La red trans-Golgi (TGN)
La red trans-Golgi (TGN) es una extensión del trans-Golgi donde se forman diferentes tipos de vesículas. El TGN puede considerarse como una importante estación de clasificación de proteínas dentro de la célula. Las proteínas que maduran en el Golgi se clasifican en el TGN para ser transportadas a varios lugares de la célula, dependiendo de las etiquetas bioquímicas que se encuentran en las proteínas individuales. Se cree que las proteínas del TGN se concentran al enlazarse con moléculas receptoras en el lumen del TGN. A medida que las proteínas encuentran sus receptores adecuados, pueden agregarse en uno o varios lugares dentro del TGN y luego brotar para formar vesículas secretoras inmaduras: (1) gránulos secretores (vesículas que se someten a una mayor maduración y clasificación de la carga especializada); (2) vesículas secretoras dirigidas a la membrana plasmática; y (3) vesículas que transportan enzimas degradativas a los lisosomas (pequeños orgánulos ácidos que degradan las macromoléculas). En estas vesículas secretoras puede existir cierta selectividad y clasificación de las proteínas antes de que lleguen a la membrana plasmática.
En primer lugar, las vesículas secretoras se empaquetan con una alta concentración de una proteína específica que ha sido transportada al TGN. Por ejemplo, las células endocrinas producen grandes cantidades de proteínas especializadas llamadas hormonas que se empaquetan en gránulos secretores. Cuando las células endocrinas reciben la «señal» correcta que desencadena la fusión de los gránulos secretores con la membrana plasmática, estas proteínas se liberan en el sistema circulatorio.
En segundo lugar, algunas proteínas se producen y secretan de forma constitutiva o constante; estas proteínas no dependen de señales extracelulares para su liberación y no se clasifican en gránulos secretores. En cambio, la secreción constitutiva implica vesículas que se originan en el TGN y viajan directamente a la membrana plasmática para la exocitosis.
Finalmente, el TGN es una estación de clasificación para la entrega de enzimas degradativas a los lisosomas, vesículas que contienen nutrientes que se originan fuera de la célula. Las células necesitan dirigir estas proteínas a los lisosomas ácidos para ayudar a la digestión de los nutrientes internalizados. Las proteínas destinadas al lisosoma han sido modificadas con un azúcar único llamado manosa 6-fosfato. Estas proteínas lisosomales se clasifican en el TGN uniéndose al receptor de manosa 6-fosfato que luego brota en una vesícula que se fusiona con un lisosoma. El bajo pH del lisosoma hace que la proteína portadora de manosa 6-fosfato se disocie del receptor. El receptor vacío se desprende del lisosoma en una pequeña vesícula y se recicla al TGN.
El complejo de Golgi desempeña un papel esencial en la clasificación y orientación de las proteínas a varias partes de la célula. A pesar de lo que se sabe, todavía hay muchas preguntas sin respuesta sobre los mecanismos exactos implicados en la clasificación y el transporte de la carga celular a través de la célula. Se trata de un área de investigación importante, ya que muchas enfermedades, como la enfermedad de las células I, la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Batten y una serie de otras enfermedades relacionadas con el almacenamiento de proteínas y lípidos, son el resultado de la mala distribución de las proteínas y los lípidos en lugares equivocados de la célula.