Golgi-Apparat
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Der Golgi-Apparat, benannt nach dem italienischen Pathologen Camillo Golgi (1844-1926) gehört zu den Organellen eukaryontischer Zellen. Der Begriff umfasst die Gesamtheit aller Dictyosomen einer Zelle.
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[Bearbeiten] Aufbau
Golgi-Apparate sind durch Membrane begrenzte Hohlräume, die übereinander gestapelt sind. Einen solchen Stapel nennt man Diktyosom. Sie schnüren Bläschen ab (Golgi-Vesikel) und bilden Sekrete und Membrane. Im Inneren der Diktyosomen können z. B. Oligo- und Polysaccharidketten an Proteine geheftet werden (→ Funktionen). In einer Zelle befinden sich meistens mehrere Diktyosomen, die untereinander in Verbindung stehen.
Der Golgi-Apparat besitzt eine eindeutige Polarität, d. h., die Zisternen unterscheiden sich in ihrer Struktur und Funktion je nach der Lage. Die beiden Pole des Golgi-Apparates bezeichnet man als cis- und trans-Seite. Die cis Seite ist die konvexe Seite, die meistens zum ER und zum Zellkern gewandt ist. Die trans-Seite ist hingegen die konkave Seite die zur Plasmamembran zeigt. In der Regel nimmt die cis-Seite Substanzen in den Golgi-Apparat auf und auf der trans-Seite verlassen sie ihn.
Bei Tieren und Pflanzen sieht der Golgi-Apparat unterschiedlich aus: In tierischen Zellen befinden sich oft mehrere Diktyosomen dicht beieinander, in pflanzlichen Zellen liegen die Diktyosomen im gesamten Zytoplasma verstreut ("dispersiver Golgi-Apparat") und sind weniger gut als Golgi-Apparat zu erkennen.
Während der Zellteilung zerfällt der Golgi-Apparat, der häufig nur einmal in der Zelle vorliegt, in Vesikel, die sich nach der gleichmäßigen Aufteilung auf die Tochterzellen in der Zytokinese selbst-rekonstituiv zusammenlagern.
[Bearbeiten] Funktionen
Diktyosomen erfüllen vielfältige Aufgaben der Umwandlung, Sortierung, Lagerung und Konzentration von Stoffen. Man kann sich den Golgi-Apparat ähnlich wie ein Postamt vorstellen (die Pakete werden aufgenommen, sortiert und an die betreffenden Stellen weitergeleitet). Bei Bedarf werden Stoffe, vor allem Proteine, in Golgi-Vesikeln zu anderen Organellen oder zur Ausschüttung aus der Zelle zur Zellmembran transportiert. Bei pflanzlichen Eukarioten stellt das Diktyosom auch wichtige Bausteine für die Produktion von Zellwänden her.
[Bearbeiten] Weiterverarbeitung
Der Golgi-Apparat steht mit dem rauen endoplasmatischen Retikulum (ER) im Kontakt. Sekretorische Proteine werden in Form kleiner Membranbläschen abgeschnürt und verlassen so das Lumen des ER als Transportvesikel in Richtung Golgi-Apparat. Am Golgi-Apparat angekommen verschmilzt die Membran des Transportvesikels mit der Membran des Diktyosoms und der Inhalt des Vesikels entleert sich in die Zisterne. Vorstufen von funktionellen Proteinen aber auch membranständige Phospholipide können so an der cis-Seite aufgenommen werden. Im Golgi-Apparat werden die Proteine meist chemisch abgewandelt. Beispiele hierfür sind Veränderung der Oligosacchariden an den Proteinen. Manche Zuckermonomere werden abgespalten und andere angefügt, so dass schließlich jedes Glycoprotein seine typischen Hydratkomponenten besitzt.
[Bearbeiten] Synthese
Der Golgi-Apparat verarbeitet nicht nur Proteine weiter, sondern stellt auch selbst Makromoleküle her. Viele der aus den Zellen ausgeschiedenen Polysaccharide werden vom Golgi-Apparat hergestellt. Hyaluronsäure wird allerdings nicht im Golgi-Apparat, sondern von integralen Membranproteinen zusammengesetzt. Ein Teil der Golgi-Apparat-Membran, der das Protein enthält, wird als kleines Bläschen vom Dictyosom abgelöst. Diese Vesikel können z. B. mit Lysosomen oder der Zellmembran fusionieren und ihren Inhalt in den Interzellulärraum (z. B. ins Blut) freisetzen (Exozytose). Auf diese Weise werden einige Hormone oder z. B. Verdauungsenzyme freigesetzt. Der Bestimmungsort der Vesikel wird durch den Golgi-Apparat bereits festgelegt. Er markiert die Vesikel entsprechend, wobei der genaue Prozess nur teilweise geklärt ist. Proteine an der Außenhülle der Vesikel scheinen als molekulare Etiketten zu dienen.
[Bearbeiten] Weblinks
- Golgi-Apparat Aufbau und Funktion Text mit Grafik zum Golgi-Apparat
- Ausführlicher Artikel zu Camillo Golgi und seinen Forschungen
- Golgi Complex: Structure and Function engl. Artikel der Universität Texas
[Bearbeiten] Literatur
- Alberts, B. et. al.: Molecular Biology of the Cell. Garland Science, 4. Auflage, 2002. ISBN 0815340729.
- Campbell, N.; u. a.: Biologie. 1. Aufl., 1. korrigierter Nachdr., Spektrum Akademischer Verlag 1997, Heidelberg. ISBN 3-8274-0032-5 .
