Cómo se transportan las proteínas desde el retículo endoplásmico hasta el aparato de golgi

El aparato de Golgi (también llamado cuerpo de Golgi, complejo de Golgi o ditiosoma) es un orgánulo que se encuentra en la mayoría de las células eucariotas. Fue identificado en 1898 por el médico italiano Camillo Golgi y recibió su nombre. La función principal del aparato de Golgi es procesar y empaquetar las macromoléculas, como las proteínas y los lípidos, que sintetiza la célula. Es especialmente importante en el procesamiento de las proteínas para su secreción. El aparato de Golgi forma parte del sistema de endomembranas de las células eucariotas.

Tiene cinco regiones funcionales: la red cis-Golgi, cis-Golgi, medial-Golgi, trans-Golgi y red trans-Golgi. Las vesículas procedentes del retículo endoplásmico (a través del grupo vesicular-tubular) se fusionan con la red cis-Golgi y posteriormente avanzan por la pila hasta la red trans-Golgi, donde se empaquetan y se envían al destino deseado. Cada región contiene diferentes enzimas que modifican selectivamente el contenido en función del lugar al que están destinados[3].

Función del aparato de Golgi

Un vistazo rápido: El aparato de Golgi (o complejo, o cuerpo, o ‘el ‘Golgi’) se encuentra en todas las células vegetales y animales y es el término dado a grupos de estructuras aplanadas en forma de disco situadas cerca del retículo endoplásmico.

El aparato de Golgi recibe proteínas y lípidos (grasas) del retículo endoplásmico rugoso. Modifica algunos de ellos y los clasifica, concentra y empaqueta en gotas selladas llamadas vesículas. En función de su contenido, éstas se envían a uno de los tres destinos:

El aparato de Golgi es el único orgánulo celular que lleva el nombre de un científico. Camillo Golgi (1843-1926) informó por primera vez de las características visibles del orgánulo en una reunión de la Sociedad Médica de Pavía el 19 de abril de 1898, cuando lo denominó “aparato reticular interno”.

El debate sobre la existencia del aparato continuó incluso después de 1913, cuando el término “aparato de Golgi” se dio oficialmente al “aparato reticular interno”. No fue hasta 1954 cuando los trabajos de microscopía electrónica pusieron finalmente el sello de aprobación a la existencia del orgánulo y se aceptó plenamente el epíteto “el Golgi”.

Clasificación de proteínas en el aparato de Golgi

El cuerpo de Golgi, también conocido como aparato de Golgi, es un orgánulo celular que ayuda a procesar y empaquetar las proteínas y las moléculas lipídicas, especialmente las proteínas destinadas a ser exportadas de la célula. Llamado así por su descubridor, Camillo Golgi, el cuerpo de Golgi aparece como una serie de membranas apiladas.

El cuerpo de Golgi es una porción de la célula que está formada por membranas, y hay diferentes tipos de membranas. Algunas son túbulos y otras son vesículas. El Golgi está situado justo cerca del núcleo. Se llama cuerpo perinuclear, y en realidad está justo cerca del retículo endoplásmico también. Y cuando las proteínas salen del retículo endoplásmico, van al Golgi para su posterior procesamiento. Por ejemplo, los hidratos de carbono se ponen en algunas de las proteínas, y luego estas glicoproteínas – lo que significa que tienen hidratos de carbono, así como proteínas en ellos, estas glicoproteínas se mueven fuera del Golgi al resto de la célula. Y lo hacen dentro de otras vesículas. Esas vesículas se hacen en realidad de la red de Golgi. De hecho, una de las funciones del Golgi es hacer nuevas vesículas a partir de la membrana existente del Golgi y poner en esas vesículas las glicoproteínas y otras sustancias que se hacen en la red de Golgi. Y luego esas vesículas, llenas de los productos del Golgi, se desplazan al resto de la célula, normalmente a través de ella hasta la membrana plasmática, que es su destino final.

Aparato de Golgi y retículo endoplásmico

Cada cisterna o región del Golgi contiene diferentes enzimas de modificación de proteínas. ¿Qué hacen estas enzimas? Las enzimas del Golgi catalizan la adición o eliminación de azúcares de las proteínas de carga (glucosilación), la adición de grupos sulfato (sulfatación) y la adición de grupos fosfato (fosforilación). Las proteínas de carga son modificadas por enzimas (llamadas enzimas residentes) situadas dentro de cada cisterna. Las enzimas añaden secuencialmente las modificaciones apropiadas a las proteínas de carga. Algunas modificaciones mediadas por el Golgi actúan como señales para dirigir las proteínas a sus destinos finales dentro de las células, incluyendo el lisosoma y la membrana plasmática. ¿Qué ocurre cuando hay defectos en la función del Golgi? Los defectos en varios aspectos de la función del Golgi pueden dar lugar a trastornos congénitos de la glicosilación, algunas formas de distrofia muscular y pueden contribuir a la diabetes, el cáncer y la fibrosis quística (Ungar 2009).

¿Cómo se mueven las proteínas de carga entre las cisternas de Golgi? Los científicos han propuesto dos posibles explicaciones: el modelo de transporte vesicular y el modelo de maduración cisternal. Curiosamente, ambos modelos explican las condiciones y los procesos del Golgi en estado estacionario, aunque lo hacen de forma muy diferente (Figura 2). En 2002, James Rothman y Randy Schekman ganaron el Premio Lasker por su innovador trabajo en el que detallaban los sistemas de membranas y vesículas que hacen posible la secreción en las células eucariotas. Estos dos científicos trabajaron de forma independiente utilizando diferentes organismos modelo y diferentes enfoques biológicos (Strauss 2009). Juntos aportaron pruebas sólidas de que existen moléculas y procesos comunes implicados en la fusión y fisión de membranas en los eucariotas. Rothman y sus colegas reconstituyeron bioquímicamente las membranas de Golgi de los mamíferos, aislando vesículas capaces de pasar de una cisterna a otra. Con un enfoque diferente, Schekman y sus colegas utilizaron la genética de la levadura para identificar y caracterizar muchas de las proteínas importantes que intervienen en la secreción en este eucariota unicelular. Con el tiempo, el trabajo de Rothman y Schekman convergió en varias moléculas importantes que participaban en la formación y fusión de vesículas, lo que dio lugar a lo que se denominó el modelo de transporte vesicular.