Apparato di Golgi: come funziona
All’interno della cellula eucariote, le funzioni dell’apparato di Golgi sono fondamentali per la maturazione e lo spostamento delle molecole proteiche. A sintetizzarle ci pensano i ribosomi, ma una volta che la trascrizione dell’mRNA risulta completa una proteina deve maturare e portata nel sito dove dovrà svolgere il proprio ruolo.
Dal punto di vista strutturale questo organulo è più complesso di come appare. Si compone di una serie di “cisterne”, ovvero membrane lipoproteiche appiattite che si presentano addossate le une alle altre. Il loro numero può variare da 3 a 20 a seconda della tipologia di cellula.
La scoperta delle funzioni dell’apparato di Golgi
Questo organello fu scoperto dall’istologo italiano Camillo Golfi alla fine del 1800 grazie a una colorazione dei tessuti che sfruttava i sali d’argento. Anche se successivamente avrebbe preso il nome da lui tuttavia inizialmente decise di chiamare la struttura scoperta “apparato reticolare interno“. Grazie a questa scoperta lo scienziato ottenne nel 1906 il premio Nobel per la Medicina.
Il disegno iniziale dell’organello era molto approssimativo, e per averne una rappresentazione veritiera bisognerà aspettare le immagini del microscopio elettronico. Lo stesso vale per la definizione concreta delle funzioni dell’apparato di Golgi, che oggi definiamo il centro di smistamento delle proteine della via secretoria.
L’organello, che si trova vicino al nucleo ha due “facce”. Una convessa che è rivolta verso il nucleo e l’altra concava che invece è rviolta verso la membrana plasmatica. Le molecole che vanno incontro a una maturazione interna al Golgi si muovo in direzione cis-trans attraverso le varia cisterne ricevendo modifiche a carico di diversi enzimi.
L’organello è strettamente connesso al RER (reticolo endoplasmatico rugoso, chiamato così perché tappezzato di ribosomi). C’è anche una forma di trasporto detto retrogrado, dove le proteine che arrivano al Golgi poi tornano al RER. In questo caso la vescicola con cui escono dalle cisterne ha una struttura diversa rispetto a quella delle molecole che fuoriescono dalla cellula.
Il traffico vescicolare della cellula
Dato che tra le funzioni dell’apparato di Golgi c’è la formazione di vescicole che racchiudono al loro interno proteine o lipidi vediamo ora come si muovono nella cellula. Le molecole arrivano alla faccia cis dell’organello, dove possono avvenire delle fosforilazioni, Da qui procedono passando per le cisterne verso la faccia trans, subendo modifiche quali rimozioni di residui, proteolisi e aggiunti di gruppi solfato o galattosio.
Una volta attraversato l’intero apparato proteine e lipidi vengono racchiusi in diversi tipi di vescicole. Tra queste abbiamo già accennato quelle retrograde, che tornano al RER. Ci sono poi le vescicole lisosomiali, che vanno ai lisosomi, quelle di secrezione che riversano il contenuto all’esterno della cellula e quelle che portano le proteine che si posizioneranno sulla membrana plasmatica.
La gemmazione dalla faccia trans è una delle funzioni dell’apparato di Golgi che questo organello ha in comune con altre parti della cellula. Ovvero il reticolo endoplasmatico e la membrana plasmatica stessa, che sfruttano lo stesso meccanismo. Le vescicole che si formano e che vanno incontro ad esocitosi di base sono uguali a prescindere dalla loro origine.
Prima di arrivare al Golgi per essere elaborate però le sostanza che provengono dal RER sono avvolte all’interno di una copertura fatta di proteine coatomer II. Le si abbrevia in COP II, per distibguerle dalle COP I che rivestono invece le proteine modificate che dalle cisterne dell’apparato tornano al reticolo endoplasmatico rugoso.
Funzioni dell’apparato di Golgi nella cellula animale e vegetale
Al loro interno i lisosomi sono pieni di enzimi litici, tra cui ad esempio le proteasi e il lisozima. Le cellule umane in cui sono più abbondanti sono i macrofagi, i globuli bianchi responsabili della risposta immunitaria primaria. Grazie alla loro presenza infatti queste cellule del sangue possono digerire i batteri prima che diffondano l’infezione nel corpo.
Per quanto riguarda le cellule vegetali, le funzioni dell’apparato di Golgi sono analoghe ma ce n’è una aggiuntiva rispetto a quelle animali. Vale a dire la sintesi dei polisaccaridi che vanno poi a formare la parete cellulare. Dato che la stabilità di questo elemento è fondamentale per la cellula vegetale questa ha più di un organello di questo tipo, anzi ne ha diversi.
I lisosomi sono assenti nelle cellule vegetali che invece immagazzinano gli enzimi litici all’interno del vacuolo centrale. In sintesi questo è come un unico enorme lisosoma, oltre che fungere da riserva d’acqua. Molte vescicole che gemmano dal Golgi infatti si dirigono verso il vacuolo e si fondono con essa per rilasciare il loro contenuto.
