El bộ máy Golgi Nó là một trong những bào quan quan trọng nhất của tế bào nhân chuẩn. Nó tạo thành một phần thiết yếu của hệ thống nội màng và đóng vai trò cơ bản trong việc phân loại, sửa đổi và phân phối các phân tử khác nhau trong tế bào. Mặc dù tầm quan trọng của nó nhưng nhiều người vẫn chưa biết chi tiết cơ quan này hoạt động như thế nào, đặc điểm của nó và những tác động của nó đối với cơ thể.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ trình bày chi tiết mọi thứ bạn cần biết về chức năng của bộ máy Golgi, cấu trúc của nó, tầm quan trọng của nó đối với tế bào và sự liên quan của nó trong các bệnh khác nhau.
Bộ máy Golgi là gì?
El bộ máy Golgi Nó là một cơ quan có mặt trong tất cả các tế bào nhân chuẩn. Chủ yếu, nó chịu trách nhiệm xử lý và vận chuyển protein và lipid trong tế bào. Nó còn được gọi là Khu phức hợp Golgi o độc tài ở thực vật, mặc dù tất cả các thuật ngữ đều đề cập đến cùng một cấu trúc.
Nằm gần nhân tế bào và mạng lưới nội chất, bộ máy Golgi hoạt động như một loại "nhà máy đóng gói" bên trong tế bào. Nó nhận các túi chứa protein và lipid được tổng hợp trong mạng lưới nội chất, sửa đổi chúng khi cần thiết và sau đó phân phối chúng đến đích cuối cùng trong tế bào chất hoặc bên ngoài tế bào.
Tùy thuộc vào loại tế bào, cơ quan này có thể bao gồm số lượng tế bào hoặc bể chứa, là những cấu trúc màng giống như đĩa xếp chồng lên nhau có chứa nhiều loại protein hoặc lipid. Ở tế bào thực vật, có thể có hàng trăm bộ máy Golgi phân tán khắp tế bào chất, trong khi tế bào động vật thường có từ 10 đến 20 bộ máy Golgi trong mỗi tế bào.
Thiết bị này được mô tả lần đầu tiên vào cuối thế kỷ 19 và được đặt theo tên của nhà khoa học người Ý Camillo Golgi, người đã ghi lại cấu trúc của nó một cách chi tiết. Thông qua việc sử dụng kính hiển vi điện tử vào nửa sau thế kỷ 20, tính chính xác của các quan sát của ông đã được xác nhận.
Cấu trúc của bộ máy Golgi
Bộ máy Golgi có thể được chia thành ba vùng chức năng riêng biệt:
- Vùng Cis-Golgi: Gần nhất với mạng lưới nội chất. Vùng này tiếp nhận các túi mang protein và lipid mới được tổng hợp trong lưới.
- Vùng trung gian: Hầu hết sự biến đổi của các phân tử được vận chuyển đều xảy ra ở đây, chẳng hạn như việc bổ sung carbohydrate hoặc phốt phát vào protein.
- Vùng xuyên Golgi: Phần này nằm gần màng sinh chất nhất và chuẩn bị cho các túi được gửi đến các điểm đến cụ thể bên trong hoặc bên ngoài tế bào.
Các bể tạo nên bộ máy Golgi được nối với nhau bằng các ống và túi vận chuyển protein và lipid qua các khu vực khác nhau của cơ quan. Những kết nối này cho phép phân tách và sửa đổi có trật tự các phân tử ở các cấp độ khác nhau.
Số lượng bể chứa trong mỗi bộ máy Golgi có thể thay đổi và có thể từ 4 đến 8 trong hầu hết các trường hợp, mặc dù một số tế bào có tới 60 bể chứa xếp chồng lên nhau. Mỗi loại có một chức năng cụ thể trong việc xử lý và sửa đổi các phân tử. Các bể chứa nước được giữ với nhau bằng một ma trận protein dạng sợi mang lại sự ổn định về cấu trúc.
Chức năng của thiết bị Golgi
El bộ máy Golgi Nó đóng một số chức năng chính trong tế bào, chức năng quan trọng nhất là phân loại, biến đổi và đóng gói các protein và lipid đến từ tế bào. lưới nội chất. Dưới đây chúng tôi liệt kê các chức năng chính của nó:
- Sửa đổi protein và lipid: Khi đến bộ máy Golgi, nhiều protein và lipid trải qua các biến đổi hóa học như glycosyl hóa, phosphoryl hóa và sunfat hóa, những quá trình này cần thiết để các phân tử này có được cấu trúc và chức năng chính xác của chúng.
- Hình thành túi tiết: Bộ máy Golgi đóng gói các protein và lipid mới được biến đổi thành các túi, sau đó được vận chuyển đến các phần khác nhau của tế bào hoặc bị trục xuất ra khỏi tế bào thông qua quá trình xuất bào.
- Bài tiết glycoprotein: Bộ máy Golgi cũng tiết ra các protein chứa glucose và các carbohydrate khác.
- Sản xuất lysosome: Lysosome, bào quan chịu trách nhiệm tiêu hóa tế bào, được hình thành từ các protein được đóng gói bởi bộ máy Golgi.
Một khía cạnh thú vị về chức năng của nó là các túi được tạo ra có thể có các mục đích khác nhau:
- Túi tiết liên tục: Những túi này vận chuyển protein sẽ được giải phóng từ bên trong tế bào thông qua một quá trình được gọi là xuất bào. Các protein được giải phóng có thể hoạt động trong môi trường ngoại bào.
- Túi tiết được điều hòa: Mặc dù chúng cũng nhằm mục đích giải phóng protein ra bên ngoài tế bào, nhưng các túi này được lưu trữ bên trong tế bào cho đến khi nhận được tín hiệu cụ thể kích hoạt quá trình xuất bào của chúng.
- túi lysosome: Những túi này vận chuyển protein tiêu hóa đến lysosome, chịu trách nhiệm phân hủy các chất ngoại bào hoặc chất thải tế bào.
Cơ chế vận chuyển trong bộ máy Golgi
Vận chuyển protein qua bộ máy Golgi tuân theo một số mô hình lý thuyết. Mặc dù không hoàn toàn rõ ràng quá trình này diễn ra như thế nào nhưng có hai mô hình chính được đề xuất:
- Mô hình trưởng thành bể: Theo lý thuyết này, các bể chứa nước di chuyển và trưởng thành khi chúng tiến về phía vùng Trans-Golgi, mang theo các protein và lipid mà chúng chứa.
- Mô hình vận chuyển mụn nước: Trong mô hình này, Golgi là một cấu trúc ổn định và protein được vận chuyển giữa các bể chứa thông qua các túi mang chúng từ ngăn này sang ngăn khác.
Có thể cả hai cơ chế đều xảy ra đồng thời, tùy thuộc vào loại tế bào và bản chất của protein cần được vận chuyển.
Tầm quan trọng của bộ máy Golgi và mối liên hệ với bệnh tật
Chức năng chính xác của bộ máy Golgi rất quan trọng cho sự sống của tế bào và cho nhiều quá trình sinh lý diễn ra trong cơ thể. Tuy nhiên, những khiếm khuyết ở cơ quan này có thể gây ra các bệnh nghiêm trọng.
Một trong những ví dụ tốt nhất là bệnh mỡ máu II, một căn bệnh di truyền hiếm gặp ảnh hưởng đến bộ máy nhận dạng protein trong bộ máy Golgi. Trong căn bệnh này, lysosome không thể thực hiện quá trình tiêu hóa tế bào đúng cách do thiếu một số protein quan trọng, gây ra sự tích tụ các chất khó tiêu. Rối loạn này thường gây tử vong ở độ tuổi trẻ.
Các rối loạn khác có liên quan đến trục trặc của bộ máy Golgi bao gồm Hội chứng Angelman, các Bệnh loạn dưỡng cơ Ducheme và một số dạng ung thư. Người ta tin rằng những khiếm khuyết trong việc tổ chức các bể chứa Golgi hoặc cơ chế mụn nước có thể là nguyên nhân gây ra những rối loạn này.
Bộ máy Golgi đóng vai trò thiết yếu trong việc xử lý và vận chuyển protein và lipid trong tế bào nhân chuẩn. Thông qua chức năng tổ chức, nó cho phép các tế bào duy trì cấu trúc của chúng, giao tiếp với nhau và phản ứng với các tín hiệu bên ngoài. Khi cơ quan này bị hỏng, hậu quả có thể rất tàn khốc và liên quan đến các bệnh có khả năng gây tử vong.