, присутні в люмен Гольджі, модифікують вуглеводну частину гликопротеинов шляхом додавання або віднімання окремих мономерів цукру. Крім того, апарат Гольджі сам по собі виробляє найрізноманітніші макромолекули, включаючи полісахариди.

Комплекс Гольджі в рослинних клітинах продукує пектини та інші полісахариди, необхідні для структури рослин і обміну речовин. Продукти, що експортуються апаратом Гольджі через транс-відділ, в кінцевому підсумку зливаються з мембраною клітини. Серед найбільш важливих функцій комплексу – сортування великої кількості макромолекул, які продукуються клітиною, і їх транспортування в необхідні пункти призначення. Спеціалізовані молекулярні ідентифікаційні мітки або мітки, такі як фосфатні групи, додаються ферментами Гольджі, щоб допомогти в цьому процесі сортування.

...
ПОДІЛИТИСЯ: