La mayoría de las personas ha construido un modelo celular para una feria de ciencias o un proyecto de ciencias en el aula, y pocos componentes de células eucariotas son tan interesantes de ver o construir como el aparato de Golgi.

A diferencia de muchos orgánulos, que tienden a tienen formas más uniformes y a menudo redondas, el aparato de Golgi, también llamado complejo de Golgi, cuerpo de Golgi o incluso Golgi, es una serie de discos planos o bolsas apiladas juntas.

Para el observador casual, el aparato de Golgi parece una vista de pájaro de un laberinto o tal vez incluso un caramelo de cinta.

Esta estructura interesante ayuda al aparato de Golgi con su papel como parte del sistema de endomembrana, que comprende el cuerpo de Golgi y algunos otros orgánulos, incluidos los lisosomas y el retículo endoplásmico.

Estos orgánulos se unen para alterar, empacar y transportar contenido celular importante, como lípidos y proteínas.

Analogía del aparato de Golgi: el aparato de Golgi es a veces referido como la planta de empaque o la oficina de correos de la célula porque recibe moléculas y realiza cambios en ellas, luego ordena y dirige esas moléculas para transportarlas a otras áreas de la célula, tal como lo hace una oficina de correos con cartas y paquetes.
Estructura del cuerpo de Golgi

La estructura del aparato de Golgi es crucial para su función.

Cada una de las bolsas planas de membrana que se apilan para formar el organelo se llaman cisternas. En la mayoría de los organismos, hay de cuatro a ocho de estos discos, pero algunos organismos pueden tener hasta 60 cisternas en un solo cuerpo de Golgi. Los espacios entre cada bolsa son tan importantes como las bolsas mismas.

Estos espacios son la luz del aparato de Golgi.

Los científicos dividen el cuerpo de Golgi en tres partes: las cisternas cercanas al retículo endoplásmico, que es el compartimento cis; las cisternas lejos del retículo endoplásmico, que es el compartimento trans; y las cisternas medias, llamadas compartimento medial.

Estas etiquetas son importantes para comprender cómo funciona el aparato de Golgi porque los lados más externos, o redes, del cuerpo de Golgi realizan funciones muy diferentes.

Si piensa en el aparato de Golgi como la planta de empaque de la célula, puede visualizar el lado cis, o la cara cis, como el muelle receptor de Golgi. Aquí, el aparato de Golgi recoge la carga enviada desde el retículo endoplásmico a través de transportadores especiales llamados vesículas.

El lado opuesto, llamado cara trans, es el muelle de embarque del cuerpo de Golgi. Estructura y transporte de Golgi.

Después de clasificar y empaquetar, el aparato de Golgi libera proteínas y lípidos de la cara trans.

El orgánulo carga la carga de proteínas o lípidos en los transportadores de vesículas, que brotan del Golgi, destinados a otros lugares en la celda Por ejemplo, parte de la carga puede ir al lisosoma para reciclarse y degradarse.

Otra carga podría incluso terminar fuera de la célula después de enviarse a la membrana plasmática de la célula.

El citoesqueleto de la célula, que es Una matriz de proteínas estructurales que dan forma a la célula y ayudan a organizar su contenido, ancla el cuerpo de Golgi en su lugar cerca del retículo endoplásmico y el núcleo celular.

Dado que estos orgánulos trabajan juntos para construir biomoléculas importantes, como las proteínas y lípidos, tiene sentido que se instalen muy cerca unos de otros.

Algunas de las proteínas en el citoesqueleto, llamadas microtúbulos, actúan como vías de ferrocarril entre estos orgánulos y otros lugares dentro del célula. Esto facilita que las vesículas de transporte muevan la carga entre los orgánulos y sus destinos finales en la celda.
Enzimas: el vínculo entre estructura y función

Lo que sucede en el Golgi entre recibir la carga en el La cara cis y enviarla nuevamente a la cara trans es uno de los principales trabajos del aparato de Golgi. La fuerza impulsora detrás de esta función también es impulsada por las proteínas.

Las bolsas de las cisternas en los diversos compartimentos del cuerpo de Golgi contienen una clase especial de proteínas llamadas enzimas. Las enzimas específicas en cada bolsa le permiten modificar los lípidos y las proteínas a medida que pasan de la cara cis a través del compartimento medial en el camino hacia la cara trans.

Estas modificaciones realizadas por las diversas enzimas en las bolsas de las cisternas hacen Una gran diferencia en los resultados de las biomoléculas modificadas. A veces, las modificaciones ayudan a que las moléculas funcionen y puedan realizar su trabajo.

En otras ocasiones, las modificaciones actúan como etiquetas que informan al centro de envío del aparato Golgi del destino final de las biomoléculas.

Estas modificaciones afectan la estructura de las proteínas y los lípidos. Por ejemplo, las enzimas pueden eliminar las cadenas laterales de azúcar o agregar grupos de azúcar, ácido graso o fosfato a la carga.
••• Enzimas de exploración y transporte

Las enzimas específicas presentes en cada una de las cisternas determinan qué modificaciones suceder en esas bolsas cisternas. Por ejemplo, una modificación escinde el azúcar manosa. Esto generalmente ocurre en los compartimientos cis o medial anteriores, según las enzimas presentes allí.

Otra modificación agrega el azúcar galactosa o un grupo sulfato a las biomoléculas. Esto generalmente ocurre cerca del final del viaje de la carga a través del cuerpo de Golgi en el compartimento trans.

Dado que muchas de las modificaciones actúan como etiquetas, el aparato de Golgi utiliza esta información en la cara trans para garantizar que el recién alterado los lípidos y las proteínas terminan en el destino correcto. Puede imaginarlo como un paquete de sellos de correos con etiquetas de dirección y otras instrucciones de envío para los encargados del correo.

El cuerpo de Golgi clasifica la carga en función de esas etiquetas y carga los lípidos y proteínas en los transportadores de vesículas apropiados, listo para enviar.
Papel en la expresión génica

Muchas de las alteraciones que tienen lugar en las cisternas del aparato de Golgi son modificaciones postraduccionales.

Estos son cambios realizados en las proteínas después de que la proteína ya se haya construido y plegado. Para dar sentido a esto, deberá viajar hacia atrás en el esquema de síntesis de proteínas.

Dentro del núcleo de cada célula, hay ADN, que actúa como un modelo para construir biomoléculas como proteínas. El conjunto completo de ADN, llamado genoma humano, contiene tanto ADN no codificante como genes codificadores de proteínas. La información contenida en cada gen de codificación proporciona las instrucciones para construir cadenas de aminoácidos.

Eventualmente, estas cadenas se pliegan en proteínas funcionales.

Sin embargo, esto no sucede en una una escala Como hay muchas más proteínas humanas que genes codificadores en el genoma, cada gen debe tener la capacidad de producir múltiples proteínas.

Piénselo de esta manera: si los científicos estiman que hay aproximadamente 25,000 humanos genes y más de 1 millón de proteínas humanas, lo que significa que los humanos requieren más de 40 veces más proteínas que los genes individuales.
Modificaciones postraduccionales

La solución para construir tantas proteínas a partir de un conjunto relativamente pequeño de genes es la modificación postraduccional.

Este es el proceso mediante el cual la célula realiza modificaciones químicas a las proteínas recién formadas (y proteínas más antiguas en otros momentos) para cambiar lo que hace la proteína, dónde se localiza y cómo interactúa con otras moléculas.

Existen algunos tipos comunes de modificación postraduccional. Estos incluyen fosforilación, glicosilación, metilación, acetilación y lipidación.