L’apparato di Golgi: caratteristiche, struttura e funzioni

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Caratteristiche

Una delle principali attività svolte nella cellula eucariotica è sicuramente l’attività di sintesi proteica. La produzione di proteine a partire dal genoma è alla base della vita della cellula e delle sue interazioni con altre cellule. Le proteine infatti costituiscono l’organismo e possono essere di tipo: strutturale, funzionale, enzimatica, di trasporto, di riserva, di difesa.

Nella produzione di una proteina ci sono diverse fasi che portano alla maturazione di questa nella sua forma più completa e funzionale. Uno degli organelli coinvolto in questi processi è l’apparato di Golgi: qui le proteine neosintetizzate giungono in vescicole dal reticolo endoplasmatico e vengono rielaborate e smistate ai diversi compartimenti cellulari o alla membrana plasmatica.

Fu il medico e istologo Camillo Golgi ad individuare e descrivere quest’organello, già prima dell’avvento del microscopio elettronico, utilizzando delle particolari colorazioni istologiche (Fig. 1).

Camillo Golgi
Figura 1 – Camillo Golgi, medico e istologo che scoprì l’apparato a cui venne attribuito il suo nome
(Fonte: Wikimedia Commons)

L’apparato di Golgi è un vero e proprio centro di smistamento, che allo stesso tempo permette i processi maturativi delle proteine, occupandosi quindi delle modificazioni post-traduzionali. I compartimenti di questa struttura sono differenziati funzionalmente, permettendo di destinare le proteine a differenti localizzazioni intra ed extracellulari.

Struttura

L’apparato di Golgi (Fig. 2) è costituito da una pila di vescicole appiattite e delimitate da membrana. Queste sono denominate cisterne, ed oltre queste sono presenti una serie di vescicole con un diametro inferiore a 100 nm, le vescicole di trasporto, ed altre più grandi, chiamate vescicole di secrezione.

Si distingue una faccia prossimale, rivolta verso il RER, chiamata anche faccia cis, e una distale, o faccia trans, di maturazione. Questa si rivolge verso la superficie della cellula (Fig. 3). Generalmente quest’apparato è localizzato in prossimità del nucleo, per poter “ricevere” dal reticolo endoplasmatico rugoso (RER), ricco di ribosomi, le catene amminoacidiche appena sintetizzate, tramite vescicole.

Apparato di Golgi al microscopio elettronico
Figura 2 – Apparato di Golgi di un leucocita umano al microscopio elettronico a trasmissione (Fonte: Wikimedia commons)
Rappresentazione grafica dell'apparato di Golgi
Figura 3 – Rappresentazione grafica dell’apparato di Golgi (Fonte: Wikimedia Commons)

Il numero delle cisterne variano generalmente da quattro a sei, ma non mancano cellule con anche una decina di cisterne. Vien da sé che l’apparato di Golgi è molto più complesso e sviluppato in tipi cellulari impegnati in un’intensa attività proteica.

Funzioni

Tramite eventi di gemmazione ed endocitosi, le vescicole trasportanti il materiale proteico, derivanti dal RER, si fondono con le cisterne in cis dell’apparato di Golgi. Lungo queste cisterne poi, le proteine subiscono varie modifiche fino a uscire dalle cisterne trans indirizzate verso i vari componenti cellulari. Quest’intenso traffico vescicolare, ed il transito attraverso le cisterne è coadiuvato dalle componenti citoscheletriche. Lo smistamento è possibile grazie a varie componenti molecolari che identificano il percorso della vescicola. Possono essere indirizzate ad altri organelli cellulari, alla membrana citoplasmatica, o verso l’esterno della cellula.

Le modifiche alle proteine che avvengono a livello dell’apparato di Golgi possono essere delle aggiunte o anche delle semplificazioni, a seconda del destino della proteina. Dall’apparato di Golgi originano quindi due famiglie di molecole: oligosaccaridi ad alto contenuto di mannosio e oligosaccaridi complessi. Nel caso della prima categoria le catene non vanno incontro ad ulteriori aggiunte nell’apparato; nel secondo caso invece tre unità di mannosio vengono eliminate, ma contestualmente vengono aggiunte altre unità trisaccaridiche.

A seconda della destinazione della proteina, poi, possono avvenire ulteriori e diverse modifiche. Nel caso delle proteine di destinazione lisosomiale, ad esempio, i residui di mannosio vengono fosforilati.

Fonti:

  • Biologia della cellula, Colombo R., Olmo E. (link)
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