A maioria das pessoas construiu um modelo de célula para uma feira de ciências ou projeto de ciências em sala de aula, e poucos componentes celulares eucarióticos são tão interessantes de se ver ou construir quanto o aparelho de Golgi.
Ao contrário de muitas organelas, que tendem a Com formas mais uniformes e muitas vezes redondas, o aparelho de Golgi - também chamado de complexo de Golgi, corpo de Golgi ou mesmo apenas Golgi - é uma série de discos planos ou bolsas empilhadas.
Para o observador casual, o aparelho de Golgi parece uma vista aérea de um labirinto ou talvez até um pedaço de fita adesiva.
Essa estrutura interessante ajuda o aparelho de Golgi a desempenhar seu papel como parte do sistema endomembranar, que compreende o corpo de Golgi e alguns outros organelas, incluindo os lisossomos e o retículo endoplasmático.
Essas organelas se juntam para alterar, embalar e transportar conteúdos celulares importantes, como lipídios e proteínas.
Analogia do aparelho de Golgi: às vezes, o aparelho de Golgi referido como a planta de embalagem ou os correios da célula, porque recebe moléculas e as altera, classifica e dirige essas moléculas para o transporte para outras áreas da célula, assim como os correios fazem com cartas e pacotes.
Estrutura do corpo de Golgi
A estrutura do aparelho de Golgi é crucial para sua função.
Cada uma das bolsas planas de membrana que se acumulam para formar a organela são chamadas cisternas. Na maioria dos organismos, existem de quatro a oito desses discos, mas alguns organismos podem ter até 60 cisternas em um único corpo de Golgi. Os espaços entre cada bolsa são tão importantes quanto as próprias bolsas.
Esses espaços são o lúmen do aparelho de Golgi.
Os cientistas dividem o corpo de Golgi em três partes: as cisternas próximas à retículo endoplasmático, que é o compartimento cis; as cisternas distantes do retículo endoplasmático, que é o compartimento trans; e as cisternas do meio, chamadas compartimento medial.
Esses rótulos são importantes para entender como o aparelho de Golgi funciona porque os lados mais externos, ou redes, do corpo de Golgi desempenham funções muito diferentes.
Se você pensar no aparelho de Golgi como a planta de empacotamento da célula, poderá visualizar o lado cis, ou a face cis, como a doca receptora do Golgi. Aqui, o aparelho de Golgi recebe a carga enviada do retículo endoplasmático através de transportadores especiais chamados vesículas.
O lado oposto, chamado de face trans, é a doca de expedição do corpo de Golgi.
Estrutura e transporte de Golgi
Após a triagem e embalagem, o aparelho de Golgi libera proteínas e lipídios da face trans.
A organela carrega a carga de proteínas ou lipídios nos transportadores de vesículas, que brotam do Golgi, destinado a outros lugares na célula. Por exemplo, algumas cargas podem ir para o lisossomo para reciclagem e degradação.
Outras cargas podem até acabar fora da célula após serem enviadas para a membrana plasmática da célula.
O citoesqueleto da célula, que é uma matriz de proteínas estruturais que dão forma à célula e ajudam a organizar seu conteúdo, ancora o corpo de Golgi no lugar próximo ao retículo endoplasmático e ao núcleo celular.
Como essas organelas trabalham juntas para construir biomoléculas importantes, como proteínas e lipídios, faz sentido que eles se estabeleçam muito próximos um do outro.
Algumas das proteínas do citoesqueleto, chamadas microtúbulos, agem como trilhos de trem entre essas organelas e outros locais dentro da célula. célula. Isso facilita para as vesículas de transporte moverem a carga entre as organelas e para seus destinos finais na célula.
Enzimas: a ligação entre estrutura e função
O que acontece no Golgi entre o recebimento da carga no A face cis e enviá-la novamente na face trans são alguns dos principais trabalhos do aparelho de Golgi. A força motriz por trás dessa função também é impulsionada pelas proteínas.
As bolsas de cisterna nos vários compartimentos do corpo de Golgi contêm uma classe especial de proteínas chamadas enzimas. As enzimas específicas em cada bolsa permitem modificar os lipídios e proteínas à medida que passam da face cis através do compartimento medial no caminho para a face trans.
Essas modificações realizadas pelas várias enzimas presentes nas bolsas cisterna tornam uma enorme diferença nos resultados das biomoléculas modificadas. Às vezes, as modificações ajudam a tornar as moléculas funcionais e capazes de fazer seu trabalho.
Em outros momentos, as modificações agem como etiquetas que informam o centro de expedição do aparelho de Golgi sobre o destino final das biomoléculas.
Essas modificações afetam a estrutura das proteínas e lipídios. Por exemplo, as enzimas podem remover as cadeias laterais do açúcar ou adicionar grupos de açúcar, ácidos graxos ou fosfato à carga.
Enzimas e transportes científicos
As enzimas específicas presentes em cada uma das cisternas determinam quais modificações acontecem nessas bolsas cisternais. Por exemplo, uma modificação quebra o açúcar manose. Isso geralmente ocorre nos compartimentos cis ou medial anteriores, com base nas enzimas presentes nele.
Outra modificação adiciona a galactose de açúcar ou um grupo sulfato às biomoléculas. Isso geralmente acontece perto do final da jornada da carga através do corpo de Golgi no compartimento de transporte.
Como muitas das modificações agem como etiquetas, o aparelho de Golgi usa essas informações na face de transporte para garantir que os recém-alterados lipídios e proteínas acabam no destino correto. Você pode imaginar isso como uma agência postal carimbando pacotes com etiquetas de endereço e outras instruções de remessa para os manipuladores de correspondência.
O corpo da Golgi classifica a carga com base nessas etiquetas e carrega os lipídios e proteínas nos transportadores de vesícula apropriados, pronto para enviar.
Papel na expressão gênica
Muitas das alterações que ocorrem nas cisternas do aparelho de Golgi são modificações pós-traducionais.
Essas são as alterações feitas nas proteínas depois que a proteína já foi construída e dobrada. Para entender isso, você precisará viajar para trás no esquema de síntese protéica.
Dentro do núcleo de cada célula, existe o DNA, que age como um modelo para a construção de biomoléculas como proteínas. O conjunto completo de DNA, chamado genoma humano, contém DNA não codificante e genes codificadores de proteínas. As informações contidas em cada gene codificador fornecem instruções para a construção de cadeias de aminoácidos.
Eventualmente, essas cadeias se dobram em proteínas funcionais.
No entanto, isso não ocorre em um uma escala. Como existem muito, muito mais proteínas humanas do que genes codificadores no genoma, cada gene deve ter a capacidade de produzir múltiplas proteínas.
Pense nisso desta maneira: se os cientistas estimam que existem cerca de 25.000 humanos genes e mais de 1 milhão de proteínas humanas, o que significa que os humanos precisam de mais de 40 vezes mais proteínas do que os genes individuais.
Modificações pós-traducionais
A solução para a construção de tantas proteínas a partir de um conjunto relativamente pequeno de proteínas. genes é modificação pós-traducional.
Este é o processo pelo qual a célula faz modificações químicas nas proteínas recém-formadas (e proteínas mais antigas em outros momentos) para alterar o que a proteína faz, onde localiza e como ele interage com outras moléculas.
Existem alguns tipos comuns de modificação pós-tradução. Isso inclui fosforilação, glicosilação, metilação, acetilação e lipidação.
A modificação pós-traducional permite que a célula construa uma ampla variedade de proteínas usando um teor relativamente baixo. pequeno número de genes. Essas modificações alteram a maneira como as proteínas se comportam e, portanto, afetam a função geral da célula. Por exemplo, eles podem aumentar ou diminuir os processos celulares, como crescimento celular, morte celular e sinalização celular.
Algumas modificações pós-traducionais afetam as funções celulares relacionadas à doença humana, portanto, descobrir como e por que as modificações ocorrem pode ajudar os cientistas desenvolvem medicamentos ou outros tratamentos para essas condições de saúde.
Papel na formação das vesículas
Quando as proteínas e os lipídios modificados alcançam a face trans, eles estão prontos para classificar e carregar as vesículas de transporte que os transportarão. para seus destinos finais na célula. Para fazer isso, o corpo de Golgi conta com as modificações que atuam como etiquetas, informando a organela para onde enviar a carga.
O aparelho de Golgi carrega a carga classificada em transportadores de vesículas, que irão brotar do corpo de Golgi e viaje para o destino final para entregar a carga.
Uma vesícula parece complexa, mas é simplesmente uma gota de fluido cercada por uma membrana que protege a carga durante o transporte vesicular. Para o aparelho de Golgi, existem três tipos de vesículas de transporte: exocitóticas e vesículas, secretórias e vesículas e lisossômicos e vesículas. As vesículas exocitóticas e secretoras engolem a carga e a movem para a membrana celular para liberação fora da célula. Lá, a vesícula se funde com a membrana e libera a carga fora da célula através de um poro no interior da célula. membrana. Às vezes, isso acontece imediatamente após o acoplamento na membrana celular. Outras vezes, a vesícula de transporte acopla na membrana celular e, em seguida, fica suspensa, aguardando sinais de fora da célula antes de liberar a carga. Um bom exemplo de carga de vesícula exocitótica é um anticorpo ativado pelo sistema imunológico , que precisa sair da célula para fazer seu trabalho de combater patógenos. Neurotransmissores como adrenalina são um tipo de molécula que depende de vesículas secretoras. Essas moléculas agem como sinais para ajudar a coordenar uma resposta a uma ameaça, como durante "brigas ou fugas". O corpo de Golgi é sem dúvida uma área complexa e madura para pesquisa em andamento. De fato, mesmo que o Golgi tenha sido visto pela primeira vez em 1897, os cientistas ainda estão trabalhando em um modelo que explica completamente como o aparelho de Golgi funciona. Uma área de debate é como exatamente a carga se move da face cis para a a face trans. Alguns cientistas pensam que as vesículas transportam a carga de uma bolsa de cisterna para a seguinte. Outros pesquisadores pensam que as próprias cisternas se movem, amadurecendo à medida que se deslocam do compartimento cis para o compartimento trans e carregando a carga com eles. Este último é o modelo de maturação.
Tipos de transportadores de vesículas
Lisossômicos as vesículas de transporte movem a carga para o lisossomo, que é o centro de reciclagem da célula. Geralmente, essa carga é danificada ou antiga; portanto, o lisossomo a retira de peças e degrada os componentes indesejados.
A função de Golgi é um mistério contínuo
