Aparatus Golgi adalah: Pengertian, struktur, fungsi

Aparatus Golgi adalah organel pengemasan dan pengekspor. Dalam sel tumbuhan itu disebut diktiosom. Fungsi di mana organel ini berpartisipasi dalam:

  • Glikosilasi protein dan lipid.
  • Pengemasan kedua jenis molekul.
  • Pembentukan lisosom dan vakuola sekresi.
  • Pembentukan dinding sel primer dalam sel tumbuhan (fragmoplast).

Sistem endomembran yang dibentuk oleh selaput inti, retukulum endoplasma dan aparatus Golgi, memungkinkan sitoplasma untuk bergerak melalui jaringan saluran atau “jalan” yang memfasilitasi transfer berbagai zat.

Akrosom berhubungan dengan struktur membran yang terletak di kepala sperma. Ini terbentuk dari aparatus Golgi dan mengandung sejumlah enzim yang mirip dengan yang ditemukan di lisosom. Enzim ini melakukan fungsi penting dengan membiarkan sperma masuk ke oosit II dan membuahinya.

Organel penting sel eukariotik adalah struktur kantong yang di lingkupi selaput yang disebut aparatus golgi (atau badan golgi, diktiosom). Aparatus Golgi bertugas memproses dan mengemas makromolekul seperti protein dan lipid yang disintesis oleh sel. Ini mirip dengan analogi dengan kantor pos sel. Fungsi utama aparatus golgi adalah memilah, modifikasi dan mengemas protein untuk sekresi. Ini juga terlibat dalam transpor lipid di sekitar sel, dan penciptaan lisosom.

Lipatan aparatus golgi disebut cisternae. Biasanya ada 5 hingga 8 cisternae tetapi sebanyak enam puluh telah diamati. Tumpukan cisternae memiliki lima wilayah fungsional: jaringan cis-Golgi, cis-Golgi, medial-Golgi, trans-Golgi, dan jaringan trans-Golgi.

Vesikel dari retikulum endoplasma bergabung dengan jaringan cis-Golgi dan kemudian berkembang melalui tumpukan ke jaringan trans-Golgi, di mana mereka dikemas dan dikirim ke tujuan yang diperlukan. Setiap wilayah Aparatus Golgi mengandung berbagai enzim yang secara selektif memodifikasi konten tergantung pada di mana mereka akan tinggal.

Pengertian Aparatus Golgi

Aparatus golgi adalah organel sel eukariotik yang terdiri dari kompartemen atau cisternae yang berbeda: cis-, medial- dan trans-Golgi dan jaringan trans-Golgi (TGN) (Chen et al., 2017). Cis-Golgi, yang terletak tepat setelah retikulum endoplasma (RE), adalah lokasi protein diurutkan berdasarkan peptida sinyal terminal karboksil untuk terus bergerak melalui Golgi cisternae atau kembali ke RE, atau, dalam kasus enzim lisosom, ditandai dengan manosa-6-fosfat untuk diarahkan ke lisosom.

Medial-Golgi diperkaya dengan enzim glikosil-transferase dan melakukan beberapa modifikasi pasca-translasi dari protein yang baru diterjemahkan. Cabang cisterna Golgi trans-paling menuju kompartemen tubular dan reticulating disebut TGN, dianggap sebagai stasiun pemilahan kargo pusat sel (Guo et al., 2014).

Aparatus Golgi dinamai menurut penemunya Golgi. Struktur ini ditemukan pada tahun 1898. Aparatus golgi juga punya sebutan lain, lipokondria. Selama beberapa tahun ada ketidaksepakatan yang cukup besar tentang keberadaan organel itu. Sebagian besar ahli biologi awal percaya bahwa itu adalah artefak fiksasi atau prosedur pewarnaan.

Studi dengan mikroskop fase kontras pada awal 1940-an juga menunjukkan keberadaan aparatus golgi. Studi tentang mikrograf elektron bagian tipis sel pada 1950-an akhirnya membuktikan tanpa keraguan keberadaan aparatus golgi di semua sel eukariota (Gambar 6.1). Aparatus golgi tidak ada dalam prokariota.

Aparatus Golgi adalah organel yang ada di semua sel eukariotik yang termasuk dalam sistem endomembran. Itu terdiri dari sekitar 80 diktiosom (tergantung pada jenis sel), yang, pada gilirannya, terdiri dari 40 atau 60 sisterna diikat dan diikat dengan membran yang ditumpuk di atas satu sama lain, dan yang fungsinya adalah untuk menyelesaikan pembuatan dari beberapa protein. Ini bekerja sebagai pabrik pengemasan, memodifikasi vesikel retikulum endoplasma kasar. Bahan membran baru terbentuk di beberapa tangki aparatus Golgi.

Di antara fungsi aparatus Golgi adalah glikosilasi protein, seleksi, tujuan dan glikosilasi lipid, penyimpanan dan distribusi lisosom, serta peroksisom, yang merupakan vesikel sekresi zat. polisakarida dari matriks ekstraseluler. Ini pertama kali dilaporkan oleh ilmuwan Spanyol Santiago Ramón y Cajal pada tahun 1897.4 dan kemudian dideskripsikan dengan sangat rinci oleh ilmuwan Italia Camillo Golgi, sehingga diberi nama demikian dan yang merupakan pemenang Hadiah Nobel Kedokteran tahun 1906 bersama Santiago Ramón dan Cajal.

Struktur Aparatus golgi:

Studi mikroskop elektron telah memperjelas tampilan aparatus golgi terdiri dari rangkaian selaput berkontur halus yang dikelompokkan secara kompak, vesikula terbatas dari bentuk dan dimensi variabel dan jumlah variabel vakuola kecil.

Mereka diwarnai secara selektif dengan pewarnaan netral merah dan berbeda dari mitokondria pada pewarnaan properti karena mereka tidak menggunakan pewarna hijau Janus (pewarnaan khusus untuk mitokondria). Ketika sitoplasma disentrifugasi, mitokondria menetap pertama dan Aparatus golgi sesudahnya.

Ini menunjukkan bahwa Aparatus golgi lebih ringan daripada mitokondria. Kehadiran aparatus golgi dalam sel-sel tumbuhan telah ditolak oleh beberapa ahli sitologi awal, tetapi mikrograf elektron dalam beberapa tahun terakhir telah mengungkapkan bahwa tubuh-tubuh ini adalah kejadian universal baik dalam sel tumbuhan maupun hewan.

Vesikel aparatus golgi terdiri dari dua jenis:

  1. Vesikel kecil dan bulat.
  2. Vesikel pipih luas secara paralel atau sering dalam susunan setengah lingkaran, cisternae (Singularcisterna)

Cisternae ditandai dengan tepi yang melebar. Mereka diatur secara paralel dalam mode paralel. Tumpukan cisternae atau sakula yang pipih dikenal sebagai ‘diktiosom’. Aparatus golgi memiliki polaritas; sisi cembung membentuk wajah luar dan sisi cekung membentuk wajah bagian dalam. Cisternae pada wajah luar sangat datar dan tipis sedangkan cisternae pada wajah bagian dalam atau sisi cekung relatif melebar dan tebal.

Cisternae pada permukaan luar hanya bereaksi dengan garam perak dan asam osmat sedangkan yang pada permukaan dalam tidak bereaksi dengan garam perak dan asam osmat. Dengan demikian, wajah luar dan dalam dikenal sebagai osmik atau argentofilik dan non-osmik atau argentofobia.

Jumlah vesikel per diktiosom bervariasi mungkin karena tahapan fungsional aparatus golgi yang berbeda. Unit membran cisternae ini memiliki ketebalan sekitar 35′, permukaan halus, dan tidak terkait dengan granula ribosom.

Pada permukaan luarnya diktiosom sering dibatasi oleh kananikuli atau cisternae retikulum endoplasma. Banyak vesikel bulat yang ditemukan di sekitar diktiosom digerakkan oleh cisternae di ujungnya. Palade (1956-58) telah menunjukkan bahwa aparatus golgi berasal dari retikulum endoplasma permukaan halus.

Vesikel yang lebih kecil dikumpulkan di sekitar, tumpukan cisternae. Ini juga dibatasi oleh membran. Ruang pusat vesikel sangat jelas tetapi sering menjadi kental dan muncul sebagai butiran kecil.

Wilayah Golgi

Aparatus Golgi dapat dibagi menjadi tiga wilayah fungsional:

  • Wilayah Cis-Golgi: ini adalah yang paling internal dan paling dekat dengan retikulum endoplasma. Dari sana menerima vesikel transisi, yang merupakan saccules dengan protein yang telah disintesis dalam membran retikulum kasar (REk), dimasukkan ke dalam rongga dan diangkut oleh lumen ke bagian terluar retikulum. Vesikel transisi ini adalah kendaraan untuk protein-protein ini yang akan diangkut ke permukaan luar peralatan Golgi.
  • Wilayah medial: itu adalah zona transisi.
  • Wilayah Trans-Golgi: itu adalah yang paling dekat dengan membran plasma. Padahal, membrannya, keduanya kesatuan, memiliki komposisi yang sama.

Vesikel dari retikulum endoplasma bergabung dengan cis-Golgi, melintasi semua diktiosom ke trans-Golgi, di mana mereka dikemas dan dikirim ke tempat yang sesuai. Setiap daerah mengandung enzim berbeda yang secara selektif memodifikasi vesikel tergantung pada di mana mereka dimaksudkan. Namun, semua fungsi dan struktur aparat Golgi belum ditentukan secara rinci.

Fungsi Aparatus Golgi

Aparatus golgi adalah organel umum di sel sekretori di mana bertugas dalam proses sekresi. Dalam sel tumbuhan aparatus Golgi mengeluarkan mukoprotein, lendir, lendir, lipoprotein dan zat protein lainnya. Selain itu organel ini juga mensintesis hemiselulosa dan kelompok polisakarida pektik terutama selama pembelahan sel.

Dalam sel-sel non-sekretoris, aparatus golgi ditugaskan beberapa fungsi lainnya. Diktiosom melepaskan zat dalam bentuk vesikel kecil yang tumbuh dari sakula di wajah bagian dalam. Vesikel ini memiliki membran pembatas sendiri bersama-sama untuk membentuk butiran sekresi dengan ukuran yang semakin meningkat.

Butiran-butiran ini umumnya diangkut ke batas sel di mana membrannya berfusi dengan membran plasma dan akhirnya isinya dikeluarkan dari sel oleh ektositosis.

Aparatus Golgi bertanggung jawab untuk modifikasi, distribusi, dan pengiriman sejumlah besar makromolekul, disintesis dalam sel, yang diperlukan untuk kehidupan. Ini memodifikasi protein dan lipid (lemak) yang sebelumnya telah disintesis baik dalam retikulum endoplasma kasar dan halus dan label mereka untuk mengirim mereka di mana sesuai, di luar atau di dalam sel.

Fungsi utama aparatus Golgi adalah sebagai berikut:

  • Modifikasi zat yang disintesis dalam REk: Dalam aparatus Golgi, zat dari REk ditransformasikan. Transformasi ini dapat berupa agregasi residu karbohidrat untuk mencapai struktur definitif atau untuk dipololisasi dan dengan demikian memperoleh konformasi aktifnya. Sebagai contoh, proinsulin disintesis dalam REk dari sel-sel asin pankreas, yang karena transformasi yang dialaminya dalam aparatus Golgi, akan memperoleh bentuk definitif atau konformasi dari insulin. Enzim yang ditemukan di dalam diktiosom mampu memodifikasi makromolekul dengan glikosilasi (penambahan karbohidrat) dan fosforilasi (penambahan fosfat). Untuk melakukan ini, aparatus Golgi mengangkut zat-zat tertentu seperti nukleotida dan gula ke dalam organel dari sitoplasma. Protein juga diberi label dengan urutan sinyal yang menentukan tujuan akhir mereka, seperti mannose-6-fosfat yang ditambahkan ke protein yang ditujukan untuk lisosom. Untuk melakukan proses fosforilasi, peralatan Golgi mengimpor molekul ATP ke dalam lumen, 10 di mana kinase mengkatalisasi reaksi. Beberapa molekul terfosforilasi dalam aparatus Golgi adalah apolipoprotein yang menimbulkan VLDL yang diketahui ditemukan dalam plasma darah. Tampaknya fosforilasi molekul-molekul ini diperlukan untuk meningkatkan sekresi mereka ke dalam aliran darah
  • Sekresi sel: Zat-zat melewati semua sakula aparatus Golgi dan ketika mereka tiba di permukaan trans dari diktiosom, dalam bentuk vesikula sekretoris, mereka diangkut ke tujuan mereka di luar sel, melintasi membran sitoplasma dengan eksositosis. Contohnya adalah proteoglikan yang membentuk matriks ekstraseluler hewan. Aparatus Golgi adalah organel dengan sintesis karbohidrat tertinggi. Ini termasuk produksi glikosaminoglikan (GAG), polisakarida panjang yang berlabuh pada protein yang disintesis di REk untuk memunculkan proteoglikan. Enzim Golgi akan menangani hal ini dengan residu xilosa. Cara lain untuk memberi label protein mungkin melalui sulfasi sulfotransferase, yang memperoleh molekul sulfur dari donor yang disebut PAPS. Proses ini terjadi di GAGs dari proteoglikan serta di dalam inti protein. Tingkat sulfasi ini sangat penting untuk proteoglikan dengan memberi label fungsi dan memberikan muatan negatif bersih untuk proteoglikan.
  • Produksi membran plasma: Butiran sekresi ketika mereka berikatan dengan membran pada eksositosis menjadi bagian darinya, meningkatkan volume dan luas permukaan sel.
  • Pembentukan lisosom primer.
  • Pembentukan akrosom sperma.

Hubungan antara Retikulum Endoplasma dan Diktiosom

Beberapa protein disintesis dalam retikulum endoplasma granular, terutama yang perlu digabungkan dalam proporsi yang berbeda dengan polisakarida untuk membentuk muko atau glukoprotein, melewati rongga retikulum ke dalam diktiosom dan dari sana mereka dikeluarkan sebagai butiran sekresi.

Pemindahan protein ini tampaknya terjadi melalui vesikel-vesikel kecil yang terbentuk dari cistemae halus retikulum endoplasma di sekitar diktiosom. Hilangnya membran karena tunas vesikel pada wajah bagian dalam dictyosom tampaknya dikompensasi oleh kontribusi vesikel oleh retikulum endoplasma permukaan halus pada wajah luar.

Ini menunjukkan bahwa sakula baru terbentuk pada wajah luar diktiosom sementara sakula internal pecah menjadi vesikel sekresi.

Hipotesis ini didukung oleh pengamatan berikut:

(i) Jumlah sakula dalam diktiosom berubah sesuai dengan kondisi fisiologis. (ii) Jumlahnya berkurang dalam sel-sel yang kelaparan dan mereka sepenuhnya menghilang dalam sel-sel berinti.

Membran cisternae menawarkan permukaan untuk aktivitas enzimatik. Kadang-kadang, vesikel bertindak sebagai sistem saluran yang mengumpulkan metabolit dan cairan intraseluler.

Transpor vesikel

Vesikel yang terbentuk dalam bentuk retikulum endoplasma halus, bergabung satu sama lain, agregat tubulo-vesikuler, yang diangkut ke daerah cis dari badan Golgi dengan protein motor yang dipandu oleh mikrotubulus tempat mereka berfusi dengan membrannya, mengosongkan isinya menjadi bagian dalam lumen. Begitu masuk, molekul-molekul tersebut dimodifikasi, ditandai dan diarahkan menuju tujuan akhir mereka. Aparatus Golgi cenderung lebih besar dan lebih banyak dalam sel-sel yang terus mensintesis dan mengeluarkan zat, seperti limfosit B dan sel yang mensekresi antibodi.

Protein-protein yang ditakdirkan untuk daerah yang jauh dari peralatan Golgi dipindahkan ke wilayah trans, memasuki jaringan membran yang kompleks dan vesikel terkait yang disebut wilayah trans-Golgi. Wilayah ini adalah tempat banyak protein ditandai dan dikirim ke tujuan yang sesuai dengan medium dari salah satu dari 3 jenis vesikel yang berbeda ini, tergantung pada penanda yang ada:

Jenis Deskripsi Contoh
Vesikel eksositosis
(konstitutif)
Jenis vesikel ini mengandung protein yang harus dilepaskan ke media ekstraseluler. Setelah protein diinternalisasi, vesikel menutup dan segera pergi ke membran plasma, yang meleburnya, sehingga melepaskan kontennya ke media ekstraseluler. Proses ini disebut sekresi konstitutif. Antibodi dilepaskan dari limfosit B diaktifkan.
Vesikel sekresi
(regulasi)
Jenis vesikel ini juga mengandung protein yang dimaksudkan untuk dilepaskan ke media ekstraseluler. Namun, dalam hal ini, pembentukan vesikel diikuti oleh penyimpanannya di dalam sel, di mana mereka akan menunggu sinyal yang sesuai untuk diaktifkan. Ketika ini terjadi, mereka pergi ke membran plasma dan melepaskan konten mereka seperti pada kasus sebelumnya. Proses ini sekresi regulasi. Pelepasan neurotransmiter dari neuron.
Vesikel lisosom Jenis vesikel ini mengangkut protein yang diperuntukkan bagi lisosom , organel degradasi kecil di dalamnya yang menampung banyak hidrolase asam, lisosom penyimpanan. Protein ini dapat berupa enzim pencernaan dan protein membran. Kantung empedu menyatu dengan endosom akhir dan dengan demikian mentransfer isinya ke lisosom dengan mekanisme yang tidak diketahui. Protease pencernaan yang ditujukan untuk lisosom .

Mekanisme Transpor

Mekanisme transportasi yang digunakan protein untuk melakukan perjalanan melalui badan Golgi tidak jelas pada tahun 1994, jadi ada berbagai hipotesis untuk menjelaskan perpindahan ini. Dua model dominan diusulkan yang tidak saling eksklusif, sampai-sampai kadang-kadang disebut sebagai model gabungan.

Model pematangan waduk: tangki waduk Golgi melakukan pergerakan satu arah dari wilayah cis, tempat mereka terbentuk, ke wilayah trans, tempat mereka dihancurkan. Vesikula dari retikulum endoplasma berfusi dengan diktiosom dari daerah cis untuk menimbulkan tangki baru, yang dapat menghasilkan pergerakan tangki air melalui aparatus Golgi karena tangki baru terbentuk di wilayah cis. Model ini didukung oleh fakta bahwa struktur yang lebih besar dari vesikel pengangkut, seperti serat kolagen, telah diamati di bawah mikroskop, bergerak melalui peralatan Golgi. Awalnya, hipotesis ini diterima dengan baik dan merupakan paling diterima sampai tahun 1980. Studi terbaru yang dilakukan oleh Universitas Tokyo dan Universitas Chicago dengan teknologi yang lebih maju memungkinkan untuk mengamati secara lebih rinci kompartemen dan proses pematangan aparatus Golgi. Selain itu, ada bukti pergerakan retrograde (dalam arah cis) dari jenis vesikel tertentu (COP1), yang mengangkut protein dari retikulum endoplasma melalui pengenalan peptida sinyal.

Model transportasi vesikular: Transportasi vesikular mengasumsikan bahwa badan Golgi adalah organel yang sangat stabil dan statis, dibagi menjadi kompartemen yang diatur dalam arah cis → trans. Vesikel bertugas mengangkut material antara retikulum endoplasma dan aparatus Golgi dan antara kompartemen yang berbeda. Bukti eksperimental yang mendukung hipotesis ini didasarkan pada banyaknya vesikel kecil (secara teknis dikenal sebagai shuttle vesikel). ) terletak di sekitar badan Golgi. Arah akan diberikan oleh protein yang diangkut di dalam vesikel, yang nasibnya akan menentukan gerakan maju atau mundur melalui aparatus Golgi, meskipun itu juga bisa terjadi bahwa arah tidak diperlukan dan tujuan protein sudah ditentukan dari retikulum endoplasma. Terlepas dari ini, ada kemungkinan bahwa transportasi vesikel dikaitkan dengan sitoskeleton melalui filamen aktin, bertanggung jawab untuk memastikan fusi vesikel dengan kompartemen yang sesuai.



Leave a Reply