Cisternas del complejo de Golgi

Qué son las cisternas del complejo de Golgi

El término cisterna, del latín cista (caja) y el sufijo -erna, designa en biología celular cada sáculo delimitado por membrana que compone un orgánulo. Las cisternas del Golgi tienen un grosor de entre 20 y 50 nm y están curvadas, con una cara convexa orientada hacia el retículo endoplasmático (cara cis) y una cara cóncava dirigida hacia la membrana plasmática (cara trans). En las células animales se cuentan habitualmente entre diez y veinte dictiosomas, conectados lateralmente por túbulos que permiten el tránsito de material entre pilas vecinas.

Camillo Golgi (1843-1926), histólogo italiano y premio Nobel de Medicina en 1906, identificó esta estructura en 1898 al estudiar neuronas del cerebelo con su técnica de impregnación argéntica. El hallazgo fue recibido con escepticismo durante décadas: muchos anatomistas lo consideraban un artefacto de tinción. No fue hasta los trabajos con microscopía electrónica de Dalton y Felix, en 1954, cuando se confirmó la existencia real del orgánulo y se acuñó la expresión complejo de Golgi.

Organización interna: las tres regiones

Cada dictiosoma se divide funcionalmente en tres zonas. La red cis-Golgi recibe las vesículas de transporte que llegan del retículo endoplasmático, recubiertas con proteínas COPII. Las cisternas mediales realizan buena parte de las modificaciones enzimáticas: glicosilación (adición ordenada de cadenas de oligosacáridos), fosforilación de ciertos residuos de manosa y sulfatación. En la red trans-Golgi se lleva a cabo la clasificación definitiva: las macromoléculas se segregan en vesículas que parten hacia la membrana plasmática (exocitosis constitutiva o regulada), hacia los endosomas y lisosomas, o de vuelta al propio Golgi en un reciclaje mediado por vesículas COPI.

Dos modelos intentan explicar cómo se mueven las moléculas a lo largo de la pila. El modelo de cisternas estables propone que las moléculas avanzan de cisterna en cisterna dentro de vesículas de transporte. El modelo de maduración de cisternas, que acumula más evidencia experimental, sostiene que son las propias cisternas las que progresan desde el polo cis al trans, madurando en composición enzimática a medida que avanzan, mientras las vesículas COPI devuelven enzimas residentes en dirección retrógrada.

Comportamiento durante la división celular

En células de mamífero, el aparato de Golgi se fragmenta durante la mitosis. Las cisternas se desorganizan en vesículas y túbulos que se reparten entre las dos células hijas, donde se reensamblan una vez completada la división. En otros eucariotas, como levaduras e insectos, los dictiosomas permanecen intactos y se segregan sin fragmentarse.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se llaman cisternas?

Porque son compartimentos aplanados y cerrados que contienen un medio líquido (la luz del orgánulo), igual que una cisterna arquitectónica almacena agua. La analogía se mantiene tanto aquí como en las cisternas anatómicas del sistema nervioso o del sistema linfático.

¿Cuántas cisternas tiene un dictiosoma?

Depende del tipo celular y de su actividad secretora. Lo habitual son entre 4 y 8, pero células con alta demanda de secreción (como las del páncreas exocrino) pueden presentar pilas más numerosas. El dato varía también con el estado fisiológico de la célula en cada momento.

¿Qué diferencia las cisternas del Golgi de las del retículo endoplasmático?

Las del Golgi carecen de ribosomas en su superficie y se apilan en dictiosomas con una polaridad cis-trans bien definida. Las cisternas del retículo endoplasmático rugoso llevan ribosomas adheridos y se disponen en láminas paralelas sin esa organización polar. La función también cambia: el retículo sintetiza las proteínas; el Golgi las modifica y las clasifica para su destino final.

Referencias

1. Megías, M. et al. Tráfico vesicular: aparato de Golgi. Atlas de Histología Vegetal y Animal, Universidad de Vigo.
2. Colegio Oficial de Biólogos de la Comunidad de Madrid. El aparato de Golgi: la central de distribución de la célula.
3. Alberts, B. et al. Molecular Biology of the Cell. 6.ª ed. Garland Science, 2015.
4. Megías, M. et al. Retículo endoplasmático. Atlas de Histología Vegetal y Animal, Universidad de Vigo.