Rețeaua trans-Golgi (TGN)

Rețeaua trans-Golgi (TGN) este o extensie a trans-Golgi în care se formează diferite tipuri de vezicule. TGN poate fi privită ca o stație majoră de sortare a proteinelor în interiorul celulei. Proteinele care se maturizează în Golgi sunt sortate în TGN pentru a fi transportate în mai multe locații din celulă, în funcție de etichetele biochimice care se găsesc pe proteinele individuale. Se crede că proteinele din TGN sunt concentrate prin conectarea cu moleculele receptoare din lumenul TGN. Pe măsură ce proteinele își găsesc receptorii potriviți, acestea se pot agrega într-unul sau mai multe locuri din TGN și apoi se desprind pentru a forma vezicule secretorii imature: (1) granule secretorii (vezicule care sunt supuse unei maturizări și sortări ulterioare a încărcăturii specializate); (2) vezicule secretorii orientate către membrana plasmatică; și (3) vezicule care transportă enzimele de degradare către lizozomi (organite mici, acide, care degradează macromoleculele ). O anumită selectivitate și sortare a proteinelor poate exista în aceste vezicule secretorii înainte ca acestea să ajungă la membrana plasmatică.

În primul rând, veziculele secretorii sunt împachetate cu o concentrație ridicată a unei proteine specifice care a fost transportată la TGN. De exemplu, celulele endocrine produc cantități mari de proteine specializate numite hormoni care sunt împachetate în granule secretorii. Atunci când celulele endocrine primesc „semnalul” corect care declanșează fuziunea granulelor secretorii cu membrana plasmatică, aceste proteine sunt eliberate în sistemul circulator.

În al doilea rând, unele proteine sunt produse și secretate într-o manieră constitutivă sau constantă; aceste proteine nu se bazează pe semnale extracelulare pentru eliberare și nu sunt sortate în granule secretorii. În schimb, secreția constitutivă implică vezicule care provin de la TGN și călătoresc direct către membrana plasmatică pentru exocitoză.

În cele din urmă, TGN este o stație de sortare pentru livrarea enzimelor de degradare către lizozomi, vezicule care conțin nutrienți proveniți din afara celulei. Celulele trebuie să direcționeze aceste proteine către lizozomii acizi pentru a ajuta la digestia nutrienților internalizați. Proteinele destinate lizozomului au fost modificate cu un zahăr unic numit mannoză 6-fosfat. Aceste proteine lizozomale sunt sortate în TGN prin legarea la receptorul mannoză-6-fosfat, care apoi se desprinde într-o veziculă care fuzionează cu un lizozom. pH-ul scăzut din lizozom face ca proteina purtătoare de mannoză-6-fosfat să se disocieze de receptor. Receptorul gol se desprinde de lizozom într-o veziculă mică și este reciclat în TGN.

Complexul Golgi joacă un rol esențial în sortarea și direcționarea proteinelor către diferite părți ale celulei. În ciuda a ceea ce se știe, există încă multe întrebări fără răspuns cu privire la mecanismele exacte implicate în sortarea și transportul încărcăturii celulare în întreaga celulă. Acesta este un domeniu important de investigare, deoarece multe boli, cum ar fi boala celulelor I, boala Alzheimer, boala Batten și o serie de alte boli de stocare a proteinelor și lipidelor sunt rezultatul faptului că celulele sortează greșit proteinele și lipidele în locații greșite din celulă.