Cytologie

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Zellaufbau

Golgi Apparat

In diesem Artikel erklären wir dir, wie der Golgi Apparat aufgebaut ist und welche Funktionen er innerhalb der Zelle erfüllt.

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Inhaltsübersicht

Golgi Apparat einfach erklärt

Der Golgi Apparat (auch Golgi-Apparat) ist ein Zellorganell, das sich nicht in prokaryotischen , sondern nur in eukaryotischen Zellen befindet. Du kannst ihn dir als aus mehreren übereinandergestapelten Hohlräumen vorstellen. Innerhalb der Zelle befindet sich der Golgi Apparat in der Nähe des Zellkerns .

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Golgi Apparat

Der Golgi Apparat hat einige wichtige Funktionen.
Eine seiner Aufgaben ist es, Proteine zu verarbeiten und umzuwandeln. Die Proteine kommen dabei vor allem vom endoplasmatischen Retikulum (ER). Außerdem ist er in der Lage, diese Proteine in Vesikeln zu binden. Diese können die Proteine zu verschiedensten Bereichen innerhalb der Zelle transportieren.

Golgi Apparat Aufbau

Der Golgi Apparat besteht aus mehreren sogenannten Dictyosomen. Diese sind wiederum aus einigen Hohlräumen, sogenannten Zisternen und mehreren Vesikeln aufgebaut. Eine Zisterne ist jeweils von einer Membran umschlossen. Den Innenraum einer Zisterne kannst du als Golgi-Lumen bezeichnen.

Die Seite des Golgi Apparates, die dem endoplasmatischen Retikulum zugewandt ist, wird als cis Golgi-Netzwerk (CGN) bezeichnet.
Das cis Golgi-Netzwerk hat grundsätzlich eine konvexe Form.

Im Gegensatz dazu steht das trans Golgi-Netzwerk (TGN). Dieses ist dem endoplasmatischen Retikulum abgewandt und der Zellmembran zugewandt. Es hat eine konkave Form.

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Aufbau des Golgi Apparats

Dictyosom

Mehrere aufeinandergestapelte Zisternen innerhalb des Golgi Apparates kannst du auch als Dictyosom bezeichnen. Oft wird der Begriff Dictyosom auch als Synonym für den Golgi Apparat verwendet. Jedoch wird meistens die Gesamtheit der Dictyosomen innerhalb der Zelle als Golgi Apparat bezeichnet.
Die durchschnittliche Größe eines Dictyosoms beträgt dabei etwa 1 \mu m.

Der Golgi Apparat ist meistens aus etwa 4-10 solcher Dictyosomen aufgebaut. Je nach Lebewesen kann ihre Anzahl aber stark variieren.
Manche Algenzellen besitzen teilweise nur ein Dictyosom. Dagegen haben die Zellen der Leber bis zu 250 Dictyosomen.

Um miteinander zu kommunizieren und Stoffe auszutauschen, sind die Dictyosomen über Kanäle miteinander verbunden.

In der tierischen Zelle sind die Dictyosomen relativ eng nebeneinander gestapelt. Du kannst den Golgi Apparat in einer Tierzelle deshalb relativ gut erkennen.
Dagegen sind die Dictyosomen innerhalb der pflanzlichen Zelle stärker verstreut und mehr im Cytoplasma verteilt.

Golgi Apparat Funktion

Der Golgi Apparat besitzt eine Vielzahl an komplexen Funktionen. Du kannst jedoch im weitesten Sinne drei zentrale Aufgaben ausmachen.

Bildung von Vesikeln

Die erste Aufgabe ist die Bildung und Speicherung von Vesikeln. Du kannst dir ein Vesikel als rundes Bläschen vorstellen. Es gibt mehrere Arten von Vesikeln. Der Golgi Apparat stellt zum Großteil sogenannte Transportvesikel her. Wenn die Proteine nicht mit den Transportvesikeln umhüllt würden, könnten sie nicht ungehindert durch das Cytoplasma laufen. Sie würden stattdessen mit anderen Zellorganellen oder dem Cytosol reagieren.

Der Prozess innerhalb des Golgi Apparates läuft dann wie folgt ab:

Die in den Ribosomen entstandenen Proteine oder Peptide werden in Transportvesikel geschnürt. Sie sind von einem Hüllprotein namens COP II umgeben. Die Transportvesikel wandern daraufhin vom ER zum cis Golgi-Netzwerk. Über das CGN gelangen sie in den Reaktionsraum. In diesem können sie in einem nächsten Schritt chemisch modifiziert werden. Wenn die Vesikel vom Golgi-Apparat zum ER transportiert werden sollen, müssen sie mit einem anderen Hüllprotein (COP I) umgeben werden.

Modifizierung und Synthese von Proteinen

Wenn die Vesikel zum cis Golgi-Netzwerk gewandert sind, kannst du die zweite Funktion des Golgi Apparates erkennen.
Die Membran der Dictyosomen nimmt diese Vesikel auf und verarbeitet die Proteine. Zum Einen kann durch diese Verarbeitung die gesamte Struktur des Proteins oder Peptids verändert werden (= Modifizierung). Zum anderen können mehrere Proteine miteinander verbunden werden (= Synthese). Nach der Modifizierung und der Synthese der Proteine wandern diese zum trans Golgi-Netzwerk.

Das trans Golgi-Netzwerk sortiert die Proteine nach ihrem Bestimmungsort. Daraufhin werden sie in den sogenannten Golgi-Vesikeln (=Transportvesikel) abgeschnürt.
Danach erhalten die einzelnen Golgi-Vesikel spezifische „Signalproteine“ auf ihren Oberflächen. Diese Moleküle können an die Rezeptoren der Zielmembran binden.

Wenn die Golgi-Vesikel ihren Bestimmungsort innerhalb der Zelle erreichen, können sie ihren Inhalt einfach freigeben. Die meisten der Golgi-Vesikel werden jedoch aus der Zelle hinaus transportiert. Einen wichtigen Vorgang, den du dir dazu merken solltest, ist die sogenannte Exocytose . Bei ihr „verschmelzt“ zuerst das Vesikel mit der Zellmembran und gibt danach ihren Inhalt frei.

Bildung von Lysosomen

Die dritte Funktion des Golgi Apparates ist die Bildung von sogenannten Lysosomen . Diese sind Zellorganellen in eukaryotischen Zellen. Grundsätzlich ähneln sie in ihrem Aufbau den Vesikeln sehr. Sie enthalten verschiedenste Enzyme, die die Verdauung unterstützen können.

In den pflanzlichen Zellen hat der Golgi Apparat noch eine weitere wichtige Funktion. Hier produziert er verschiedenste Polysaccharide, also Kohlenhydrate. Diese kann die Pflanzenzelle verwenden, um ihre Zellwand aufzubauen.


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