골지체

(영문)

골지체는 소포체에서 합성된 세포 내 물질의 분비 작용을 담당하는 세포 내 소기관으로써, 납작한 모양의 여려 겹으로 된 막 시스터나(cisterna)와 막으로 둘러싸인 작은 소포들로 구성된 되어있으며, 대부분의 진핵세포에 존재한다. 골지체는 소포체에서 가까운 면을 시스면(cis face)이라고 하고, 수송물이 작은 주머니에 싸여 방출되는 면을 트랜스면(trans face)이라고 한다. 골지체는 소포체로부터 운반된 단백질이나 지질에 당을 붙임으로써 목적지를 표시하고, 세포 외부로 분 여부를 결정하며, 세포 내부에 위치할 장소를 결정하는 역할을 한다.

그림 1. 투과전자현미경 사진을 통해 관찰한 사람 정자세포의 골지체. (출처: GettyimagesKorea)

목차

골지체는 다른 세포소기관에 비해 크기가 크고 쉽게 구분되는 구조를 갖기 때문에 다른 세포소기관에 비해 먼저 발견되었다. 1898년 이탈리아 의사인 골지(Camillo Golgi, 1843-1926)가 신경계를 연구하던 중 발견하였으며, 골지체라는 이름은 처음 골지체를 발견한 골지의 이름을 따서 ‘Golgi apparatus’로 명명되었다.

골지체는 소포체로부터 일부분이 떨어져 나와 생긴 인지질 단일막 구조로, 납작한 주머니 모양인 시스터나(cisterna)가 여러 개 겹쳐진 구조를 이루며, 막으로 구성된 작은 골지 주머니들로 이루어져 있다. 대부분의 진핵세포에서 골지체는 크게 시스면, 트랜스면 부분으로 구조가 나뉜다. 시스면은 소포체로부터 출아된 작은 주머니가 융합되어 모여서 시스터나(cisterna)를 형성한 것을 뜻하며, 소포체와 가까이 존재해서 작은 주머니가 직접 전달되는 부위를 말한다. 트랜스면은 이와 달리 골지체 안에 단백질이 작은 주머니로 싸여 방출되거나 리소좀으로 향할 때 골지체 안에서의 마지막 종착지를 뜻한다. 골지체는 시스면에서 트랜스면까지 각 부위별로 다양한 효소들이 분포되어 있으며, 이들 효소는 소포체로부터 운반되어 온 물질을 수송하는데 중요한 역할을 담당한다.

그림 2. 골지체의 구조 (출처: GettyimagesKorea)

골지체의 기능은 세포 내부에 지질 및 단백질들을 소포체로부터 잘 받아들이고 이것을 적절한 위치로 잘 수송이 되도록 하는 우체국 역할을 한다. 소포체에서 나온 작은 주머니는 골지체의 시스면과 잘 융합하여 작은 주머니 내부의 단백질을 골지체 내부로 운반한다. 골지체 내부로 운반된 단백질들은 적절한 위치로 수송이 되어야 하는데 이때 세포의 우체국 역할을 하는 골지체는 단백질의 최종 목적지를 표시하는 방법으로 당화를 사용한다. 골지체에서 일어나는 대부분의 운반물질의 가공은 단백질의 번역후변형(post-translational modification)으로, 예를 들면, 리소좀내 단백질의 올리고당(oligosaccharide)에 인산화를 시키는 것이 있다. 또한, 탄수화물(carbohydrate)를 단백질에 붙이거나 인산화를 시키기도 한다. 이러한 단백질의 가공은 신호분자 역할을 함으로써 단백질의 최종 목적지를 결정하는 역할을 한다. 예를 들면, 리소좀으로 운반되는 단백질의 경우 mannose phosphate를 포함한 올리고당으로 당화되고 당화된 단백질은 골지체 막에 있는 mannose phosphate 수용체를 통해서 트랜스면에 존재하는 작은 주머니에 분류된다. 이렇게 가공된 단백질들을 포함한 작은 주머니는 골지체에서 나올 때 막 표면에 특정 소기관의 표면 혹은 세포막에 있는 결합부위를 인지하는 분자를 가지고 있어서 원하는 목적지를 정확히 찾아간다.

한승현/서울대학교

조유희/차의과학대학교

1. Fabene PF, Bentivoglio M. 1998. Camillo Golgi and 'the Golgi': one hundred years of terminological clones. Brain Res. Bull 47(3): 195-198.

2. Staehelin LA, Glick BS. 2013. A three-stage model of Golgi structure and function. Histochem Cell Biol. 140(3): 239-249.

3. Campbell, Neil A. 1996. Biology (4 ed.). Benjamin/Cummings, California.

4. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P, 2002. Molecular biology of the cell, Garland Science, New York.