אברון גולג'י זוהה על ידי החוקר קמיליו גולג'י בשנת 1898. לגולג'י יש שני תפקידים עיקריים לעשות את העיבוד האחרון של החלבונים לאתרי המטרה שלהם וכמו כן למיין אותם לפי אתרי המטרה ולשלוח אותם אליהם. התפקיד השני זיכה את הגולג'י בכינוי "משרד הדואר של התא". הסרטון שלפנינו מתאר באופן מופשט את תפקידיו העיקריים של האברון.
 

הסרטון הופק במסגרת פרויקט Virtual Cell של אוניברסיטת צפון דקוטה בארה"ב. תורגם בידי צוות דוידסון אונליין

הגולג'י הוא למעשה התחנה האחרונה בתהליך העיבוד של חלבונים חדשים. החלבון עובר בו עיבודים אחרונים, כגון הוספת עצים סוכריים, ונשלח לאתר המטרה על פי רצף האות המוטמע בו. רצף האות הוא רצף של חומצות האמינו האחרונות בחלבון, שמשמשות כמעין "מוקד" שמעיד על אתר המטרה של החלבון – למשל המיטוכונדריה, הגרעין, או ממברנת התא. לכל איבר מטרה יש אות אופייני משלו.

כפי שראינו בסרטון, הגולג'י מורכב מארבעה מדורים הנקראים ציסטרנות. בכל מדור כזה מתרחשים תהליכי עיבוד או מיון שונים של החלבון. המדורים האלה אינם קבועים במקומם אלא ניידים ותכולתם משתנה לפי מקומם היחסי זה כלפי זה. הציסטרנה הראשונה נוצרת מווסיקולות שמגיעות מהרשת האנדופלסמטית. וככל שהיא מתקדמת, החלבונים שהגיעו אליה משתנים בהתאם לעיבוד שהם עוברים, עד שהאחרונה "מתפוררת" לווסיקולות שנשלחות לאתרי המטרה שלהן. התהליך הזה נקרא "התבגרות הציסטרנות".

כעת נשאלת השאלה – אם החלבונים שעוברים עיבוד נשארים בציסטרנות, איך האנזימים בציסטרנות משנים את ייעודם בהתאם למקומה של הציסטרנה? כלומר איך כל ציסטרנה ממלאת את ייעודה בזמן הנכון ומדוע לא כל החלבונים עוברים עיבוד מלא כבר בציסטרנה הראשונה? התיאוריה המקובלת כיום היא שהאנזימים נשלחים בווסיקולות נגד כיוון תנועת הציסטרנות (כלומר אחורה). כשהאנזימים סיימו את תפקידם בציסטרנה מסוימת, הם נשלחים אחורה לציסטרנה שמאחוריהן.

4 תגובות

  • איתי

    תנועת הדואר על פי איבר גולג'י

    בסרטון וכנ"ל בכתובים, קיימת התייחסות לשתי רמות מורכבות: האחת קשורה למורכבות החלבון והשנייה למורכבות התוספים הסוכריים. מערכת גולג'י מוצעת כמערך המוסיף את מעטפת המורכבות השניה. אולם, אין במתואר תהליך ייחודי. להפך, התהליך המתואר אינו מחייב את מעטפת המורכבות הסוכרית, וזאת בזכות השונות בחלבונים וביכולותיהם לעבור זרחון וכו'... מדוע דווקא מנגנון הוספת הסוכרים מאפשר את "עבודת הדואר"?
    אשמח גם להתייחסות עבור הנקודות הבאות ...

    נושא ארגון עבודתו של הדואר: האם ההובלה בעלת כיוון וקטורי או בעלת כיוון פאסיבי וראדיאלי (עבור תאי עצב, הובלה ראדיאלית פרושה גזר דין מוות לפעילות הדנדריטים, המרוחקים לעיתים מטר ויותר ממערך גוג'י סמוך)?
    בנוסף, המחשבה על כמות כתובות אתרי היעד מעוררת תמיהה - כמה אברונים יש וכמה כתובות לאתרי יעד יש? - לכאורה מדובר בטווח נמוך של ערכים, אך בהמשך עשוי להתברר שלאותו אתר יש יותר מכתובת אחת (מיטוכונדריה מרכז או מיטוכונדריה פינת ... )
    לסיום, האם תיתכן האפשרות שאתר המטרה יעדיף תכולת שלפוחית אחת על פני רעותה בזכות הבדלים בפוטנציאל הקישור והאם יתכן ש"דואר זבל" יגרום להצפת אתר בין אם מדובר בשלפוחית בעלת חומר חסר ערך או פגום ובין אם מדובר ביצור עודף של שלפוחית בעלת תכולה חיונית אך עודפת...?

  • Alik

    תנועת ה"דואר" בתא

    היי איתי אחלה שאלה,
    אענה בשני חלקים, תהליך הוספת הסוכרים הינו מאוד ייחודי לכל חלבון. המורכבות של הסוכרים היא עצומה והיא נובעת מהתכונות הכימיות של מולקולות הסוכר (קירליות והמבנה המרחבי של הסוכר). המנגנון של הסוכר מאפשר את עבודת הדואר כיון שישנם קולטנים ספציפיים אשר מזהים את שיירי הסוכר ומנתבים אותם למקום הנכון. הסיבה היותר עמוקה למנגנון נעוצה באבולוציה, מבין כל האפשרויות הרבות להעברת חלבונים "בדואר" המנגנון של הסוכר נתן את היתרון שהגביר את השרידות והתקבע באבולוציה.
    ההובלה היא כיוונית והיא מוכוונת ע"י חלבוני מעטפת ייחודיים (COPI/II, Clathrin) בימים האחרונים מספר חוקרים אשר גילו את המנגנון זכו בפרס נובל על התגלית.
    כמו שנאמר בכתבה יש אות לכול אברון אם זה לגרעין, למיטוכונדריה או ל-ER. בקשר למורכבות בתוך אברון ישנם קומפלקסים חלבוניים מאוד נחקרים (TIM23, TIM22, TOM) אשר אחראים לחלוקה של החלבונים לחלק הפנימי/חיצוני של המיטוכונדריה.
    ההעדפה של אתרי המטרה נקבעת גם ע"י קולטנים המצויים על השלפוחיות/וזיקולות (t-Snare/v-Snare) ועל אתר המטרה ופגיעה בספציפיות של ההגעה או הצטברות של "דואר זבל" עלולה לגרום למחלות.

  • גל

    ואסיקולות הגולג'י

    לאחר שהעבירו את החלבון המעובד ואברון היעד, מה קורה לוואסיקולות?

  • עידו קמינסקי

    שאלה מצויינת

    שלום גל

    שאלת שאלה מצויינת שהעסיקה ועדיין מעסיקה חוקרים רבים, ואשתדל לענות לך על סמך המידע שקיים היום.

    הואסיקולות עשויות ממברנה שנצבטה מאברון המקור, במקרה זה הגולג'י. כאשר הן מגיעות לאברון היעד הן מתאחות עם הממברנה שלו. תנועת ואסיקולות מתרחשת לא רק בכיוון אברוני היעד, אלא גם בכיוון ההפוך, כלומר יש מעין מחזור תנועה של ואסיקולות, כך שהממברנות אינן מצטברות רק באברוני היעד על חשבון הגולג'י. במקרים קיצוניים כמו הפרשת הורמונים או נוירוטרנסמיטורים מסיבית, נוצר מצב של עודף בממברנות וחלבונים ממברנליים באממברנה הציטופלסמטית, על חשבון הגולג'י. בשביל לאזן מצב כזה, קיים מנגנון מיחזור ממברנות, במסגרתו נוצרות וסיקולות ונודדות לגולג'י על מנת להחזיר ממברנות וחלבונים ממברנליים חשובים.