Sieć trans-Golgiego (TGN)

Sieć trans-Golgiego (TGN) jest rozszerzeniem trans Golgiego, gdzie powstają różnego rodzaju pęcherzyki. TGN może być uważana za główną stację sortowania białek wewnątrz komórki. Białka dojrzewające w Golgiego są sortowane w TGN do transportu do kilku miejsc w komórce w zależności od biochemicznych znaczników, które znajdują się na poszczególnych białkach. Uważa się, że białka w TGN są koncentrowane poprzez łączenie się z cząsteczkami receptorowymi w świetle TGN. Gdy białka znajdą odpowiednie receptory, mogą się agregować w jednym lub kilku miejscach w TGN, a następnie odrywać się, tworząc niedojrzałe pęcherzyki wydzielnicze: (1) ziarnistości wydzielnicze (pęcherzyki, które podlegają dalszemu dojrzewaniu i sortowaniu wyspecjalizowanego ładunku); (2) pęcherzyki wydzielnicze skierowane do błony plazmatycznej; oraz (3) pęcherzyki przenoszące enzymy degradujące do lizosomów (małe, kwaśne organelle, które degradują makromolekuły). Pewna selektywność i sortowanie białek może istnieć w tych pęcherzykach wydzielniczych, zanim dotrą one do błony plazmatycznej.

Po pierwsze, pęcherzyki wydzielnicze są pakowane z wysokim stężeniem specyficznego białka, które zostało przetransportowane do TGN. Na przykład, komórki endokrynne produkują duże ilości wyspecjalizowanych białek zwanych hormonami, które są pakowane do granulek wydzielniczych. Kiedy komórki endokrynne otrzymują właściwy „sygnał”, który wyzwala fuzję ziarnistości wydzielniczych z błoną plazmatyczną, białka te są uwalniane do układu krwionośnego.

Po drugie, niektóre białka są produkowane i wydzielane w sposób konstytutywny lub stały; białka te nie polegają na sygnałach zewnątrzkomórkowych do uwolnienia i nie są sortowane do ziarnistości wydzielniczych. Zamiast tego, konstytutywne wydzielanie obejmuje pęcherzyki pochodzące z TGN i podróżujące bezpośrednio do błony plazmatycznej w celu egzocytozy.

Wreszcie, TGN jest stacją sortującą dla dostawy enzymów degradujących do lizosomów, pęcherzyków zawierających składniki odżywcze, które pochodzą spoza komórki. Komórki muszą kierować te białka do kwaśnych lizosomów, aby pomóc w trawieniu zinternalizowanych składników odżywczych. Białka przeznaczone do lizosomów zostały zmodyfikowane unikalnym cukrem zwanym mannozo-6-fosforanem. Te lizosomalne białka są sortowane w TGN poprzez wiązanie się z receptorem mannozy 6-fosforanu, który następnie odłącza się w pęcherzyku łączącym się z lizosomem. Niskie pH w lizosomie powoduje dysocjację białka zawierającego mannozo-6-fosforan od receptora. Pusty receptor odłącza się od lizosomu w małej cząsteczce i jest zawracany do TGN.

Kompleks Golgiego odgrywa istotną rolę w sortowaniu i kierowaniu białek do różnych części komórki. Pomimo tego, co wiadomo, nadal istnieje wiele pytań bez odpowiedzi dotyczących dokładnych mechanizmów zaangażowanych w sortowanie i transportowanie ładunku komórkowego w całej komórce. Jest to ważny obszar badań, ponieważ wiele chorób, takich jak choroba komórek I, choroba Alzheimera, choroba Battena i wiele innych chorób związanych z magazynowaniem białek i lipidów, jest wynikiem braku sortowania białek i lipidów przez komórki do niewłaściwych miejsc w komórce.