Lecția de laborator-practică nr 9
Subiect: „Aparatul (complex) Golgi”
Scopul lecției : să dezvăluie trăsăturile morfo-funcționale ale complexului Golgi.
Probleme de discutat
1 . Structura fină a aparatului Golgi.
Pregătiri pentru demonstrații
Echipamente
1. Fotografii, diagrame, desene dinAtlas de biologie celulară, J.-K.Roland, A. Seloshi, D. Seloshi, per.V.P. Bely, ed. Yu.S. Chentsov. ─ M.: Domnule. 1978. - 119 p.
Justificare teoretică să se pregătească pentru clasă
Aparatul Golgi (complexul) este o structură membranară a unei celule eucariote, un organel destinat în principal excreției de substanțe sintetizate în reticulul endoplasmatic. Aparatul Golgi a fost numit după omul de știință italian Camillo Golgi, care l-a descoperit pentru prima dată în 1897 (Fabene P.F., Bentivoglio M., 1998).
Orez. 1. Schema Aparatului Golgi (A). Structura aparatului Golgi (B)
Notă: Aparatul Golgi ─ cavități (cisternă) înconjurate de membrane și un sistem de vezicule asociate acestora. Funcții ─ acumulare de substanțe organice; „ambalarea” substanțelor organice; excreția de substanțe organice; formarea lizozomilor.
Aparat(complex) Golgi este un teanc de saci membranosi în formă de disc (cisternă), oarecum extins mai aproape de margini, și sistemul de vezicule Golgi asociat cu acestea. Un număr de stive individuale se găsesc în celulele vegetale ( dictiozomi), celulele animale conțin adesea unul mare sau mai multe stive conectate prin tuburi.
În complexul Golgi, există 3 secțiuni de cisterne înconjurate de vezicule membranare:
1. Cis-secțiune (cel mai apropiat de nucleu).
2. Departamentul medial.
3. Trans-secțiune (cea mai îndepărtată de nucleu).
Aceste departamente diferă unele de altele printr-un set de enzime. În secțiunea cis, prima cisternă este numită „cisterna mântuirii”, deoarece cu ajutorul ei receptorii proveniți din reticulul endoplasmatic intermediar revin înapoi. Enzima secțiunii cis: fosfoglicozidaza (atașează fosfatul de carbohidrat ─ manoză).
În secțiunea medială există 2 enzime: manazidaza (desprinde manaza) și N-acetilglucozamin transferaza (atașează anumiți carbohidrați ─ glicozamine).
În secțiunea trans, enzime: peptidaza (realizează proteoliza) și transferaza (realizează transferul grupelor chimice).
Structura fină a aparatului Golgi (AG). Un microscop electronic arată că aparatul Golgi este reprezentat de structuri membranare asamblate împreună într-o zonă mică (Fig. 1, 2); sub formă de stivă, sunt amplasate pungi cu membrană plate (rezervoare), numărul de astfel de pungi dintr-o stivă nu depășește de obicei 5-10. Între care se află straturi subțiri de hialoplasmă. Fiecare rezervor individual are un diametru de aproximativ 1 µm și o grosime variabilă; în centrul membranei pot fi reunite (25 nm), iar la periferie pot avea prelungiri ─ fiole, a căror lățime nu este constantă.
Orez. 2. Schema structurii dictiozomului(conform lui Chentsov Yu.S., 2010)
Notă : P─ parte proximală (cis-); D─ partea distală (trans-); LA─ vacuole; C─ rezervoare cu membrană plate; DAR─ expansiuni ampulare ale cisternelor.
La unele organisme unicelulare, numărul lor poate ajunge la 20 de bucăți. În plus față de cisterne plate distanțate dens, în zona AG sunt observate multe vacuole. Vacuolele mici se găsesc în principal în zonele periferice ale zonei AG; uneori puteți vedea cum sunt dantelate din prelungirile ampulare de pe marginile rezervoarelor plate. Se obișnuiește să se facă distincția între o secțiune cis proximală sau emergentă în zona dictiozomului și o secțiune trans-distală sau matură (Fig. 15.5). Între ele se află secțiunea mijlocie sau intermediară a AG. În timpul diviziunii celulare formele reticulare ale AG se dezintegrează în dictiozomi care sunt pasivi
și distribuite aleatoriu printre celulele fiice. Pe măsură ce celulele cresc, numărul total de dictiozomi crește.
Orez. 3. Tipuri de aparate Golgi(conform lui Chentsov Yu.S., 2010)
Notă : A ─ reticulat în celulele epiteliului intestinal;b─ difuză în celulele ganglionare spinale;eu─ nucleu;2 ─ AG;3 ─ nucleol.
AG este de obicei polarizat în celulele secretoare: partea sa proximală este îndreptată spre citoplasmă și nucleu, iar partea sa distală. ─ la suprafata celulei. În zona proximală, o zonă de mici vezicule netede și cisterne membranoase scurte se învecinează cu stivele de cisterne învecinate.
Orez. 4. Aparat Golgi (AG) în mi electronicăkroscope(conform lui Chentsov Yu.S., 2010)
Orez. 5. Reprezentarea schematică a componentelor aparatului Golgi(conform lui Chentsov Yu.S., 2010)
Notă : 1 ─ EPR-AG (ERGIC) ─ zonă intermediară;2 ─ cis-zonă, zonă proximală; 3─ medial─ secțiunea mijlocie; patru─ zona trans-distală; 5─ AG trans-rețea.
În partea de mijloc dictiozomi periferia fiecărei cisterne este însoțită și de o masă de mici vacuole de aproximativ 50 nm în diametru.
În secțiunea distală sau trans-secțiunea dictiozomilor, ultima cisternă scuamoasă membranoasă este adiacentă unei secțiuni constând din elemente tubulare și o masă de vacuole mici, adesea cu pubescență fibrilă la suprafața din partea laterală a citoplasmei - acestea sunt pubescente sau mărginite. vezicule de același tip ca și veziculele mărginite în pinocitoză (din altă greacă πίνω ─ bea, absorb și κύτος ─ recipient, celulă ─ captarea de către suprafața celulară a lichidului cu substanțele conținute în acesta; procesul de absorbție și distrugere intracelulară a macromoleculelor ).
Aceasta este așa-numita rețea trans-Golgi (TGN), unde produsele secretate sunt separate și sortate. Și mai distal este un grup de vacuole mai mari ─ acesta este deja produsul fuziunii vacuolelor mici și formării vacuolelor secretoare.
Când se studiază secțiuni groase de celule într-un microscop electronic de megavolt, s-a descoperit că dictozomii individuali din celule pot fi conectați între ei printr-un sistem de vacuole și cisterne. Astfel, se formează o rețea tridimensională liberă, care este dezvăluită într-un microscop cu lumină. În cazul unei forme difuze de AH, fiecare dintre secțiunile sale individuale este reprezentată de un dictiozom. În celulele animale, centriolii sunt adesea asociați cu zona de membrană a aparatului Golgi; între fasciculele de microtubuli care se extind radial de la ei, există grupuri de stive de membrane și vacuole care înconjoară concentric centrul celular. Această relație reflectă probabil implicarea microtubulilor în mișcarea vacuolelor.
Funcții aparate Golgi.Alaturi de proteine, lipidele membranare sunt transportate in aparatul Golgi.
1. Separarea proteinelor în 3 fluxuri:
● Departamentul CIS (cel mai apropiat de nucleu); proteinele lizozomale ─ glicozilate (cu manoză) intră în secțiunea cis a complexului Golgi, unele dintre ele sunt fosforilate, se formează un marker al enzimelor lizozomale ─ manoză-6-fosfat. În viitor, aceste proteine fosforilate nu vor suferi modificări, ci vor intra în lizozomi.
● Departamentul medial; exocitoză constitutivă (secreție constitutivă). Acest flux include proteine și lipide, care devin componente ale aparatului de suprafață al celulei, inclusiv glicocalixul, sau pot face parte din matricea extracelulară.
● Departamentul Trans (cel mai îndepărtat de nucleu); secreția indusă ─ proteinele care funcționează în afara celulei, aparatul de suprafață al celulei, în mediul intern al corpului ajung aici. caracteristic celulelor secretoare.
2. Formarea secrețiilor mucoase (funcția secretorie a aparatului Golgi) ─ glicozaminoglicani(mucopolizaharide).
● Elemente membranare AG participă la segregarea și acumularea produselor sintetizate în RE, participă la rearanjamentele lor chimice, la maturare (restructurarea componentelor oligozaharide ale glicoproteinelor în compoziția secretelor solubile în apă sau în compoziția membranelor) (Fig. 6).
● În tancuri AG există o sinteză de polizaharide, relația lor cu proteinele, ducând la formarea mucoproteinelor.
●Cel mai important, cu ajutorul elementelor aparatului Golgi, are loc procesul de înlăturare a secretelor gata făcute în afara celulei. În plus, AG este o sursă de lizozomi celulari.
● Implicarea AG în procesele de excreție a produșilor secretori a fost foarte bine studiată pe exemplul celulelor exocrine ale pancreasului. Aceste celule se caracterizează prin prezența unui număr mare de granule secretoare ( granule de zimogen), care sunt vezicule membranare pline cu conținut de proteine. Proteinele granulelor de zimogen includ diverse enzime: proteaze, lipaze, carbohidraze, nucleaze.
În timpul secreției, conținutul acestor granule de zimogen este ejectat din celule în lumenul glandei și apoi curge în cavitatea intestinală. Deoarece principalul produs excretat de celulele pancreatice este proteina, am studiat secvența de încorporare a aminoacizilor radioactivi în diferite părți ale celulei (Fig. 7).
Orez. Fig. 6. Schema relației dintre EPR, aparatul Golgi cu formarea și eliberarea zimogenului din celulele acinare ale pancreasului (conform lui Chentsov Yu.S., 2010)
Notă : 1 ─ zona de tranziție între EPR și AG; 2─ zona de maturare a granulelor secretoare;3 ─ granule de zimogen separate de AG; patru─ eliberarea lor (exocitoză) în afara celulei.
Orez. 7. Secvență de detectare}
