Golgi-apparaat

Golgi-apparaat Definitie

Het Golgi-apparaat is een organel in eukaryote organismen dat moleculen van het endoplasmatisch reticulum naar hun bestemming brengt. Het organel modificeert ook producten van het endoplasmatisch reticulum tot hun uiteindelijke vorm. Het Golgi-apparaat bestaat uit een reeks afgeplatte zakjes die zich uitstrekken vanuit het endoplasmatisch reticulum.

Golgi-apparaat overzicht

De belangrijkste functie van het Golgi-apparaat is de mogelijkheid om blaasjes, of pakketjes van verschillende celproducten, af te leveren op verschillende plaatsen in de cel. Het Golgi-orgaan heeft ook belangrijke functies in het labelen van blaasjes met eiwitten en suikermoleculen, die dienen als identificatie voor de blaasjes, zodat ze kunnen worden afgeleverd bij het juiste doel. Het organel wordt ook wel het Golgi-complex of Golgi-lichaam genoemd.

Typisch worden eiwitten en cellulaire producten vervaardigd in het endoplasmatisch reticulum. Het ruwe endoplasmatische reticulum heeft een aantal ribosomen, die eiwitten samenstellen op basis van instructies in boodschapper-RNA. In de rest van het endoplasmatisch reticulum worden deze eiwitproducten gevouwen en gewijzigd. Wanneer zij het Golgi-apparaat bereiken, worden nog meer modificaties aangebracht. Tenslotte worden de producten verpakt in blaasjes die worden “gelabeld” door andere eiwitten en moleculen. De blaasjes worden losgelaten en op basis van hun labels of etiketten door het cytoskelet naar de juiste plaats in de cel gebracht.

Functies van het Golgi-apparaat

Het Golgi-apparaat heeft vele discrete functies. Maar alle functies hebben te maken met het verplaatsen van moleculen van het endoplasmatisch reticulum naar hun eindbestemming en met de modificatie van bepaalde producten onderweg. De meervoudige zakjes van het Golgi-apparaat dienen als verschillende kamers voor chemische reacties. Terwijl de producten van het endoplasmatisch reticulum door het Golgi-apparaat bewegen, worden zij voortdurend overgebracht naar nieuwe omgevingen, en de reacties die kunnen plaatsvinden zijn verschillend.

Op deze manier kan een product modificaties krijgen, of kunnen meerdere producten worden gecombineerd om grote macromoleculen te vormen. Door de vele zakjes en plooien van het Golgi-apparaat kunnen veel reacties tegelijk plaatsvinden, waardoor de snelheid waarmee een organisme producten kan maken toeneemt.

Tagging Cellular Products

Gelijk welk product, de blaasjes die het product bevatten verplaatsen zich van het endoplasmatisch reticulum naar de cis-zijde van het Golgi-apparaat. In lekentaal is dit de kant die naar het endoplasmatisch reticulum is gericht. De kant die het verst van het endoplasmatisch reticulum verwijderd is, staat bekend als de trans-zijde van het Golgi-apparaat, en dit is waar de producten naar toe gaan.

Na eventuele modificaties of toevoegingen aan hun structuur, worden de producten verpakt in blaasjes en voorzien van markers die aangeven waar het blaasje terecht moet komen. Deze markeringen kunnen moleculen zijn, zoals fosfaatgroepen, of speciale eiwitten op het oppervlak van het blaasje. Eenmaal gelabeld, wordt het blaasje uit het Golgi-apparaat uitgescheiden, op weg naar zijn eindbestemming.

Finaliseren van celproducten

Eukaryoten produceren vele producten, van eiwitten die chemische reacties kunnen uitvoeren tot lipidemoleculen die nieuwe celmembranen kunnen bouwen. Sommige producten zijn bestemd voor het endoplasmatisch reticulum of het Golgi-apparaat zelf en reizen in de tegenovergestelde richting van de meeste blaasjes. Terwijl het endoplasmatisch reticulum de meeste producten en basen produceert, is het het Golgi-apparaat dat verantwoordelijk is voor de uiteindelijke presentatie en assemblage van de producten. Vaak moet de omgeving iets anders zijn dan die in het endoplasmatisch reticulum om bepaalde eindproducten te verkrijgen. De vele zakjes van het Golgi-apparaat zorgen voor veel verschillende gebieden waarin reacties kunnen plaatsvinden onder de meest gunstige omstandigheden.

In secretorische cellen, of cellen die grote hoeveelheden produceren van een stof die je lichaam nodig heeft, zal het Golgi-apparaat zeer groot zijn. Denk aan de cellen in uw maag die zuur afscheiden. Het zuur wordt geproduceerd door reacties in het endoplasmatisch reticulum en wordt gewijzigd als het door het Golgi-apparaat gaat. Eenmaal aan de transzijde van het Golgi-apparaat, wordt het zuur verpakt in een blaasje en naar het celoppervlak gestuurd. Wanneer het blaasje zich met het plasmamembraan verbindt, komt het zuur vrij in de maag, zodat deze je voedsel kan verteren.

Golgi-apparaat Structuur

De afbeelding hieronder toont de structuur van het Golgi-apparaat. De cis-zijde van het organel ligt het dichtst bij het endoplasmatisch reticulum. De trans-zijde is de zijde die het verst verwijderd is van de kern, die blaasjes afscheidt naar verschillende delen van de cel. Verder zijn er een aantal lumina en cisternae waardoor producten stromen. Deze zien eruit als een reeks op elkaar gestapelde afgeplatte zakjes, ongeveer zoals het endoplasmatisch reticulum.

Golgi-apparaat Locatie

Het Golgi-apparaat bevindt zich tussen het endoplasmatisch reticulum en het celmembraan. Meestal lijkt het Golgi-apparaat een verlengstuk van het endoplasmatisch reticulum, dat iets kleiner en gladder van vorm is. Het Golgi-apparaat kan echter gemakkelijk worden verward met het gladde endoplasmatisch reticulum. Hoewel ze op elkaar lijken, is het Golgi een onafhankelijk organel met verschillende functies.

Theorie van de werking van het Golgi-apparaat

De meest gangbare theorie over hoe het Golgi-apparaat wordt gevormd is het cisternale rijpingsmodel. Dit model suggereert dat de zakjes zelf de neiging hebben om van de cis-zijde naar de trans-zijde van het Golgi-apparaat te bewegen in de tijd. Nieuwe zakjes worden het dichtst bij het endoplasmatisch reticulum gevormd. Deze zakjes “verouderen” naarmate zij zich naar de transzijde van het Golgi-apparaat bewegen en hun product volledig rijp wordt.

Specifieke producten

Het lijkt misschien alsof er nooit genoeg lipiden kunnen zijn om de voortdurende stroom celmembraan te produceren die nodig is om voortdurend transportblaasjes te maken tussen het endoplasmatisch reticulum en het Golgi-apparaat. Er worden echter voortdurend segmenten van celmembraan geproduceerd en gerecycleerd door het endoplasmatisch reticulum, het Golgi-apparaat, lysosomen en andere organellen in de cel, evenals het buitenste celmembraan zelf. Het Golgi-apparaat en het endoplasmatisch reticulum werken samen om nieuw celmembraan te produceren, en ook om de celmembranen van blaasjes te recyclen door twee membranen samen te voegen wanneer blaasjes worden geabsorbeerd.

Het Golgi creëert ook lysosomen. Deze zakjes bevatten verteringsstoffen. De zakjes worden afgeknepen van het Golgi-apparaat, en ze worden gebruikt om materialen te verwerken die gefagocytiseerd zijn of om organellen te verteren die niet meer functioneren. Het lysosoom levert grondstoffen aan het endoplasmatisch reticulum.

Golgi-apparaat in plantencellen

Weliswaar wordt in dit artikel vooral de werking van het Golgi-apparaat in dierlijke cellen besproken, maar ook plantencellen hebben een Golgi-apparaat. In feite kunnen plantencellen honderden van deze organellen bevatten.

In plantencellen heeft het Golgi-apparaat de extra functie van het synthetiseren van de belangrijkste polysaccharidemoleculen die helpen de celwand te vormen. Om dit te kunnen doen, hebben planten vaak veel meer Golgi-lichaampjes dan een dierlijke cel. Verder bevatten plantencellen geen lysosomen. Deze verteringsorganellen zijn in de plant vervangen door de centrale vacuole, die dient als een groot lysosoom en als een organel om water op te slaan. Veel blaasjes uit de Golgi-lichaampjes van planten verplaatsen zich dus naar de vacuole en versmelten hun inhoud met dit grote organel.