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Der Golgi-Apparat ist das logistische Zentrum der Zelle, das Proteine und Lipide modifiziert, sortiert und für den Transport in Vesikel verpackt.
Der Golgi-Apparat besteht aus einem Stapel flacher, membranumschlossener Hohlräume, die als Zisternen bezeichnet werden. Ein einzelner solcher Stapel wird in der Biologie als Dictyosom definiert. In einer tierischen Zelle sind meist mehrere dieser Dictyosomen zu einem komplexen Netzwerk verbunden.
Dieses Organell weist eine ausgeprägte Polarität auf, was für den gerichteten Stoffstrom entscheidend ist. Die cis-Seite (Empfangsseite) ist dem Zellkern und dem Endoplasmatischen Retikulum (ER) zugewandt, während die trans-Seite (Versandseite) zur Zellmembran gerichtet ist.
Die Hauptaufgabe liegt in der Modifikation von Proteinen und Lipiden, die vom ER geliefert werden. Hierbei werden beispielsweise Zuckerketten angehängt oder verändert (Glykosylierung), was für die spätere Funktion der Proteine, etwa als Rezeptoren, unerlässlich ist.
Neben der Veredelung dient der Golgi-Apparat als Sortierstation. Proteine erhalten spezifische chemische Markierungen, die wie eine Postleitzahl fungieren. So werden beispielsweise Enzyme, die für den Abbau von Zellabfall bestimmt sind, mit Mannose-6-Phosphat markiert, um sie gezielt zu den Lysosomen zu leiten.
An der trans-Seite werden die fertig modifizierten Stoffe in Vesikel (kleine Membranbläschen) verpackt. Diese Vesikel transportieren ihren Inhalt entweder zur Zelloberfläche zur Sekretion (Exozytose) oder zu anderen Organellen innerhalb der Zelle.
Zusätzlich ist der Golgi-Apparat an der Synthese von bestimmten Makromolekülen beteiligt, insbesondere von Polysacchariden (Mehrfachzuckern), die einen wesentlichen Bestandteil der extrazellulären Matrix bilden.
