El aparato de Golgi (cuerpos de Golgi) es un orgánulo compuesto por muchas vesículas planas, con la secreción como función principal. También llamado aparato de Golgi o complejo de Golgi; en las células vegetales superiores se le conoce como aparato de Golgi disperso. El primer descubrimiento tuvo lugar en 1855 y 1898. El neurólogo e histólogo italiano Camilo Gorky (1844-1926) observó estructuras claras en células nerviosas de búho teñidas de plata bajo un microscopio óptico, por lo que le puso el nombre del aparato de Golgi. Debido a que el índice de refracción de este orgánulo está muy cerca de la matriz citoplasmática, no es fácilmente visible en las células vivas. Han pasado más de 100 años desde que se descubrió el aparato de Golgi, y más de la mitad de ese tiempo se ha debatido sobre su forma, o incluso si existe. Los citólogos le han dado docenas de nombres diferentes y muchos creen que el aparato de Golgi es un artefacto de fijación y tinción. No fue hasta la década de 1950 que su estructura submicroscópica se vio claramente mediante microscopía electrónica. Se encuentra no sólo en células animales y vegetales, sino también en células protozoarias y fúngicas.
El aparato de Golgi es un orgánulo altamente polar compuesto por varias vesículas planas apiladas entre sí. A menudo se distribuye entre el retículo endoplásmico y la membrana celular, en forma arqueada o hemisférica. La superficie convexa que mira hacia el retículo endoplasmático se llama superficie formativa o cis. El lado cóncavo que mira hacia la membrana plasmática se llama lado maduro o reverso. Hay algunas vesículas de transporte grandes o pequeñas a ambos lados. El aparato de Golgi suele estar situado en el citoplasma, en el extremo secretor de las células polares. Debido a que se parece tanto al retículo endoplasmático liso, algunos científicos creen que evolucionó a partir del retículo endoplasmático liso.
El diámetro de la cápsula plana es de 65438±0 μm y está compuesta por una película monocapa con un espesor de 6 a 7 nm. Se forma una cavidad en el medio y la periferia tiene mayormente forma de burbuja. Se juntan de cuatro a ocho sacos planos, y algunas algas pueden tener hasta diez o veinte, formando el cuerpo principal del aparato de Golgi, llamado pila de Golgi.
La membrana de Golgi contiene aproximadamente un 60% de proteínas y un 40% de lípidos, y algunos de los componentes proteicos son los mismos que los del retículo endoplásmico. El contenido de fosfatidilcolina en los lípidos de membrana se encuentra entre el del retículo endoplásmico y el de la membrana plasmática. Los lípidos neutros incluyen principalmente colesterol, ésteres de colesterilo y triglicéridos. Las enzimas del aparato de Golgi incluyen principalmente glicosiltransferasas, sulfoglicosiltransferasas, oxidorreductasas, fosfatasas, proteínas quinasas, manosidasas, transferasas y fosfolipasas.
El aparato de Golgi está compuesto por dos estructuras de membrana, a saber, vesículas de membrana plana y vesículas de diferentes tamaños. Su superficie se parece mucho al retículo endoplásmico liso. El quiste plano es el componente estructural más característico del aparato de Golgi. En las células animales y vegetales en general, se superponen de 3 a 7 capas de membranas planas y están ligeramente arqueadas. La superficie convexa de la vesícula arqueada se denomina superficie de formación o superficie inmadura; la superficie cóncava se denomina superficie secretora o superficie madura. Pequeñas vacuolas se encuentran dispersas alrededor de los sacos de membrana planos, en su mayoría concentradas cerca de la superficie de la formación. En general, se cree que las vesículas se forman por gemación del retículo endoplásmico adyacente al aparato de Golgi y desempeñan un papel en el transporte de materiales desde el retículo endoplásmico al aparato de Golgi. Las proteínas en la luz del retículo endoplásmico rugoso se transportan al aparato de Golgi a través de vesículas en ciernes y luego se procesan gradualmente desde la superficie de formación hasta la superficie madura. Las vacuolas más grandes se forman por expansión local y ruptura del extremo o superficie secretora del saco de membrana plana. Esta vacuola también se llama vesícula secretora porque contiene secreciones en sacos de membrana planos. Las vesículas secretoras se mueven gradualmente hacia la superficie celular, se fusionan con la membrana plasmática y luego se rompen y descargan su contenido. El número y desarrollo del aparato de Golgi en diferentes células depende no sólo del tipo celular y del grado de diferenciación, sino también del estado fisiológico de la célula. La función principal del aparato de Golgi es procesar, clasificar y empaquetar proteínas sintetizadas por el retículo endoplásmico y luego entregarlas a partes específicas de la célula o secretarlas fuera de la célula.
El aparato de Golgi es donde finalmente se procesan y empaquetan las secreciones celulares (como las proteínas).
Las vesículas del retículo endoplásmico se fusionan con la membrana de Golgi y el contenido se envía a la cavidad de Golgi, donde las cadenas peptídicas y proteicas recién sintetizadas continúan modificándose y empaquetándose. El Golgi también sintetiza algunos polisacáridos extracelulares y materiales que modifican las membranas celulares.
Glicosilación de proteínas
La síntesis de cadenas de azúcar unidas por N comienza en el retículo endoplásmico y finaliza en el aparato de Golgi. Las glicoproteínas formadas en el retículo endoplásmico tienen cadenas de azúcar similares. Después de ingresar al aparato de Golgi desde la superficie cis, se producen una serie de procesamientos y modificaciones ordenados durante el transporte intermembrana. La mayor parte de la manosa en la cadena de azúcar original se elimina, pero varias glicosiltransferasas agregan secuencialmente diferentes tipos de moléculas de azúcar para formar cadenas de oligosacáridos con diferentes estructuras. La estructura espacial de una glicoproteína determina a qué glicosiltransferasa puede unirse y sufrir modificaciones de glicosilación específicas.
Muchas glicoproteínas tienen cadenas de azúcar unidas tanto a N como a O. La glicosilación ligada a O ocurre en el aparato de Golgi. Por lo general, una unidad de azúcar conectada es N-acetilgalactosa, y el sitio de conexión es el grupo OH de Ser, Thr y Hyp, y luego los grupos de azúcar se transfieren uno por uno para formar una cadena de oligosacárido. Los donadores de azúcar son también azúcares nucleósidos, como por ejemplo la UDP-galactosa. Diferentes proteínas se marcan de manera diferente debido a la glicosilación, que cambia la conformación del polipéptido y aumenta la estabilidad de la proteína.
También se pueden unir una o más cadenas de aminopolisacáridos a los residuos de serina de la proteína central a través de xilosa en el aparato de Golgi para formar proteoglicanos. Algunas de estas proteínas se secretan fuera de la célula para formar la matriz extracelular o capa mucosa, mientras que otras están ancladas a las membranas.
La síntesis de proteínas en las células comienza con la transcripción y síntesis del ARN mensajero (ARNm) a partir del ADN genómico en el núcleo. El ARNm atraviesa el núcleo y llega al exterior del núcleo, donde se sintetiza la proteína en el retículo endoplásmico (RE). En este momento, la proteína escapará del retículo endoplásmico en forma de vesículas y su destino será el aparato de Golgi, el centro logístico, al igual que los bienes producidos en la fábrica se transportan al centro logístico y luego se distribuyen a los usuarios. De hecho, la proteína enviada a Golgi lleva mucho tiempo marcada con el destino de la proteína, al igual que la dirección del destinatario está estampada en las mercancías que ingresan al centro logístico. En este punto, el Golgi lee la "dirección de recepción" de la proteína. Si hay una señal de "secreción" en esta proteína, Golgi sabrá que esta proteína necesita ser secretada fuera de la célula, por lo que formará una pequeña vesícula que puede secretar la proteína fuera de la célula y envolverá la proteína que necesita. para ser secretado fuera de la célula. Finalmente secretado fuera de la célula. Si hay una señal en la proteína de que debe permanecer en el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi formará otro tipo de vesícula para enviar la proteína de regreso al RE. Así es como Golgi lee la información de la proteína y la entrega al "receptor". Las funciones del Centro Logístico de Gorky no terminan ahí. También procesa la carga transportada, las proteínas. Este proceso consiste en conectar varias cadenas de oligosacáridos a proteínas, lo que se llama glicosilación, y esta glicosilación es la garantía de que la proteína eventualmente pueda realizar diversas funciones.