ゴルジ体とは何なのか、どのような構造になっているのか、どのような働きがあるのかを解説します。また、その特徴や病気についても。
ゴルジ体とは何ですか？
ゴルジ装置は、すべての真核細胞(細胞質内に規定の核を持つ細胞) に含まれる細胞小器官であり、内膜系の一部です。
これは、細胞のタンパク質や脂質の多くの合成に不可欠な細胞小器官であり、パッケージングプラントとして機能します。細胞によって生成された物質を合成し、パッケージングし、細胞質内のそれぞれの目的地に分配します。
細胞はこれらのゴルジ装置を 1 つまたは複数持つことができます(実際、植物には数百ものゴルジ装置があります)。通常、細胞質内の細胞核および小胞体の近くに位置します。
細胞に応じて、各装置にはさまざまな数の槽、つまりタンパク質または脂質を入れるために積み重ねられた「バッグ」を含めることができます。このように、細胞生命と有機合成の遂行に不可欠な細胞小器官です。
「原核細胞」も参照してください。
ゴルジ装置の名前
ゴルジ装置の名前は、20 世紀初頭の発見に由来します。1906 年にノーベル医学賞を受賞したイタリアの科学者カミロ ゴルジは、1897 年の最初の観察に基づいてゴルジ装置を詳細に説明することに成功しました。スペイン人のサンティアゴ・ラモンとカハルが受賞した。
1950 年以降の電子顕微鏡の使用により、ゴルジ体の記述が非常に正確に確認されました。
ゴルジ体ディクチョソーム
ゴルジ装置は、一組の膜状嚢、つまり平らに積み重なった超顕微鏡的な容器であり、管状ネットワークと一組の小胞によって囲まれたディクチオソームで構成されています。
各ディクティオソームの内部には、タンパク質が「パッケージ化」される槽があります。実際には、ディクチョソーム、ゴルジ体、またはゴルジ系について話すことは、基本的に同じことについて話しています。
ゴルジ体の大きさ
ゴルジ装置のディクチオソームとタンクのサイズは、細胞の種類、種、およびその代謝モーメントに応じて変化します。一般に、直径は 1 ～ 3 ミクロンであると推定されます。
ゴルジ体の構造
ゴルジ体には 3 つの異なる機能領域が含まれます。
- シスゴルジ領域。最も内側の部分で、粗面小胞体 (RER) に最も近く、そこから新たに合成されたタンパク質を含む小胞が供給されます。
- 内側領域。シス領域とトランス領域の間の移行ゾーン。
- トランスゴルジ領域。それは細胞膜に最も近く、各タンパク質と脂質が特定の目的地に送られるように膜が修飾される場所です。
しかし、ゴルジ体の完全な機能はまだ完全には解明されていません。
ゴルジ体の働き
ゴルジ装置の一般的な機能は、ちょうど製品包装センターが行うのと同じように、各タンパク質小胞が目的地に正常に送られるように、各タンパク質小胞を「包装」し「マーク」することです。
この意味で、ゴルジ体は、生成物に欠陥がないこと、生成物が完全で組み立てられていることをチェックし、単純な分子を組み合わせて複雑な分子を形成し、それらを目的地に応じて識別します（他の細胞小器官または細胞膜）。周囲に分泌されます。
ゴルジ体のその他の機能には次のようなものがあります。
- 細胞質から物質を吸収します。水、糖類、脂質など、特に分泌小胞の形成から生じるもの。
- 分泌小胞を形成します。内容物を細胞の外に輸送するタンパク質嚢を作成します。
- 酵素を作成します。特定の機能を持つタンパク質であるため、多くの酵素がこの細胞小器官に由来します。
- 特殊な物質を作成します。細胞膜、特殊な細胞（精子など）、牛乳などのタンパク質の構成に寄与します。
- 糖タンパク質を分泌します。内部では炭水化物（糖）を含むタンパク質が形成されます。
- リソソームを生成します。細胞の消化を担う細胞小器官。
胆嚢の種類
ゴルジ体を通過する輸送小胞には次のタイプがあります。
- 構成的。これらには、原形質膜で起こる構成的分泌（エキソサイトーシス）を通じて細胞の外に向かうタンパク質が含まれています。
- 規制されています。分泌小胞も細胞の外に向かう予定ですが、すぐにではありません。これらは、誘発刺激が起こるのを待って細胞内に保管されます。このプロセスは調節された分泌と呼ばれます。
- リソソーム。その目的地はリソソームです。これはゴルジ系自体によって生成される細胞小器官であり、細胞に侵入する外部物質の分解 (細胞消化) を担当します。
ゴルジ体の輸送機構
タンパク質がゴルジ体をどのように移動するかの正確なメカニズムはまだ不明です。しかし、それがどのように起こるかについては 2 つの主な仮説があります。
- 水槽成熟モデル。新しい水槽が生成されると、古い水槽が装置を通して「押し出されて」しまいます。
- 車両輸送モデル。この理論は、ゴルジ体が安定した静的な存在であり、小胞の動きはむしろ内部のタンパク質の性質によるものであると仮定しています。
リソソームの機能
ゴルジ体によって生成されるリソソームには、細胞外または細胞内起源の物質を分解できる、つまり細胞の消化を担う加水分解酵素とタンパク質分解酵素が含まれています。
リソソームは酵素が入った袋で、細胞内に放出されると細胞を完全に破壊します。したがって、これらの細胞小器官には、これを防ぐ特殊な膜があります。リソソームは動物細胞には一般的ですが、植物細胞にはありません。
詳細については、リソソームを参照してください。
ゴルジ体の重要性
この装置は、細胞、ひいては生物のタンパク質生成回路において非常に重要です。細胞の内側（核と小胞体、タンパク質が生産される場所）と細胞の外側を繋ぐ役割を果たします。これは重要な生化学的輸送メカニズムです。
ゴルジ体が関係する病気
ゴルジ体の欠陥により、ゴルジ体のタンパク質識別機構に影響を与える疾患であるムコリピドーシス IIなどの疾患が発生する場合があり、細胞の消化が正しく行われず、リソソームが未消化の物質で満たされてしまいます。これは致命的な結果をもたらす先天性疾患であり、7歳を超えて生きることができません。
現在の研究では、ペリゼウス・メルツバッハー病、アンジェルマン症候群、しわ皮膚症候群、デュシェーム型筋ジストロフィーなど、ゴルジ体の欠損に起因する他の多くの症状が考えられています。