Contenu
- Structure du corps de Golgi
- Structure et transport de Golgi
- Enzymes: le lien entre structure et fonction
- Enzymes et transport
- Rôle dans l'expression génique
- Modifications post-traductionnelles
- Rôle dans la formation de vésicule
- Types de transporteurs de vésicule
- La fonction de Golgi est un mystère permanent
La plupart des gens ont construit un modèle de cellule pour une foire scientifique ou un projet scientifique en classe, et peu de composants de cellules eucaryotes sont aussi intéressants à regarder ou à construire que le Appareil de Golgi.
Contrairement à de nombreux organites, qui ont tendance à avoir des formes plus uniformes et souvent plus rondes, l'appareil de Golgi - également appelé complexe de Golgi, corps de Golgi ou même simplement Golgi - est une série de disques plats ou de sachets empilés.
Pour l’observateur occasionnel, l’appareil de Golgi ressemble à un labyrinthe ou peut-être même à un morceau de bonbon à ruban.
Cette structure intéressante aide l’appareil de Golgi à jouer son rôle dans le système endomembranaire, qui comprend le corps de Golgi et quelques autres organites, notamment les lysosomes et le réticulum endoplasmique.
Ces organites s'associent pour modifier, emballer et transporter des contenus cellulaires importants, tels que des lipides et des protéines.
Analogie de l'appareil de Golgi: L'appareil de Golgi est parfois appelé usine de conditionnement ou bureau de poste de la cellule car il reçoit et modifie des molécules, puis trie et traite ces molécules pour les acheminer vers d'autres zones de la cellule, comme le fait un bureau de poste avec des lettres. et forfaits.
Structure du corps de Golgi
La structure de l'appareil de Golgi est essentielle à sa fonction.
On appelle chacune des poches plates de membrane qui s'empilent pour former l'organelle citernes. Dans la plupart des organismes, il existe quatre à huit de ces disques, mais certains organismes peuvent avoir jusqu'à 60 citernes dans un seul corps de Golgi. Les espaces entre chaque pochette sont aussi importants que les poches elles-mêmes.
Ces espaces sont l'appareil de Golgi lumen.
Les scientifiques divisent le corps de Golgi en trois parties: les citernes proches du réticulum endoplasmique, qui est le cis compartiment; les citernes loin du réticulum endoplasmique, qui est le trans compartiment; et les citernes moyennes, appelées les médian compartiment.
Ces étiquettes sont importantes pour comprendre le fonctionnement de l'appareil de Golgi car les côtés ou réseaux les plus externes du corps de Golgi remplissent des fonctions très différentes.
Si vous considérez l’appareil de Golgi comme l’usine d’emballage de la cellule, vous pouvez visualiser le côté cis, ou le visage cis, comme le quai de réception de Golgis. Ici, l'appareil de Golgi reçoit les cargaisons envoyées du réticulum endoplasmique par des transporteurs spéciaux appelés vésicules.
Le côté opposé, appelé le visage trans, est le quai d'expédition du corps de Golgi.
Structure et transport de Golgi
Après le tri et l'emballage, l'appareil de Golgi libère les protéines et les lipides du visage trans.
L’organite charge la cargaison de protéines ou de lipides dans transporteurs de vésicules, qui jaillissent du Golgi, destinés à d’autres endroits dans la cellule. Par exemple, certaines cargaisons peuvent être recyclées et dégradées vers le lysosome.
D'autres marchandises pourraient même se retrouver à l'extérieur de la cellule après leur expédition dans la membrane plasmique des cellules.
La cellule cytosquelette, qui est une matrice de protéines structurelles qui donne sa forme à la cellule et aide à organiser son contenu, ancre le corps de Golgi en place près du réticulum endoplasmique et du noyau de la cellule.
Etant donné que ces organites travaillent ensemble pour construire des biomolécules importantes, telles que des protéines et des lipides, il est logique qu’ils s’installent à proximité les uns des autres.
Certaines des protéines du cytosquelette, appelées microtubules, agissent comme des voies de chemin de fer entre ces organites ainsi qu’à d’autres endroits dans la cellule. Cela facilite le transport des vésicules de transport entre les organites et leur destination finale dans la cellule.
Enzymes: le lien entre structure et fonction
Ce qui se passe dans le Golgi entre la réception de la cargaison sur la face cis et son expédition à la face trans, constitue un des travaux majeurs de l'appareil Golgi. La force motrice de cette fonction est également pilotée par les protéines.
Les poches de citernes dans les divers compartiments du corps de Golgi contiennent une classe spéciale de protéines appelées des enzymes. Les enzymes spécifiques contenues dans chaque poche lui permettent de modifier les lipides et les protéines lorsqu’ils passent de la face cis au compartiment médial jusqu’à la face trans.
Ces modifications effectuées par les différentes enzymes contenues dans les poches de citerne ont un impact considérable sur les résultats des biomolécules modifiées. Parfois, les modifications aident à rendre les molécules fonctionnelles et capables de faire leur travail.
D'autres fois, les modifications agissent comme des étiquettes qui informent le centre d'expédition de l'appareil de Golgi de la destination finale des biomolécules.
Ces modifications affectent la structure des protéines et des lipides. Par exemple, les enzymes peuvent éliminer les chaînes de sucre ou ajouter des groupes sucre, acide gras ou phosphate à la cargaison.
••• SciencingEnzymes et transport
Les enzymes spécifiques présentes dans chacune des citernes déterminent quelles modifications se produisent dans ces poches. Par exemple, une modification coupe le sucre mannose. Cela se produit généralement dans les premiers compartiments cis ou médiaux, en fonction des enzymes présentes.
Une autre modification ajoute le sucre galactose ou un groupe sulfate aux biomolécules. Cela se produit généralement vers la fin du voyage de la cargaison à travers le corps de Golgi dans le compartiment trans.
Comme de nombreuses modifications agissent comme des étiquettes, l'appareil de Golgi utilise ces informations sur la face trans pour s'assurer que les lipides et protéines nouvellement modifiés se retrouvent à la bonne destination. Vous pouvez l’imaginer comme un bureau de poste tamponnant des colis avec des étiquettes d’adresse et d’autres instructions d’expédition pour les gestionnaires de courrier.
Le corps de Golgi trie la cargaison en fonction de ces étiquettes et charge les lipides et les protéines dans les transporteurs de vésicules, prêt à expédier.
Rôle dans l'expression génique
Beaucoup de modifications qui ont lieu dans les citernes de l’appareil de Golgi sont modifications post-traductionnelles.
Ce sont des modifications apportées aux protéines après que la protéine ait déjà été construite et pliée. Pour donner un sens à cela, vous devrez revenir en arrière dans le schéma de synthèse des protéines.
À l'intérieur du noyau de chaque cellule, il y a l'ADN, qui agit comme un bleu pour la construction de biomolécules comme des protéines. L'ensemble complet de l'ADN, appelé le génome humain, contient à la fois de l’ADN non codant et des gènes codant pour des protéines. Les informations contenues dans chaque gène codant donnent les instructions pour la construction de chaînes d'acides aminés.
Finalement, ces chaînes se replient en protéines fonctionnelles.
Cependant, cela ne se produit pas sur une échelle individuelle. Puisqu'il y a beaucoup plus de protéines humaines que de gènes codants dans le génome, chaque gène doit avoir la capacité de produire plusieurs protéines.
Pensez-y ainsi: si les scientifiques estiment qu’il existe environ 25 000 gènes humains et plus d’un million de protéines humaines, les humains ont donc besoin de 40 fois plus de protéines que de gènes individuels.
Modifications post-traductionnelles
La modification post-traductionnelle est la solution pour construire autant de protéines à partir d'un ensemble relativement petit de gènes.
Il s’agit du processus par lequel la cellule apporte des modifications chimiques aux protéines nouvellement formées (et aux protéines plus anciennes à d’autres époques) afin de modifier le rôle de la protéine, son emplacement et sa façon d’interagir avec d’autres molécules.
Il existe quelques types courants de modification post-traductionnelle. Ceux-ci incluent la phosphorylation, la glycosylation, la méthylation, l'acétylation et la lipidation.
La modification post-traductionnelle permet à la cellule de construire une grande variété de protéines en utilisant un nombre relativement petit de gènes. Ces modifications modifient le comportement des protéines et affectent donc la fonction cellulaire globale. Par exemple, ils peuvent augmenter ou diminuer les processus cellulaires tels que la croissance cellulaire, la mort cellulaire et la signalisation cellulaire.
Certaines modifications post-traductionnelles affectant les fonctions cellulaires liées à la maladie humaine, il est donc utile de déterminer comment et pourquoi les modifications se produisent, ce qui pourrait aider les scientifiques à développer des médicaments ou d’autres traitements pour ces problèmes de santé.
Rôle dans la formation de vésicule
Une fois que les protéines et les lipides modifiés ont atteint la face trans, ils sont prêts pour le tri et le chargement dans les vésicules de transport qui les transporteront vers leur destination finale dans la cellule. Pour ce faire, le corps de Golgi s’appuie sur ces modifications qui agissent comme des étiquettes, indiquant à l’organelle où se trouve la cargaison.
L'appareil de Golgi charge la cargaison triée dans des transporteurs de vésicules, qui se détachent du corps de Golgi et se rendent à la destination finale pour livrer la cargaison.
UNE vésicule Cela semble complexe, mais il s’agit simplement d’une goutte de liquide entourée d’une membrane qui protège la cargaison pendant le transport vésiculaire. Pour l'appareil de Golgi, il existe trois types de vésicules de transport: exocytose vésicules, sécréteur vésicules et lysosomal vésicules.
Types de transporteurs de vésicule
Des vésicules exocytotiques et sécrétoires engloutissent la cargaison et la déplacent vers la membrane cellulaire pour être libérées à l'extérieur de la cellule.
Là, la vésicule fusionne avec la membrane et libère la cargaison à l'extérieur de la cellule par un pore de la membrane. Parfois, cela se produit immédiatement lors de l'amarrage à la membrane cellulaire. À d’autres moments, la vésicule de transport s’arrête au niveau de la membrane cellulaire, puis s’allonge, attendant les signaux de l’extérieur de la cellule avant de libérer la cargaison.
Un bon exemple de cargaison de vésicules exocytotiques est un anticorps activé par le système immunitaire, qui doit quitter la cellule pour pouvoir lutter contre les agents pathogènes. Les neurotransmetteurs comme l'adrénaline sont un type de molécule qui repose sur les vésicules de sécrétion.
Ces molécules agissent comme des signaux pour aider à coordonner une réponse à une menace, par exemple pendant un "combat ou une fuite".
Les vésicules de transport lysosomaux transportent la cargaison vers le lysosome, qui est le centre de recyclage de la cellule. Cette cargaison est généralement endommagée ou ancienne, aussi le lysosome la dépouille-t-elle des pièces et dégrade-t-elle les composants indésirables.
La fonction de Golgi est un mystère permanent
Le corps de Golgi est sans aucun doute un domaine complexe et mûr pour les recherches en cours. En fait, même si le Golgi a été vu pour la première fois en 1897, les scientifiques travaillent toujours sur un modèle qui explique complètement le fonctionnement de l'appareil de Golgi.
Un sujet de débat concerne la manière exacte dont la cargaison passe de la face cis à la face trans.
Certains scientifiques pensent que les vésicules transportent la cargaison d’une poche à l’autre de la citerne. D'autres chercheurs pensent que les citernes elles-mêmes bougent, mûrissant lorsqu'elles passent du compartiment cis au compartiment trans et transportant la cargaison avec elles.
Ce dernier est le modèle de maturation.