El aparato de Golgi fue descubierto por Bartolomeo Camillo Emilio Golgi, un médico, patólogo y biólogo celular nacido en Italia, que recibió el Premio Nobel de Medicina en 1906 debido a sus importantes descubrimientos en neurociencia, anatomía y fisiología. 

Incluso, puede verse su apellido en algunos de sus hallazgos, como por ejemplo, el órgano tendinoso de Golgi; un receptor situado específicamente en los tendones de los músculos esqueléticos que detecta los cambios en la tensión muscular. El reflejo del tendón de Golgi, que es un efecto inhibidor sobre un músculo para evitar daño por tensión. Y el aparato de Golgi, que se entiende como un orgánulo con importantes funciones para las células eucariotas. 

Imagen principal. DBCLS 統合TV, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons 

¿Qué es el aparato de Golgi?

Las investigaciones de Emilio Golgi lo llevaron a descubrir una irregular red de pequeños sacos apilados, cavidades y gránulos que por alguna razón, ocupaban parte de las células eucariotas. Debido a su tamaño “grande”, comparado con otras partes celulares, el aparato de Golgi fue uno de los primeros orgánulos jamás observados.

Hoy por hoy, el aparato de Golgi se identifica como un orgánulo celular de particulares características que son necesarias para cumplir con funciones específicas de gran importancia en el ciclo de una célula. Este aparato es como una estación de “recogida y envío” de material proteico que se recibe del retículo endoplásmico.

El aparato de Golgi, menos conocido como complejo de Golgi, se forma por membranas de diversos tipos, donde algunas son túbulos y otras vesículas. Se encuentra universalmente tanto en células vegetales como animales y se localiza muy cerca del núcleo y del retículo endoplásmico. Se ubica dentro del citoplasma al igual que otros orgánulos como las mitocondrias y los ribosomas, por mencionar algunos. 

Aparato de Golgi
Kelvinsong, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons

Estructura del aparato de Golgi.

En cuanto a su morfología, el aparato de Golgi se compone por pilas entre 3 y 10 sáculos (o sacos) aplanados y envueltos en dictiosomas, y cerrados por vesículas y membranas denominadas cisternas, las cuales son derivadas del retículo endoplásmico (o endoplasmático).

El número de compartimentos que contiene el aparato de Golgi, aún no se ha establecido, pero se han hallado algunas regiones distintas donde se suscitan específicas funciones esenciales para las células. Estas son: región cis Golgi, región medial y región trans Golgi.

La región cis Golgi es la primera estructura cisternal, y la trans Golgi es la última estructura cisternal, o la final, compuesta por una red compleja de membranas.

El retículo endoplásmico tiene la tarea de sintetizar lípidos y proteínas que servirán para formar la membrana celular y la membrana de los organelos. Cuando ya logran formarse, los lípidos y las proteínas se desplazan hacia el exterior del retículo endoplásmico envueltos en vesículas (pequeños compartimentos). Después, estas vesículas con su interior de lípidos y proteínas se trasladan hacia el aparato de Golgi. 

Posteriormente, las proteínas provenientes del retículo entran al aparato de Golgi por la cara cis (la cara de entrada) que está orientada hacia el núcleo generalmente. Luego, avanzan hacia los compartimentos mediales para ingresar a la región trans Golgi donde las proteínas sufren las modificaciones, adaptaciones y clasificaciones para diversas tareas necesarias dentro de la célula. Finalmente salen por su cara de salida denominada cara trans cóncava hacia los lisosomas, la membrana plasmática o fuera de la célula.

Funciones del aparato de Golgi.

La función principal del aparato de Golgi es la de elaborar proteínas y moléculas de lípidos para su uso dentro y fuera de una célula, con el fin de que estos realicen funciones específicas; sin embargo, también se encarga de otras tareas complementarias. 

Entre dichas tareas, está la formación de lisosomas y la producción de vesículas donde se transportan los lípidos y las proteínas. Así como se crean vesículas desde el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi también se encarga de crear las propias a partir de la membrana existente, para que lípidos y proteínas se dirijan al resto de la célula hasta llegar a la membrana plasmática, que es donde finaliza el trayecto. 

En promedio, la célula de un mamífero contiene entre 40 y 100 pilas de cisternas, con alrededor de entre cuatro y ocho cisternas en una sola pila. Esto difiere con algunos organismos protistas con un número de hasta sesenta cisternas por pila. 

Vesículas de transporte.

Como se mencionó anteriormente, en la región trans Golgi las proteínas se clasifican y envían a sus respectivos destinos a través de vesículas. Sin embargo, las proteínas se colocan en uno de los tres tipos de vesículas identificadas, dependiendo de la secuencia de señal que transportan. Estas son:

Vesículas de exocitosis o también llamadas vesículas constitutivas.

La exocitosis es una forma de transporte activo donde una célula transporta el contenido de sus vesículas secretoras hacia el espacio extracelular (fuera de la célula). Por lo que en este tipo de vesícula, existen proteínas destinadas a la liberación extracelular tras fusionarse con la membrana plasmática. Esta liberación se denomina secreción constitutiva.

Vesículas de secreción, o también llamadas vesículas reguladas.

Las vesículas de secreción también contienen proteínas destinadas a la liberación extracelular, pero en este caso, después de ser empacadas, las vesículas se separan o desprenden y se almacenan en la célula hasta recibir una señal para su liberación.

Cuando reciben la señal, se dirigen hacia la membrana plasmática y se fusionan para liberar su contenido. A esto se le denomina secreción regulada.

Vesículas Lisosomales.

En este caso, las vesículas contienen y transportan proteínas y ribosomas hacia los lisosomas, que son orgánulos formados por el aparato de Golgi cuyo interior contiene enzimas hidrolíticas y proteolíticas. 

Primero, la vesícula se fusiona con el endosoma tardío y posteriormente, el contenido se transfiere al lisosoma. Los investigadores no han podido hallar los mecanismos que hacen posible dicha transferencia.

1. Membrana nuclear
2. Poro nuclear
3. Retículo endoplasmático rugoso (RER)
4. Retículo endoplasmático liso (REL)
5. Ribosomas unidos al RER
6. Macromoléculas
7. Transporte de vesículas
8. Aparato de Golgi
9.Cisante el aparato de Golgi
10.Transante el aparato de Golgi

Aparato de Golgi en Células Vegetales.

Las células del reino vegetal también portan aparato de Golgi, donde tiene la función de servir como la región donde se sintetizan polisacáridos complejos de la pared celular. 

La pared celular vegetal tiene tres polisacáridos principales: celulosa, hemicelulosa y pectina. La celulosa es la más predominante y se sintetiza en la superficie celular por enzimas de la membrana plasmática.

Por su parte, la hemicelulosa (microfibrillas de celulosa) y la pectina (polisacárido no fibrilar, rico en ácido D-galacturónico) se presentan como moléculas complejas que se sintetizan en el aparato de Golgi para luego transportarse en vesículas que van dirigidas a la superficie celular. 

La síntesis de polisacáridos ocupa hasta un 80% de la actividad metabólica del aparato de Golgi, por lo que estamos hablando de una función celular de mucha importancia. 

En algunos flagelados unicelulares, es posible combinar hasta 60 cisternas para formar el aparato de Golgi. De igual manera, el número de aparatos de Golgi es una misma célula, varía de acuerdo a su función. 

Importancia del Aparato de Golgi.

Investigadores de la Universidad de Manchester y del Laboratorio Shilai Bao de la Academia de Ciencias de China, descubrieron que fallos en el aparato de Golgi podría desencadenar enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson (enfermedad progresiva del sistema nervioso que afecta el control del movimiento), el Alzheimer (enfermedad progresiva que afecta principalmente a la memoria) y la ataxia (falta de control muscular por daño en el cerebelo).

Un error en la función del aparato de Golgi durante los cambios celulares, aumenta la probabilidad de desatar factores que favorecen la muerte celular.

https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Aparato-de-Golgi

https://micro.magnet.fsu.edu/cells/golgi/golgiapparatus.html

https://www.britannica.com/science/Golgi-apparatus

https://en.wikipedia.org/wiki/Golgi_apparatus

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3794802/