11 Fungsi Badan Golgi, Struktur dan Cara Kerjanya Terkait dengan Protein serta Lipid

Sebelum mengetahui tentang fungsi badan golgi, kamu perlu mengetahui strukturnya terlebih dahulu agar lebih paham dengan cara kerjanya. Badan golgi ditemukan pada tahun 1898 oleh Camilio Golgi. Hanum dkk menyebutkan bahwa  badan golgi tersebar di seluruh sitoplasma, yang memiliki ukuran dengan panjang 1 – 3 μ dan lebar 0,5 μ, pada sel-sel kelenjar dan sel saraf ukurannya relatif besar dibandingkan dengan yang ada di sel-sel otak. Gelembung (vesikula) dari badan golgi bisa lepas dan bergerak ke permukaan sel untuk menyekresikan isinya ke luar sel.

Secara morfologi, berdasarkan jurnal milik Shuwen Deng et al., pada tahun 2020 yang berjudul “ Golgi Apparatus: A Potential Therapeutic Target for Autophagy-Associated Neurological Diseases”, secara morfologis, golgi terdiri dari vesikel-vesikel yang berasosiasi dan banyak kantung pipih yang ditumpuk yang dikenal sebagai cisternae. Tumpukan Golgi dikumpulkan di dekat ujung minus mikrotubulus dan secara lateral dihubungkan oleh peristiwa fusi dinamis untuk membentuk jaringan seperti pita. Struktur fungsional Golgi meliputi jaringan cis -Golgi, Golgi medial, dan trans - Golgi.

Pada buku “Teori Biologi Sel” oleh Dwi Kameluh Agustina dkk pada tahun 2021, berdasarkan struktur organelnya badan golgi dibagi menjadi dua bagian, seperti yang disebutkan sebelumnya, yaitu cis dan trans. Sementara itu, menurut Cooper GM dalam bukunya “The Cell:  A Molecular Approach 2nd Edition” menyebutkan bahwa kompleks golgi ini dibagi menjadi empat wilayah, termasuk tumpukan golgi atau golgi stack (yang terdiri dari subkompartemen medial dan trans). Berikut penjelasannya :

1. Struktur Cis

Cis memiliki bentuk cembung dan biasanya berorientasi pada nukleus. Cis menjadi bagian yang membuat fungsi badan golgi sebagai penerima vesikel-vesikel yang sebagian besar berasal dari RE (Retikulum Endoplasma) kasar. Vesikel-vesikel ini akan diserap ke ruangan-ruangan yang ada di dalam badan golgi dan selanjutnya isi dari vesikel tersebut akan diproses sedemikian rupa sehingga bisa dipakai dalam penyempurnaan dsb. Ruangan-ruangan tersebut akan bergerak dari cis ke trans.

2. Golgi Stack (Subkompartemen Medial dan Trans)

Protein dari RE diangkut ke kompartemen perantara RE-Golgi dan kemudian masuk ke badan golgi pada jaringan cis golgi. Mereka kemudian berkembang ke kompartemen medial dan trans dari tumpukan golgi, di mana sebagian besar aktivitas metabolisme aparatus golgi berlangsung. Protein , lipid dan polisakarida yang dimodifikasi kemudian pindah ke jaringan trans golgi. Tumpukan golgi dalam sel vertebrata secara lateral dihubungkan oleh membran tubular dan menunjukkan jaringan seperti pita bengkok yang dikenal sebagai pita golgi.

3. Trans Golgi

Fungsi badan golgi, yaitu wilayah trans adalah bertindak sebagai pusat penyortiran dan distribusi, mengarahkan lalu lintas molekuler ke lisosom, membran plasma atau bagian luar sel. Atau dengan kata lain, struktur bagian trans ini memiliki fungsi untuk menjadi tempat pemecahan ruangan-ruangan yang berasal dari cis.

Berdasarkan jurnal milik Jiangyang Liu et al.,  Shuwen Deng et al.,  buku milik Dwi Kameluh Agustina dkk dan buku milik Cooper, berikut berbagai fungsi badan golgi:

1. Modifikasi Protein Pasca-Translasi

Badan golgi memiliki dua fungsi utama. Fungsi badan golgi yang pertama, yaitu modifikasi pasca-translasi. Mirip dengan glikosilasi, ini merupakan modifikasi pasca-translasi umum yang terjadi di retikulum endoplasma (RE) dan golgi serta pemrosesan glikan yang terjadi di seluruh tumpukan golgi.

2. Penyortiran, Pengepakan, Perutean dan Daur Ulang

Fungsi badan golgi yang utama berikutnya adalah penyortiran, pengepakan, perutean, dan daur ulang kargo yang dimodifikasi ini ke tujuan seluler yang sesuai. Protein serta lipid dan polisakarida, diangkut dari aparatus golgi ke tujuan akhir mereka melalui jalur sekretori. Ini melibatkan penyortiran protein menjadi berbagai jenis vesikel transpor, yang bertunas dari jaringan trans golgi dan mengirimkan isinya ke lokasi seluler yang sesuai.

Beberapa protein dibawa dari golgi ke membran plasma oleh jalur sekresi konstitutif yang bertanggung jawab atas penggabungan protein dan lipid baru ke dalam membran plasma serta untuk sekresi protein terus menerus dari sel. Protein lain diangkut ke permukaan sel melalui jalur sekresi yang diatur atau secara khusus ditargetkan ke tujuan intraseluler lainnya, seperti lisosom dalam sel hewan atau vakuola dalam ragi.

3. Terlibat dalam Berbagai Proses Kimia Biologis

Selain fungsi transpor membran dan glikosilasi, aparatus golgi juga terlibat dalam berbagai proses kimia biologis, termasuk mitosis, perbaikan DNA, respons stres, autofag, apoptosis dan peradangan. Sementara itu, fungsi biologis golgi berasal dari posisinya yang sentral dalam jalur sekretori dan peran regulasi dalam sejumlah besar molekul pensinyalan.

4. Membentuk Vesikula (Kantung)

Fungsi badan golgi yang selanjutnya, yaitu untuk membentuk suatu kantung yang dikenal dengan vesikula atau vesikula ekskretorius. Kantung ini memiliki fungsi sebagai ekskresi. Eksresi ini terjadi pada beberapa sel yang ada di  dalam kelenjar kantung kecil yang berisi enzim dan bahan-bahan lainnya.

5. Membentuk Membran Plasma

Membran plasma ini hampir sama dengan vesikula atau kantung atau membran golgi. Kantung yang sudah dilepaskan bisa menjadi bagian dari membran plasma.

6. Membentuk Dinding Sel pada Tumbuhan

Fungsi badan golgi pada tumbuhan, yaitu untuk membantu dalam pembentukan dinding sel (pektin, hemiselulosa dan selulosa dibentuk dalam badan golgi). Badan golgi berperan dalam pembentukan dinding sel ini dengan mengumpulkan dan membungkus karbohidrat serta zat lainnya yang selanjutnya akan diangkut ke permukaan sel. Aparatus golgi juga memiliki tugas tambahan sebagai tempat sintesis polisakarida kompleks dinding sel ini.

7. Mengumpulkan Berbagai Molekul

Badan golgi selain berfungsi sebagai penyaring penyortir, yakni melakukan penyaringan, badan golgi juga berfungsi mengumpulkan berbagai molekul yang akan dipakai dalam sekresi sel.

8. Tempat Modifikasi Protein

Badan golgi juga berfungsi sebagai tempat untuk melakukan modifikasi protein di dalam sel. Protein dan lipid dimodifikasi dan diproses secara berurutan di tumpukan golgi untuk akhirnya membantu transportasi target ke tujuan yang benar. Pemrosesan protein dalam golgi melibatkan modifikasi dan sintesis bagian karbohidrat dari glikoprotein.

Salah satu aspek utama dari pemrosesan ini adalah modifikasi oligosakarida terkait - N yang ditambahkan ke protein di RE. Protein dimodifikasi di dalam RE dengan penambahan oligosakarida yang terdiri dari 14 residu gula. Tiga residu glukosa dan satu mannosa kemudian dihilangkan saat polipeptida masih berada di UGD. Setelah transportasi ke aparatus golgi, NOligosakarida terkait dari glikoprotein ini tunduk pada modifikasi lebih lanjut yang luas.

9. Metabolisme Lipid

Selain aktivitasnya dalam memproses dan menyortir glikoprotein dan transpor lipid, badan Golgi berfungsi dalam metabolisme lipid, khususnya dalam sintesis glikolipid dan sphingomyelin. Gliserol fosfolipid , kolesterol dan ceramide disintesis di UGD . Sphingomyelin dan glikolipid kemudian disintesis dari ceramide di badan Golgi. Sphingomyelin (satu-satunya fosfolipid nongliserol dalam membran sel) disintesis dengan transfer gugus fosforilkolin dari fosfatidilkolin ke ceramide. Atau dengan penambahan karbohidrat ke ceramide dapat menghasilkan berbagai glikolipid yang berbeda.

10. Terlibat dalam Pembentukan Lisosom

Badan golgi juga berfungsi dalam pembentukan organel, yaitu lisosom.

11. Membentuk Akrosom dan Spermatozoa

Badan golgi terlibat dalam pembentukan akrosom dan spermatozoa. Akrosom dan spermatozoa ini berisi enzim yang dipakai untuk memecah dinding pada sel telur.

Reporter magang: Friska Nur Cahyani