Диктиосома функции

Cell Biology.ru

Диктиосома функции
Аппарат Гольджи

Эндоплазматический ретикулум, плазматическая мембрана и аппарат Гольджи составляют единую мембранную систему клетки, в пределах которой происходят процессы обмена белками и липидами с помощью направленного и регулируемого внутриклеточного мембранного транспорта.
Каждая из мембранных органелл характеризуется уникальным составом белков и липидов.

Строение АГ

АГ состоит из группы плоских мембранный мешков – цистерны, собранные в стопки – диктиосомы (~5-10 цистерн, у низших эукариот >30). Число диктиосом в разных клетках от 1 до ~500.

Отдельные цистерны диктиосомы переменной толщины – в центре ее мембраны сближены – просвет 25 нм, на переферии образуются расширения – ампулы ширина которых не постоянна. От ампул отшнуровываются ~50нм-1мкм пузырьки связанные с цистернами сетью трубочек.

У многоклеточных организмов АГ состоит из стопок цистерн связанных между собой в единую мембранную систему. АГ представляет собой полусферу, основание которой обращено к ядру. АГ дрожжей представлен изолированными единичными цистернами, окруженными мелкими пузырьками, тубулярной сетью, секреторными везикулами и гранулами.

У мутантов дрожжей Sec7 и Sec14 наблюдается структура, напоминающая стопку цистерн клеток млекопитающих.

Для АГ характерна полярность его структур. Каждая стопка имеет два полюса: проксимальный полюс (формирующийся, цис-поверхность) и дистальный (зрелый,

транс-поверхность). Цис-полюс – сторона мембраны с которой сливаются пузырьки. Транс-полюс – сторона мембраны от которой пузырьки отпочковываются.

Пять функциональных компартментов АГ:

1. Промежуточные везикуло-тубулярные структуры (VTC или ERGIC – ER-Golgi intermediate compartment) 2. Цис-цистерна (cis) – цистерны расп ближе к ЭР: 3. Срединные (medial) цистерны – центральные цистерны 4. Транс-цистерна (trans) – наиболее удаленные от ЭР цистерны. 5. Тубулярная сеть, примыкающая к трансцистерне – транссеть Гольджи (TGN) Стопки цистерн изогнуты, так что вогнутая трансповерхность обращена к ядру. В среднем в АГ 3-8 цистерн, в активно секретирующих клеток может быть больше (в экзокринных клетках поджелудочной железы до 13). Каждая цистерна имеет цис и транс поверхности. Синтезированные белки, мембранные липиды, гликозилированные в ЭР, попадают в АГ через цис-полюс. Вещества через стопки передаются транспортнымипузырьками отделяющиеся от ампул. При прохождении белков или липидов через стопки Гольджи, они претерпевают серию посттрансляционных модификаций, включающих изменение N-связанных олигосахаридов:

цис: маннозидазаI подравнивает длинные маннозные цепи до М-5

промежуточный: N-ацетилглюкоэаминтрансферазаI переносит N-ацетилглюкозамин
транс: добавляются концевые сахара –остатки галактозы и сиаловая к-та.

Строение Аппарата Гольджи и схема транспорта.
Пять компанентов АГ и схема транспорта: промежуточный (ERGIC), цис, промежуточный, транс и транссеть Гольджи (TGN). 1.

[attention type=yellow]

Вход синтезированных белков, мембранных гликопротеинов и лизосомных ферментов в цистерну переходного ЭР, прилегающую к АГ и 2 – их выход из ЭР в пузырьках окаймленных COPI (антероградный транспорт).

[/attention]

3 – возможный транспорт карго от тубуло-везикулярныхкластеров к цис-цистерне АГ в пузырьках COPI; 3* – транспорт карго от более ранних к более поздним цистернам; 4 – возможный ретроградный везикулярный транспорт карго между цистернами АГ; 5 – возврат резидентных протеинов из АГ в tER с помощью пузырьков, окаймленных COPI (ретроградный транспорт); 6 и 6* – перенос лизосомных ферментов с помощью окаймленных клатрином пузырьков соответственно в ранние EE и поздние LE эндосомы; 7 – регулируемая секреция секреторных гранул; 8 – конститутивное встраивание мембранных белков в апикальную плазматическую мембрану ПМ; 9 – опосредованный рецептором эндоцитоз с помощью окаймленных клатрином пузырьков; 10 возвращение ряда рецепторов из ранних эндосом в плазматическую мембрану; 11 – транспорт лигандов из EE в LE и и лизосомы Ly; 12 – транспорт лигандов в неклатриновых пузырьках.

Функции АГ

1. Транспорт – через АГ проходят три группы белков: белки периплазматической мембраны, белки, предназначенныена экспорт из клетки, и лизосомные ферменты.

2. Cортировка для транспорта: сортировка для дольнейшего транспорта к органеллам, ПМ, эндосомам, секреторным пузырькам происходит в транс-комплексе Гольджи.

3. Секреция – секреция продуктов, синтезируемых в клетке.
3. Гликозилирование белков и липидов: гликозидазы удаляют остатки сахаров – дегликозилирование, гликозилтрансферазы прикрепляют сахара обратно на главную углеводную цепь – гликозилирование.В нем происходят гликозилирование олигосахаридных цепей белков и липидов, сульфатирование ряда ахаров и тирозиновых остатков белков, а также активация предшественников полипептидных гормонов и нейропептидов.
4. Синтез полисахаридов – многие полисахариды образуются в АГ в том числе пектин и гемицеллюлоза, образующие клеточные стенки растений и большинство гликозаминогликанов образующих межклеточный матрикс у животных

5. Сульфатирование – большинство сахаров, добавляемых к белковай сердцевине протеогликана, сульфатируются

6. Добавление маннозо-6-фосфата: М-6-P добавляется как направляюций сигнал к ферментам, предназначенным для лизосом.

ГЛИКОЗИЛИРОВАНИЕ
Большинство белков начинает гликозилироваться в шероховатом ЭР посредством добавления к растущей полипептидной цепи N-связанных олигосахаридов.

Если гликопротеин свернут в нужной конформации, он выходит из ЭР и направляется в АГ, где происходит его посттрансляционная модификация. В гликозилировании секретируемых продуктов принимают участие ферменты – гликозилтрансферазы.

Они участвуют в ремоделированиии Т-связанных боковых олигосахаридных цепей и добвлении О-связанных гликанов и олигосахаридных частей протеогликанов гликолипидов.В модификации олигосахаридов участвуют фрменты а-маннозидаза I и II, которые также являются резидентными белками АГ.

Кроме того в АГ происходит гликозилирование липидно-протеиновых мембранных доменнов, называемых рафтами.
Долихолфосфат
добавляет углеводный комплекс – 2GlcNAc-9-манноз-3-глюкозы к аспарагину растущего полипептида.

Терминальная глюкоза отщепляется в два этапа: глюкозидаза I отщепляет терминальный остаток глюкозы, глюкозидаза II удаляет еще два остатка глюкозы. Затем отщепляется манноза. На этом начальный этап процессинга углеводов в ЭР завершается и белки несущие олигосахаридный комплекс, поступают в АГ

В первых цистернах АГ удаляются еще три остатка маннозы. На этой стадии стержневой комплекс имеет еще 5 маннозных остатков. N-ацетилглюкозаминтрансфераза I добавляет один остаток N-ацетилглюкозамина GlcNAc. От образовавшегося комплекса отщепляется еще 3 остатка маннозы. Состоит теперь из двух молоекул GlcNAc-3-маннозо-1-GlcNAc является стержневой структурой, к которой гликозилтрансферезы добавляют другиеуглеводы. Каждая гликозилтрансфераза распознает развивающуюся углеводную структуру и добавляет к цепи свой собственный сахарид.

СЕКРЕЦИЯ
Схема секреции
:

Синтезированные в ЭР белки концентрируются в сайтах выхода переходного ЭР благодаря активности коатомерного комплекса COPII и сопутствующих компонентов и транспортируются в промежуточный между ЭР и АГ компартмент ERGIC, из которого они переходят в АГ в отпочковывающихся пузырьках, или по тубулярным структурам. Белки ковалентно модифицируются, проходя через цистерны АГ, на транс-поверхности АГ сортируются и отправляются к местам своего назначения. Секреция белков требует пассивного встраивания новых мембранных компонентов в плазматическую мембрану. Для восстановления баланса мембран служит контитутивный рецепторопосредованный эндоцитоз. Эндо и экзоцитозный пути переноса мембран имеют общие закономерности в направленности движения мембранных переносчиков к сооответствующей

мишени и в специфичности слияния и почкования. Основным местом встречи этих путей является АГ.

Источник: https://cellbiol.ru/book/kletka/apparat_goldzhi

Строение, функции и характерные признаки комплекса Гольджи

Диктиосома функции

Аппарат Гольджи – одномембранная, микроскопическая органелла эукариотической клетки, которая предназначена для завершения процессов синтеза клетки и обеспечивает вывод образовавшихся веществ.

Исследование структурных компонентов комплекса Гольжи началось еще в 1898 итальянским ученым-гистологом Камилло Гольджи, в честь него органелла и была названа. Изучение органоида проходило впервые в составе нервной клетки.

Внешний вид комплекса Гольджи

Строение комплекса Гольджи

В пластинчатом комплексе (аппарат Гольджи) имеется три части:

  • Цис-цистерна — находится вблизи ядра, постоянно взаимодействует с гранулярной эндоплазматической сетью;
  • медиал-цистерна или промежуточная часть;
  • транс-цистерна — отдаленная от ядра, дает трубчатые разветвления, формируя транс-сеть Гольджи.

Пластинчатый комплекс в клетках разной природы и даже на различных этапах дифференцировки одной клетки, иногда имеет отличительные черты в строении.

Строение аппарата Гольджи

Характерные признаки аппарата Гольджи

Имеет вид стопки, которая состоит от трех до восьми цистерн, толщиной около 25 нм, они уплощены в центральной части и расширяются в направлении к периферии, напоминают стопку перевернутых тарелок. Поверхности цистерн примыкают друг к другу очень плотно. От периферической части отпочковываются небольшие мембранные пузырьки.

Клетки человека имеют одну, реже пару стопок, а клетки растений могут содержать несколько таких образований. Совокупность цистерн (одна стопка) совместно с окружающими ее пузырьками называется диктиосомой. Несколько диктиосом могут связываться между собой, формируя сеть.

Полярность – наличие цис-стороны, направленной к ЭПС и ядру, где происходит слияние везикул, и транс-стороны, устремленной к клеточной оболочке (это особенность хорошо прослеживается в клетках секретирующих органов).

Асимметричность – сторона расположенная ближе к ядру клетки (проксимальный полюс) вмещает «незрелые» белки, к ней постоянно присоединяются везикулы, отсоединившиеся от ЭПС, транс-сторона (дистальный, зрелый полюс) содержит уже модифицированные белки.

При разрушении чужеродными агентами пластинчатого комплекса, происходит разделение аппарата Гольджи на отдельные части, но его основные функции при этом сохраняются.

[attention type=red]

После возобновления системы микротрубочек, которые были хаотично разбросаны в цитоплазме, части аппарата собираются, и снова превращаются в нормально функционирующий пластинчатый комплекс.

[/attention]

Физиологическое разделение происходит и в обычных условиях жизнедеятельности клеток, во время непрямого деления.

Эпс и комплекс гольджи

ЭПС – это часть комплекса Гольджи? 

Однозначно нет. Эндоплазматическая сеть – это самостоятельная мембранная органелла, которая построена из системы замкнутых канальцев, цистерн, сформированных непрерывной мембраной. Основная функция – синтез белков, с помощью рибосом, размещенных на поверхности гранулярной ЭПС.

Существует ряд сходных признаков между ЭПС и аппаратом Гольджи:

  • Это внутриклеточные образования, отграниченные от цитоплазмы мембраной;
  • отделяют мембранные пузырьки, которые наполнены органическими продуктами синтеза;
  • вместе формируют единую синтезирующую систему;
  • в секретирующих клетках имеют наибольшие размеры и высокий уровень развития.

Чем образованы стенки эндоплазматической сети и комплекса Гольджи?

Стенки ЭПС и аппарата Гольджи представлены в виде однослойной мембраны. Эти органеллы вместе с лизосомами, пероксисомами и митохондриями объединены в группу мембранных органоидов.

Что происходит в комплексе Гольджи с гормонами и ферментами?

За синтез гормонов отвечает эндоплазматическая сеть, на поверхности ее мембраны идет производство гормональных веществ. В комплекс Гольджи поступают синтезированные гормоны, здесь они накапливаются, затем идет переработка и выведение их наружу. Поэтому в клетках эндокринных органов встречаются комплексы больших размеров (до 10 мкм).

Функции комплекса Гольджи

Протеолиз белковых веществ, что приводит к активации белков, так проинсулин переходит в инсулин.

Обеспечивает транспорт из клетки продуктов синтеза ЭПС.

Самой важной функцией комплекса Гольджи считают выведение из клетки продуктов синтеза, поэтому его еще называют транспортным аппаратом клетки.

Синтез полисахаридов, таких как пектин, гемицеллюлоза, которые входят в состав мембран растительных клеток, образование гликозаминогликанов, одного из составляющих межклеточной жидкости.

В цистернах пластинчатого комплекса идет созревание белковых веществ, необходимых для секреции, трансмембранных протеинов клеточной мембраны, ферментов лизосом и др. В процессе созревания белки постепенно перемещаются по отделам органоида, в которых завершается их формирование и происходит гликозилирование и фосфорилирование.

Формирование липоптротеидных веществ. Синтез и накопление слизистых веществ (муцина). Образование гликолипидов, которые входят в состав мембранного гликокаликса.

Передает белки в трех направлениях: к лизосомам (перенос контролируется ферментом – маннозой- 6-фосфат), к мембранам или внутриклеточной среде, и к межклеточному пространству.

Вместе с зернистой ЭПС образует лизосомы, путем слияния отпочковавшихся везикул с автолитическими ферментами.

Экзоцитозный перенос – везикула, подойдя к мембране, встраивается в нее и оставляет свое содержимое с наружной стороны клетки.

Сводная таблица функций комплекса Гольджи

Структурная единицаФункции
Цис-цистернаЗахват синтезированных ЭПС белков, мембранных липидов
Срединные цистерныПосттрансляционные модификации связанные с переносом ацетилглюкозамина.
Транс-цистернаЗавершается гликозилирование, присоединение галактозы и сиаловой кислоты, идет сортировка веществ для дальнейшего транспорта из клетки.
ПузырькиОтвечают за перенос липидов, белков в аппарат Гольджи и между цистернами, а также за выведение продуктов синтеза.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (41 4,56 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/kompleks-goldzhi/

Структура и функции диктиосом / биология

Диктиосома функции

диктиосомы они уложены мембранными мешочками, считающимися фундаментальной структурной единицей аппарата Гольджи. Множество диктиосом с везикулами и сетью связанных канальцев составляют комплекс Гольджи. Каждая диктиосома может состоять из нескольких мешочков, и все диктиосомы клетки составляют комплекс Гольджи.

Среди наиболее заметных мембранных органелл клетки находится комплекс Гольджи. Это представляет собой довольно сложную конструкцию, похожую на несколько плоских мешков, уложенных друг на друга.

Хотя в клетках животных они имеют тенденцию быть сложенными, в растениях диктиосомы распределены по всей клетке. Следовательно, то, что мы понимаем под Гольджи, является конструкцией, которую мы делаем с первого раза, потому что в растительных клетках мы видим диктиосомы, но не похоже, что мы видим Гольджи..

Однако когда клетка готовится к делению, структура сложенных мешков исчезает, и трубчатый становится более заметным. Это все еще диктиосомы.

Для некоторых не имеет смысла выделять диктиосомы Гольджи как отличительные признаки. Однако, поскольку они представляют разные уровни структурной сложности, предпочтительно поддерживать различие между ними. Лестница не делает лестницу, но она не существует без тех.

Диктиосомы Гольджи имеют полярность, обусловленную ориентацией мембран к ядру (лицо цис) или вопреки этому (лицо транс). Это важно для выполнения своей функции органеллы, ответственной за хранение, движение и окончательное расположение белков в клетке..

индекс

  • 1 Структура диктиосом
  • 2 Функция
  • 3 Ссылки

Структура диктиосом

Архитектура диктиосом и, следовательно, Гольджи, очень динамична. Это означает, что она меняется в зависимости от стадии деления клетки, реакции, которую она дает на условия окружающей среды или ее состояние дифференцировки.

Недавние исследования показывают, что диктиосомы можно наблюдать не только в виде сплющенных мешочков или канальцев. Может быть не менее 10 различных форм диктиосом.

За немногими исключениями диктиосомы состоят, таким образом, из яйцевидно-мембранных мешочков, преимущественно в форме цистерн, уложенных в Гольджи в цис. В Гольджи в транс трубчатые формы преобладают, напротив,.

В любом случае в клетках животных мешочки соединены друг с другом трубчатой ​​сеткой, которая позволяет им удерживаться вместе, образуя заметные ленты.

В растительных клетках организация размыта. Однако в обоих случаях диктиосомы всегда примыкают к сайтам выхода эндоплазматического ретикулума..

Животные клетки

В общем, ленты диктиосомы (Гольджи) в клетке животного на границе раздела расположены между ядром и центросомой. В момент деления клетки ленты исчезают, заменяя их трубочками и пузырьками.

Все эти изменения структуры и расположения контролируются в клетках животных микротрубочками. В диффузных диктиосомах растений, по актину.

Когда митоз заканчивается и генерируются две новые клетки, они будут иметь структуру Гольджи материнской клетки. Другими словами, диктиосомы обладают способностью к самоорганизации и самоорганизации..

[attention type=green]

Макроструктура Гольджи в клетках животных, в частности, образующая ленту мешочков, по-видимому, действует как негативный регулятор аутофагии.

[/attention]

При аутофагии контролируемое разрушение внутреннего клеточного содержимого помогает регулировать развитие и дифференцировку, среди прочего. Структура диктиосом на ленте в нормальных условиях помогает контролировать этот процесс.

Возможно, из-за этого, когда его структура нарушена, отсутствие контроля может проявляться в нейродегенеративных заболеваниях у высших животных..

функция

Комплекс Гольджи функционирует как распределительный центр клетки. Он получает пептиды из эндоплазматического ретикулума, модифицирует их, упаковывает их и отправляет в конечный пункт назначения. Это органелла, в которой сходятся секреторный, лизосомальный и экзо / эндоцитарный пути клетки.

Заряд из эндоплазматического ретикулума поступает в Гольджи (цис) как пузырьки, которые сливаются с ним. Попадая в просвет цистерны, может случиться так, что содержимое пузырька высвободится..

В противном случае он продолжит свой путь до лица транс Гольджи. В дополнение к этому, Гольджи может привести к образованию пузырьков различной функции: экзоцитарной, секреторной или лизосомальной..

Посттрансляционная модификация некоторых белков

Среди функций этой структуры – посттрансляционная модификация некоторых белков, в частности, путем гликозилирования. Добавление сахара к некоторым белкам раскрывает их функциональность или клеточную судьбу.

Фосфорилирование белков и углеводов

Другие модификации включают фосфорилирование белков и углеводов и другие, более специфичные, которые определяют окончательную судьбу белка. То есть знак / сигнал, который указывает, куда белок должен идти, чтобы выполнять свою структурную или каталитическую функцию.

Секреторные маршруты

С другой стороны, Гольджи также участвует в секреторных путях, избирательно накапливая белки в везикулах, которые могут быть экспортированы экзоцитозом..

Аналогично, Гольджи используется для внутренней торговли белком. Как молекулярная модификация, так и внутриклеточный и внеклеточный перенос в равной степени относятся к клеточным липидам..

Обработка каналов

Пути обработки Гольджи могут сходиться. Например, для многих белков, присутствующих в клеточном матриксе, должна происходить как посттрансляционная модификация, так и направление их отложения..

Обе задачи выполняются Гольджи. Модифицирует эти белки путем добавления остатков гликозаминогликана, а затем экспортирует их в клеточный матрикс с помощью определенных пузырьков.

Связь с лизосомами

Структурно и функционально Гольджи связан с лизосомами. Это мембранные клеточные органеллы, которые отвечают за переработку внутреннего клеточного материала, восстановление плазматической мембраны, клеточную передачу сигналов и, частично, энергетический обмен..

Структурно-функциональная связь

Совсем недавно была изучена связь между структурой (архитектурой) и функцией штаммов диктиосом в клетках животных..

Результаты показали, что структура Гольджи per se он представляет собой датчик стабильности клетки и ее функционирования. То есть у животных макроструктура Гольджи служит свидетелем и репортером целостности и нормальности клеточного функционирования..

ссылки

  1. Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Дж., Рафф М., Робертс К., Уолтерс П. (2014) Молекулярная биология клетки, 6го Выпуск. Гирлянда Наука, Тейлор и Фрэнсис Групп. Абингдон на Темзе, Великобритания.
  2. Госави П., Глисон П. (2017) Функция структуры ленты Гольджи – Раскрывающаяся загадка! Bioessays, 39. doi: 10.1002 / bies.201700063.
  3. Махул К., Госави П., Глисон П.А. (2018) Архитектура Гольджи и клеточное зондирование. Труды Биохимического общества, 46: 1063-1072.
  4. Павелк М., Миронов А. А. (2008) Аппарат Гольджи: состояние спустя 110 лет после открытия Камилло Гольджи. Springer. Берлин.
  5. Tachikawaa, M., Mochizukia, A. (2017) Аппарат Гольджи самоорганизуется в характерную форму посредством динамики постмитотической сборки. Слушания Национальной Академии Наук, США, 144: 5177-5182.

Источник: https://ru.thpanorama.com/articles/biologa/dictiosomas-estructura-y-funciones.html

Будь здоров
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: