L’appareil de Golgi, souvent appelé usine de conditionnement des cellules ou bureau de poste, joue un rôle central dans le traitement, le tri et l’expédition des protéines et des lipides. Son empilement distinctif de disques à membrane aplatie lui permet d'effectuer une série de modifications enzymatiques qui préparent la cargaison à des destinations cellulaires précises.
L'organite est composée de 4 à 8 citernes chez la plupart des eucaryotes, bien que certaines espèces possèdent jusqu'à 60 disques empilés. Les espaces intercisternaux, appelés lumières, fournissent l'environnement nécessaire à l'activité enzymatique. La structure entière est ancrée au cytosquelette, assurant la proximité du réticulum endoplasmique (RE) et du noyau.
Par définition, la face cis est la plus proche du RE et reçoit des protéines et des lipides fraîchement synthétisés via des vésicules de transport. Les citernes médiales servent de centre de traitement, où se produisent de multiples réactions enzymatiques. La face trans sert de quai d'expédition, expédiant la cargaison entièrement traitée vers les lysosomes, la membrane plasmique ou à l'extérieur de la cellule.
Le Golgi, avec le RE, les lysosomes et d'autres organites, constitue le système endomembranaire, un réseau qui orchestre la modification, l'empaquetage et le transport dirigé des biomolécules dans toute la cellule.
Chaque citerne contient un ensemble unique d'enzymes qui ajoutent ou suppriment des chaînes de sucre, des phosphates, des acides gras et d'autres groupes. Ces modifications post-traductionnelles transforment les protéines naissantes, déterminent leur état fonctionnel et génèrent des étiquettes de destination.
Une fois traitée, la cargaison est triée en fonction de ses nouvelles étiquettes. Le Golgi le charge ensuite dans des vésicules de transport qui jaillissent de la face trans. Ces vésicules parcourent la cellule via des traces de microtubules, guidées par le cytosquelette.
Le génome humain contient environ 25 000 gènes codant pour des protéines, mais il existe pourtant plus d’un million de protéines distinctes. La modification post-traductionnelle est la clé de cette amplification, permettant à un seul gène de produire plusieurs protéines fonctionnelles jouant des rôles divers.
Malgré plus d’un siècle d’études, les mécanismes précis du mouvement des marchandises restent controversés. Deux modèles principaux s'affrontent :le transport vésiculaire modèle, qui propose des vésicules discrètes transportant des marchandises entre les citernes, et le modèle de maturation , ce qui suggère que les citernes elles-mêmes mûrissent et se déplacent le long de la pile tout en transportant des marchandises. Les recherches en cours visent à résoudre ces mécanismes et à approfondir notre compréhension de la logistique cellulaire.
