Golgiapparaten och vesikulär transport Golgiapparaten Golgiapparaten är en polär en polär organell , bestående av en grupp membranomslutna kaviteter, som står i förbindelse i förbindelse med ER. ER. Den är indelad i tre huvuddelar : cis-Golginätverket , cisterna och trans-Golginätverket . Cis-Golginätverket Cis-Golginätverket ligger närmast ER. ransporte ransporten n i Golgi sker i olika riktningar riktningar ! Golgiapparaten Golgiapparaten är "u sorteringsstation sorteringsstationen en #$r proteinerna proteinerna #rån ER, och den sänder både proteiner vidare vidar e och proteiner tillbaka tillbak a till ER. %$rutom sortering av de icke-c&toplasmatiska proteinerna sker sker även fortsatt även fortsatt posttranslationell modifiering i i Golgi, i #orm #orm av trim trimni ning ng av de kolh kolh&d &dra rate terr som som bund bundit itss till till proteinerna i ER. ! 'esiklarna som lämnar ER #ärdas på mikrotubulit med h"älp av motorproteiner. ! Golgiapparaten är o#ta perinukleär o#ta perinukleär (i (i nära anslutning till cellkärnan). Vesikulär transport 'esikulär sikulär transpor transportt innebär innebär att proteine proteinerna rna sänds sänds genom genom celle cellen n inuti inuti membra membranbl nblåso åsorr som kalla kallass vesiklar . De Dessa ssa vesiklar kan ha olika destination* l&sos sosomer, cellmembranet, #$r sekretion utan#$r cellen och så vidare. Golgiapparaten st&r den vesikulära transporten, genom att knoppa av dessa #&llda vesiklar #rån sitt membran #$r transport.
Då proteiner proteiner #$rs $ver #rån ER till Golgiappa Golgiapparate raten n inleds inleds det som kallas kallas den sekretoriska vägen vägen (anterograde). Den sekretoriska vägen leder sedan vidare #rån Golgi till l&sosomer, cellmembranet eller ut ur cellen. Proteinfodring Proteinfodring av vesiklar Då vesiklarna transporteras i cellen omges de av en proteinfodring en proteinfodring , ett +#odral+ som #äster i vesikelmembranet. Dessa beh$vs #$r att vesiklarna ska kunna lämna membranen, och #$r att de ska #å sin #orm. v dessa proteintäckningar är tre väl karakteriserade: • • •
latrin ! bl.a. transport #rån plasmamembranet till endosomer och trans-Golgi. Cop ! huvudsakligen #rån Golgi tillbaka till ER (retrograde). Cop ! #rån ER till Golgi.
Klatrin bildar Klatrin bildar burar runt vesiklarna genom vesiklarna genom sin trearmade #orm (strukturerna liknar #otbollar). +appan+ b&ggs upp på membranet membranet genom att klatrinmolek&lerna klatrinmolek&lerna binder till en lastreceptor lastreceptor i membranet membranet (via adaptin). Den c&tosoliska domänen domänen av receptorn binder till proteinet som ska transporteras iväg. Däre#ter knoppas vesikeln av #rån membranet, delvis med h"älp av ett
protein som kallas dynamin. E#ter ett tag #aller sedan klatrinburen av, och den nakna vesikeln leds till rätt destination av andra signaler. CopII omger vesiklar #rån ER till Golgiapparaten. npackningen av vesikeln är arI-driven, och st&rs med andra ord av /ar, ett G0as som, när det trä##ar på en membranbunden GE%, #äller ut en h&dro#ob svans och #äster i membranet. /ar h"älper sedan till med att binda in en kappa av Cop. /edan #aller även Cop av, och vesiklarna går ihop, #$r att sedan transporteras av motorproteiner på mikrotubuli. De proteiner som inte är #ärdigveckade i ER hålls #ast av chaperoner så att de inte kan binda in till receptorerna i vesiklarna. bland kan dock #elveckade proteiner slinka med i en vesikel som lämnar ER. 0roteiner som ska tillbaka till ER #rån Golgi, både de som assisterat ER1Golgi-transporten och de som #$rts #rån ER av misstag, #$rs tillbaka i CopI-vesiklar . KDEL-receptorn De proteiner som ska tillbaka till ER #$rs dit med h"älp av så kallade K!E"-receptorer . Dessa proteiner har en C-terminal K!E"-sekvens (#&ra aminos&ror) som kan binda till membranbundna DE2-receptorer i Golgimembranet. Den cytosoliska domänen av receptorn kommer sedan kunna binda in CopI , och en kappa bildas runt en vesikel som till sist #$rs tillbaka till ER (retrograd transport).
'iss litteratur #$reslår att denna mekanism är p3-st&rd, men så är #$rmodligen inte #allet. Hur vesiklarna finner sin destination 'esiklarna använder sig av signalproteiner på sin &ta och på målmembranet, som kallas #$REs (v/4RE ! vesikel-/4RE, och t/4RE ! target /4RE). Dessa signalproteiner måste kombineras rätt för att vesikeln ska docka och fusera med membranet . 'id dockningen hoptvinnas de korrekta /4RE-proteinerna.
5t$ver s&stemet med /4RE #inns även Rab-effektorer , som ger &tterligare speci#icitet. 'esiklarna binder Rab-G%& i sina membraner, som måste docka med rätt Rab-effektor . %usion av vesikel och membran kräver alltså både rätt kombination av /4REs och Rab-Rabe##ektor. Fosfatidylinositol membraner #inns en #os#olipid som heter fosfatidylinositol , vars alkohol är inositol. Denna c&kliska alkohol kan #os#or&leras och de#os#or&leras på #em positioner, vilket leder till '(
olika fosforyleringsmönster . Dessa m$nster #ungerar som en märkning av membraner) och olika proteiner kan känna igen dessa mönster och binda in. Detta är &tterligare ett sätt att säkerställa att vesiklarna hamnar rätt. Glykosylering av proteinerna Den ovan nämnda sorteringen av proteinerna sker huvudsakligen i cis- och trans-Golginätverket . cisGolginätverket inleds den fortsatta posttranslationella modifieringen, som #ortsätter genom cisterna. De olika delarna av Golgiapparaten har alltså olika #unktion.
Den gl&kos&lering som inleddes i ER #ortsätter nu, och blir mer komple6. Den består nu av olika #ormer av trimning av de påbundna kolh&dratked"orna. Denna process sker i #lera steg, där glukos- och mannosmolek&ler generellt ersätts av andra socker, som e6empelvis 4-acet&lglukosamin och negativt laddade 4-acet&lneuramins&ra. 'id ett steg i processen går proteinerna #rån att vara Endo *-känsliga till att vara Endo *resistenta. Det är viktigt att dessa modi#ieringar sker i rätt ordning. slutändan kommer +oligosackaridträdet+ på proteinet ha #lera negativa laddningar. Gl&kos&leringen av proteiner är viktig, e6empelvis är det detta som st&r vilken blodgrupp man har. 5t$ver blodgruppen #inns även en Rhesusfaktor , som man antingen har eller inte har (78-). Rhesus#aktorn är ett antigen p+ en ,onkanal p+ blodplättar . ntra-Golgi-transport Det #inns två modeller #$r intra-Golgi-transport: • •
'esikeltransport. 3ela #ragment av de olika delarna i cisterna r$r sig i transportriktningen.
'ilken modell som används verkar bero på vilket protein det är som transporteras. E!ocytos E6oc&tos är den process då Golgi sänder iväg vesiklar som ska #usera med plasmamembranet och släppa ut sitt inneh+ll utanför cellen. E6oc&tosen är ett viktigt steg i den sekretoriska vägen.
Det #inns två t&per av e6oc&tos: konstitutiv eocytos och reglerad eocytos: • •
onstitutiv e6oc&tos #inns i alla celler och sker hela tiden. 'id reglerad e6oc&tos (e6. sekretion av hormoner, matsp"älkningsen9&mer och så vidare) är vesiklarna st&rda, och väntar på signal #$r att #å e6oc&tera sitt innehåll.
En sekretorisk, reglerad vesikel mognar genom att innehållet i den koncentreras. Detta sker genom att delar av membranet sn$rps av med h"älp av klatrinburar. Den mogna vesikeln inväntar sedan en signal som ger den tillstånd att sekretera sitt innehåll. Ett e6empel på reglerad e6oc&tos är då histamin #risätts vid allergiska reaktioner.
