Golgi-Apparat

Nucleus_ER_golgi.jpg, ER und Golgi-Apparat. (1) Zellkern. (2) Kernpore. (3) Raues ER. (4) Glattes ER. (5) Ribosom auf dem rauhen ER. (6) Proteine, die transportiert werden. (7) Transport-Vesikel. (8) Golgi-Apparat. (9) Cis-Seite des Golgi-Apparates. (10) Trans-Seite des Golgi-Apparates. (11) Zisternen des Golgi-Apparates.]]

Golgi-Apparat (bzw. Dictyosom) ist ein Begriff aus dem Bereich der Biologie und gehört zu den Zellorganellen. Als Golgi-Apparat, benannt nach dem italienischen Wissenschaftler Camillo Golgi (1844-1926), bezeichnet man die Gesamtheit aller Dictyosomen in einer Zelle.

Aufbau

Golgi-Apparate sind durch Membranen begrenzte Hohlräume, die übereinander gestapelt sind. Einen solchen Stapel nennt man Dictyosom. Sie schnüren Bläschen ab (Golgi-Vesikel) und bilden Sekrete und Membranen. Im Inneren der Dictyosomen können z. B. Oligo- und Polysaccharidketten an Proteine geheftet werden (→ Funktionen). In einer Zelle befinden sich meistens mehrere Dictyosomen, 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-Aparates 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 Dictyosomen dicht beieinander, in pflanzlichen Zellen liegen die Dictyosomen im gesamten Cytoplasma verstreut ("disperser Golgi-Apparat") und sind weniger gut als Golgi-Apparat zu erkennen.

Funktionen

Weiterverarbeitung

Der Golgi-Apparat steht mit dem glatten 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 Dictyosoms 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.

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.

Weiterleitung

Auf der trans-Seite des Golgi-Apparates werden die Proteine dann in Vesikeln vom Golgi-Apparat abgeschnürt: 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 (Exocytose). 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.

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

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 .

Zellbiologie