Golgi-Apparat: Aufbau und Funktion

Der Golgi-Apparat, oft als die “Poststation” der Zelle bezeichnet, spielt eine zentrale Rolle im Zellstoffwechsel. Dieses Organell verpackt und sortiert Proteine und Lipide, bevor sie zu ihrem endgültigen Bestimmungsort gelangen. Durch diese präzise Verarbeitung stellt der Golgi-Apparat sicher, dass jede Zelle reibungslos funktioniert und lebenswichtige Prozesse effizient ablaufen. Benannt wurde er nach seinem italienischen Erstbeschreiber und Nobelpreisträger Camillo Golgi. Dieser Artikel beschreibt Aufbau und Funktion eines meist unterschätzten Zellorganells.

Golgi-Apparat – Definition

Der Golgi-Apparat ist ein Zellorganell, das Proteine und Lipide modifiziert, sortiert und verpackt. Er besteht aus flachen Membranstapeln und arbeitet eng mit dem Endoplasmatischen Retikulum zusammen, um Moleküle innerhalb und außerhalb der Zelle zu transportieren.

Golgi-Apparat – Aufbau

Der Golgi-Apparat ist prinzipiell ein geordneter Stapel an zisternenartig gebauten Membranhüllen. Mehrere Zisternen ergeben ein Dictyosom. Zusammen ergeben die Dictyosomen den Golgi-Apparat. Dem endoplasmatischen Retikulum (ER) zugewandt ist eine cis-Seite, mit der dann Vesikel vom ER aus kommend verschmelzen. Deren Substanzen werden dann durch das Stapelsystem zur trans-Seite geleitet. Der Transport kann aber in beide Richtungen ablaufen, denn Enzyme aus dem ER werden auch wieder zurückgegeben. Nach heutiger Vorstellung werden Vesikel mit ihrem Inhalt aus dem ER abgeschnürt und bilden zwischen dem Golgi-Apparat und dem ER neue Zisternen durch Fusionierung. Nach dem Durchlauf bis auf die trans-Seite werden die Proteine an ihren Bestimmungsort transportiert. Manche werden zum Lysosom geschickt, andere verlassen die Zelle ganz und werden durch Exozytose nach außen sezerniert. Hormone im speziellen werden ins Blut abgegeben.

Golgi-Apparat – Funktion

Im Golgi-Apparat werden Proteine, die aus dem rauen ER kommen, verändert. Das beinhaltet das Anhängen von Phosphat- und Sulfaltresten (Phosphorylierung und Sulfatierung). Die Zuckerstruktur vieler Proteine der Zellmembran erhält hier ihre finale Form. Oder es werden Proteinvorstufen in ihre aktive Form gespalten. So zum Beispiel wird im Golgi Apparat der B-Zellen des Pankreas (Bauchspeicheldrüse) das Proinsulin zum Insulin gespalten, das dann bei Aktivierung der Zellen über sekretorische Vesikel an das Blut abgegeben werden.

Diese Veränderungen dienen unter anderem der Adressierung und Aktivierung. Proteine, die für das Lysosom bestimmt sind, werden mit einem Mannose-6-Phosphat markiert, damit sie auch den Weg in dieses Organell finden. Lysosomen sind saure Vesikel mit Enzymen zum Abbau verschiedener Substanzen, welche die Zelle zur Zeit nicht verwenden kann.