Trans-Golgi netværket (TGN)

Trans-Golgi netværket (TGN) er en udvidelse af trans-Golgi, hvor der dannes forskellige typer af vesikler. TGN kan opfattes som en vigtig proteinsorteringsstation inde i cellen. Proteiner, der modnes i Golgi, sorteres i TGN med henblik på transport til flere forskellige steder i cellen afhængigt af de biokemiske tags, der findes på de enkelte proteiner. Man mener, at proteiner i TGN koncentreres ved at forbinde sig med receptormolekyler i TGN’s lumen. Efterhånden som proteinerne finder deres rette receptorer, kan de aggregeres på et eller få steder i TGN og derefter knoppes af for at danne umodne sekretoriske vesikler: (1) sekretoriske granula (vesikler, der gennemgår yderligere modning og sortering af specialiseret last); (2) sekretoriske vesikler, der er rettet mod plasmamembranen; og (3) vesikler, der bærer nedbrydende enzymer til lysosomer (små, sure organeller, der nedbryder makromolekyler ). Der kan være en vis selektivitet og sortering af proteiner i disse sekretoriske vesikler, før de når frem til plasmamembranen.

Først pakkes sekretoriske vesikler med en høj koncentration af et specifikt protein, der er blevet transporteret til TGN. For eksempel producerer endokrine celler store mængder af specialiserede proteiner kaldet hormoner, som er pakket ind i sekretoriske granula. Når endokrine celler modtager det korrekte “signal”, der udløser fusion af de sekretoriske granula med plasmamembranen, frigives disse proteiner i kredsløbssystemet.

For det andet produceres og udskilles nogle proteiner på en konstitutiv eller konstant måde; disse proteiner er ikke afhængige af ekstracellulære signaler for frigivelse og bliver ikke sorteret til sekretoriske granula. I stedet involverer konstitutiv sekretion vesikler, der har deres oprindelse i TGN og rejser direkte til plasmamembranen for at blive eksocytoseret.

Endelig er TGN en sorteringsstation for levering af nedbrydende enzymer til lysosomer, vesikler, der indeholder næringsstoffer, som har deres oprindelse uden for cellen. Cellerne har brug for at målrette disse proteiner til de sure lysosomer for at hjælpe med fordøjelsen af internaliserede næringsstoffer. Proteiner, der er bestemt til lysosomet, er blevet modificeret med et unikt sukkerstof kaldet mannose-6-fosfat. Disse lysosomale proteiner sorteres i TGN ved at binde sig til mannose-6-fosfatreceptoren, som derefter knopper af i en vesikel, der smelter sammen med et lysosom. Den lave pH-værdi i lysosomet får det mannose-6-fosfatbærende protein til at adskille sig fra receptoren. Den tomme receptor knopper af fra lysosomet i en lille vesikel og genanvendes til TGN.

Golgi-komplekset spiller en væsentlig rolle i sorteringen og målretning af proteiner til forskellige dele af cellen. På trods af hvad man ved, er der stadig mange ubesvarede spørgsmål om de nøjagtige mekanismer, der er involveret i sortering og transport af cellelast i hele cellen. Dette er et vigtigt område at undersøge, da mange sygdomme som f.eks. I-celle sygdom, Alzheimers sygdom, Battens sygdom og en lang række andre protein- og lipidlagringssygdomme er et resultat af, at cellerne fejlsorterer protein og lipider til de forkerte steder i cellen.