Dictiosomas: qué son, estructura y funciones
¿Qué son los dictiosomas?
Los dictiosomas son pequeños sacos (sáculos) membranosos apilados y aplanados considerados la unidad estructural fundamental del aparato de Golgi. El conjunto de dictiosomas, con las vesículas y red de túbulos asociados, constituyen el complejo de Golgi.
Cada dictiosoma puede estar formado por varios sáculos, y todos los dictiosomas de la célula constituyen el complejo de Golgi.
Entre los organelos membranosos más prominentes de la célula está el complejo de Golgi. Este presenta una estructura bastante compleja, semejante a varios sacos planos apilados unos sobre otros.
Aunque en células animales tienden a estar apilados, en plantas, los dictiosomas están distribuidos en toda la célula. Por ello, lo que comprendemos como Golgi es una construcción que hacemos de la primera, porque en las células vegetales vemos dictiosomas, pero no pareciera que vemos el Golgi.
Cuando la célula se prepara para dividirse, sin embargo, desaparece la estructura de sacos apilados y se hace más evidente una tubular. Aun así, siguen siendo dictiosomas.
Para algunos no tiene sentido separar dictiosomas de Golgi como conceptos distintos. Sin embargo, como representan niveles de complejidad estructurales diferentes, es preferible mantener la distinción entre ellos.
Los dictiosomas de Golgi presentan una polaridad dictada por la orientación de las membranas hacia el núcleo (cara cis) o contraria al mismo (cara trans). Esto es importante para cumplir su función como organelo a cargo del almacenamiento, tráfico y ubicación final de proteínas en la célula.
Estructura de los dictiosomas
La arquitectura de los dictiosomas, y, por tanto, de Golgi, es altamente dinámica. Esto quiere decir que va cambiando dependiendo del estadio de división de la célula, de las respuestas que esta da a condiciones ambientales, o de su estado de diferenciación.
Recientes estudios indican que los dictiosomas no solo se pueden observar como sáculos aplanados o como túbulos. Puede que existan al menos 10 formas distintas de los dictiosomas.
Con pocas excepciones, los dictiosomas consisten en sacos membranosos ovoides, cuya forma predominante es de cisternas apiladas en Golgi en cis. En Golgi en trans predominan, por el contrario, las formas tubulares.
En cualquier caso, en células animales, los sáculos están conectados entre sí por una red tubular que permite mantenerlos unidos formando cintas sobresalientes.
En células vegetales, la organización es difusa. En ambos casos, sin embargo, los dictiosomas están siempre adyacentes a los sitios de salida del retículo endoplásmico.
Células animales
En general, las cintas de dictiosomas (Golgi) en una célula animal en interfase se ubican entre el núcleo y el centrosoma. Al momento en que la célula se divide desaparecen las cintas, al sustituirse por túbulos y vesículas.
Todos estos cambios de estructura y ubicación son controlados en las células animales por los microtúbulos. En los dictiosomas difusos de las plantas, por la actina.
Al culminar la mitosis y generarse dos células nuevas, estas tendrán la estructura de Golgi de la célula madre. En otras palabras, los dictiosomas tienen la capacidad de autoensamblarse y autoorganizarse.
La macroestructura de Golgi en células animales, particularmente formando una cinta de sáculos, parece funcionar como un regulador negativo de la autofagia.
En la autofagia, la destrucción controlada del contenido celular interno contribuye a regular el desarrollo y la diferenciación, entre otras cosas. La estructura de los dictiosomas en cinta, en condiciones normales, ayuda a controlar este proceso.
Tal vez por ello, cuando se perturba su estructura, el descontrol resultante puede manifestarse en enfermedades neurodegenerativas en animales superiores.
Función
El complejo de Golgi funciona como el centro de distribución de la célula. Recibe péptidos del retículo endoplásmico, los modifica, los empaqueta y los envía a su destino final. Es el organelo en el que confluyen, también, las vías secretorias, lisosomales y exo/endocíticas de la célula.
La carga proveniente del retículo endoplásmico llega a Golgi (cis) como vesículas que se fusionan a este. Una vez en el lumen de la cisterna, puede ocurrir que se libere el contenido de la vesícula.
Caso contrario, seguirá su curso hasta la cara trans de Golgi. De manera complementaria, Golgi puede dar origen a vesículas de distinta función: exocíticas, secretorias o lisosomales.
Modificación post-traduccional de algunas proteínas
Entre las funciones de esta estructura se encuentra la modificación post-traduccional de algunas proteínas, particularmente por glicosilación. La adición de azúcares a algunas proteínas dan cuenta de su funcionalidad o destino celular.
Fosforilación de proteínas y carbohidratos
Otras modificaciones incluyen la fosforilación de proteínas y carbohidratos, y otras más específicas que determinan el destino final de la proteína. Es decir, una marca/señal que indica hacia dónde debe dirigirse la proteína para ejercer su función estructural o catalítica.
Vías secretorias
Por otro lado, Golgi también participa en vías secretorias al acumular proteínas de manera selectiva en vesículas que pueden ser exportadas por exocitosis.
De manera análoga, Golgi es empleado para el tráfico interno de proteínas. Tanto la modificación molecular como el tráfico intra y extracelular se aplica igualmente a los lípidos de la célula.
Vías de procesamiento
Las vías de procesamiento de Golgi pueden confluir. Por ejemplo, para muchas proteínas presentes en la matriz celular, debe ocurrir tanto la modificación post-traduccional como el direccionamiento de su deposición.
Ambas tareas las lleva a cabo Golgi. Modifica estas proteínas por adición de residuos de glicosaminoglicanos, y luego las exporta a la matriz celular por medio de vesículas particulares.
Conexión con lisosomas
Estructural y funcionalmente, Golgi está conectado con los lisosomas. Los lisosomas son organelos celulares membranosos encargados del reciclado de material celular interno, reparación de la membrana plasmática, señalización celular, y parcialmente, metabolismo energético.
Conexión estructura-función
Más recientemente se ha estudiado mejor la conexión entre estructura (arquitectura) y función de las cintas de dictiosomas en células animales.
Los resultados han permitido descubrir que la estructura de Golgi per se constituye un sensor de la estabilidad de la célula y su funcionamiento. Es decir, en animales, la macroestructura de Golgi funciona como testigo y reportero de la integridad y normalidad del funcionamiento celular.
Referencias
- Gosavi, P., Gleeson, P. A. The Function of the Golgi Ribbon Structure – An Enduring Mystery Unfolds! Bioessays.
- Makhoul, C., Gosavi, P., Gleeson, P. A. The Golgi architecture and cell sensing. Biochemical Society Transactions.