Trans-Golgi-nätverket (TGN)

Trans-Golgi-nätverket (TGN) är en förlängning av trans-Golgi där olika typer av vesiklar bildas. TGN kan ses som en viktig proteinsorteringsstation inne i cellen. Proteiner som mognar i Golgi sorteras i TGN för transport till flera platser i cellen beroende på de biokemiska taggar som finns på de enskilda proteinerna. Man tror att proteiner i TGN koncentreras genom att kopplas samman med receptormolekyler i TGN:s lumen. När proteinerna hittar sina rätta receptorer kan de samlas på en eller ett fåtal platser i TGN och sedan knoppas av för att bilda omogna sekretoriska vesiklar: (1) sekretoriska granuler (vesiklar som genomgår ytterligare mognad och sortering av specialiserad last), (2) sekretoriska vesiklar som är riktade mot plasmamembranet och (3) vesiklar som transporterar nedbrytande enzymer till lysosomer (små, sura organeller som bryter ned makromolekyler ). En viss selektivitet och sortering av proteiner kan finnas i dessa sekretoriska vesiklar innan de når plasmamembranet.

Först paketeras sekretoriska vesiklar med en hög koncentration av ett specifikt protein som har transporterats till TGN. Exempelvis producerar endokrina celler stora mängder specialiserade proteiner, så kallade hormoner, som förpackas i sekretoriska granuler. När endokrina celler får rätt ”signal” som utlöser fusion av de sekretoriska granulerna med plasmamembranet frigörs dessa proteiner i cirkulationssystemet.

För det andra produceras och utsöndras vissa proteiner på ett konstitutivt eller konstant sätt; dessa proteiner är inte beroende av extracellulära signaler för frisättning och sorteras inte till sekretoriska granuler. Istället innebär konstitutiv sekretion att vesiklar har sitt ursprung i TGN och reser direkt till plasmamembranet för exocytos.

Slutligen är TGN en sorteringsstation för leverans av nedbrytande enzymer till lysosomer, vesiklar som innehåller näringsämnen som har sitt ursprung utanför cellen. Cellerna behöver rikta dessa proteiner till sura lysosomer för att hjälpa till med nedbrytningen av internaliserade näringsämnen. Proteiner som är avsedda för lysosomen har modifierats med ett unikt socker som kallas mannos 6-fosfat. Dessa lysosomala proteiner sorteras i TGN genom att binda till mannos 6-fosfatreceptorn som sedan knoppas av i en vesikel som smälter samman med en lysosom. Det låga pH-värdet i lysosomen gör att det mannos 6-fosfatbärande proteinet dissocieras från receptorn. Den tomma receptorn knoppas av från lysosomen i en liten vesikel och återförs till TGN.

Golgikomplexet spelar en viktig roll vid sortering och inriktning av proteiner till olika delar av cellen. Trots vad man vet finns det fortfarande många obesvarade frågor om de exakta mekanismer som är inblandade i sortering och transport av cellulär last genom hela cellen. Detta är ett viktigt undersökningsområde eftersom många sjukdomar som I-cellsjukdom, Alzheimers sjukdom, Battens sjukdom och en mängd andra protein- och lipidlagringssjukdomar är ett resultat av att cellerna missorterar proteiner och lipider till fel ställen i cellen.