Co je to organela v buňce?

Slovo organela znamená „malý orgán“. Organely jsou však mnohem menší než rostlinné nebo zvířecí orgány. Stejně jako orgán plní v organismu určitou funkci, například oko pomáhá rybám vidět nebo tyčinka pomáhá květině se množit, organely mají v buňkách specifické funkce. Buňky jsou samostatné systémy v jejich příslušných organismech a organely uvnitř nich spolupracují jako součásti automatizovaného stroje, aby věci fungovaly hladce. Když věci nefungují hladce, existují organely odpovědné za buněčnou sebezničení, známé také jako programovaná buněčná smrt.

Mnoho věcí se vznáší v buňce a ne všechny jsou organely. Některé se nazývají inkluze, což je kategorie pro položky, jako jsou uložené buněčné produkty nebo cizí tělesa, která se dostala do buňky, jako jsou viry nebo úlomky. Většina, ale ne všechny organely, jsou obklopeny membránou, která je chrání před cytoplazma plovou dovnitř, ale u buněčných inkluzí to obvykle neplatí. Kromě toho nejsou inkluze nezbytné pro přežití buňky nebo alespoň pro její fungování tak, jak jsou organely.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Buňky jsou stavebními kameny všech živých organismů. Jsou to samostatné systémy v jejich příslušných organismech a organely uvnitř nich fungují společně jako součásti automatizovaného stroje, aby věci fungovaly hladce. Organelle znamená „malý orgán“. Každá organela má odlišnou funkci. Většina z nich je vázána v jedné nebo dvou membránách, aby se oddělila od cytoplazmy, která vyplňuje buňku. Některé z nejdůležitějších organel jsou jádro, endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, lysozomy a mitochondrie, i když jich je mnohem více.

V roce 1665 anglický přírodní filozof jménem Robert Hooke zkoumal pod mikroskopem tenké plátky korku a také buničinu z několika druhů stromů a jiných rostlin. Byl ohromen, když zjistil výrazné podobnosti mezi tak odlišnými materiály, které mu všechny připomínaly plástev. Ve všech vzorcích viděl mnoho sousedních pórů neboli „mnoho malých krabiček“, které přirovnal k pokojům, ve kterých žili mniši. Razil je cellulae, což v překladu z latiny znamená malé místnosti; v moderní angličtině jsou tyto póry známé studentům a vědcům jako buňky. Skotský botanik Robert Brown téměř 200 let po Hookově objevu pozoroval pod mikroskopem tmavou skvrnu v buňkách orchidejí. Tuto část buňky pojmenoval jádro, latinské slovo pro jádro.

O několik let později německý botanik Matthias Schleiden přejmenoval jádro na cytoblast. Uvedl, že cytoblast byl nejdůležitější částí buňky, protože věřil, že tvoří zbytek částí buňky. Teorizoval, že jádro - jak se o něm dnes znovu hovoří - bylo odpovědné za různé vzhledy buněk v různých druzích rostlin a v různých částech jednotlivé rostliny. Jako botanik studoval Schleiden výhradně rostliny, ale když spolupracoval s německým fyziologem Theodor Schwann, jeho představy o jádru se ukázaly jako pravdivé i pro zvířecí a jiné druhy buněk studna. Společně vyvinuli buněčnou teorii, která se snažila popsat univerzální rysy všech buněk bez ohledu na to, v jakém zvířecím orgánovém systému, plísni nebo jedlém ovoci byly nalezeny.

Na rozdíl od Schleidena studoval Schwann zvířecí tkáň. Snažil se přijít se sjednocující teorií, která by vysvětlovala rozdíly ve všech buňkách živých věcí; stejně jako tolik jiných vědců té doby hledal teorii, která by zahrnovala rozdíly ve všech mnoho druhů buněk, které prohlížel pod mikroskopem, ale ten, který stále umožňoval, aby se všechny počítaly jako buňky. Živočišné buňky mají mnoho struktur. Nemohl si být jistý, že všechny „malé místnosti“, které viděl pod mikroskopem, byly dokonce buňky bez správné buněčné teorie. Když slyšel o Schleidenových teoriích o tom, že jádro (cytoblast) je místem buněčné formace, měl pocit, že má klíč k buněčné teorii, která vysvětluje zvířecí a jiné živé buňky. Společně navrhli buněčnou teorii s následujícími principy:

• Buňky jsou stavebními kameny všech živých organismů.
  
• Bez ohledu na to, jak odlišné jsou jednotlivé druhy, všechny se vyvíjejí tvorbou buněk.
  
• Jako Schwann poznamenal„Každá buňka je v určitých mezích jednotlivec, samostatný celek. Životní jevy jednoho se opakují, úplně nebo zčásti, ve všech ostatních. “
  
• Všechny buňky se vyvíjejí stejným způsobem, a tak jsou stejné, bez ohledu na vzhled.
  

V návaznosti na Schleidenovu a Schwannovu buněčnou teorii přispělo mnoho vědců k objevům - mnohým provedených mikroskopem - a teoriím o tom, co se dělo uvnitř buněk. V příštích několika desetiletích se diskutovalo o jejich buněčné teorii a byly předloženy další teorie. Dodnes je však mnoho z toho, co dva němečtí vědci navrhli ve třicátých letech 20. století, považováno v biologických polích za přesné. V následujících letech umožnila mikroskopie objev dalších podrobností o vnitřku buněk. Další německý botanik jménem Hugo von Mohl zjistil, že jádro nebylo upevněno uvnitř buněčná stěna rostliny, ale vznášel se v cele, držen ve vzduchu poloviskózní, rosolovitou látkou. Tuto látku nazval protoplazmou. On a další vědci poznamenali, že protoplazma v sobě obsahovala malé, zavěšené předměty. Začalo období velkého zájmu o protoplazmu, které se začalo říkat cytoplazma. Časem by vědci pomocí vylepšených metod mikroskopie vyjmenovali organely buňky a jejich funkce.

Největší organela v buňce je jádro. Jak Matthias Schleiden objevil na počátku 19. století, jádro slouží jako centrum buněčných operací. Nukleová kyselina deoxyribóza, lépe známá jako deoxyribonukleová kyselina nebo DNAobsahuje genetickou informaci pro organismus a je přepsána a uložena v jádře. Jádro je také místem buněčné dělení, což je způsob, jakým se vytvářejí nové buňky. Jádro je odděleno od okolní cytoplazmy, která plní buňku jaderným obalem. Jedná se o dvojitou membránu, která je pravidelně přerušována póry, kterými jsou geny, které byly přepsány do řetězců ribonukleové kyseliny, nebo RNA - která se stává messengerovou RNA nebo mRNA - přechází na jiné zvané organely endoplazmatické retikulum mimo jádro. Vnější membrána jaderné membrány je spojena s membránou, která obklopuje endoplazmatickou membránu, což usnadňuje přenos genů. Toto je endomembránový systém a zahrnuje také Golgiho aparát,lysozomy, vakuoly, vezikuly a buněčná membrána. Vnitřní membrána jaderného obalu provádí primární práci při ochraně jádra.

The endoplazmatické retikulum je síť kanálů vybíhajících z jádra a která je uzavřena v membráně. Kanály se nazývají cisterny. Existují dva typy endoplazmatického retikula: drsné a hladké endoplazmatické retikulum. Jsou propojeny a jsou součástí stejné sítě, ale tyto dva typy endoplazmatického retikula mají různé funkce. Cisterny hladkého endoplazmatického retikula jsou zaoblené tubuly s mnoha větvemi. Syntetizuje se hladké endoplazmatické retikulum lipidy, zejména steroidy. Pomáhá také při odbourávání steroidů a sacharidů a detoxikuje alkohol a jiné léky, které vstupují do buňky. Obsahuje také bílkoviny, které přesouvají ionty vápníku do cisteren a umožňují hladkou endoplazmatiku retikulum, které slouží jako úložiště iontů vápníku a jako regulátor jejich koncentrací.

Drsné endoplazmatické retikulum je spojeno s vnější membránou jaderné membrány. Jeho cisterny nejsou tubuly, ale zploštělé vaky, které jsou poseté malými organelami zvanými ribozomy, což je místo, kde získává označení „drsné“. Ribozomy nejsou uzavřeny v membránách. Drsné endoplazmatické retikulum syntetizuje bílkoviny, které jsou odesílány ven z buňky nebo jsou zabaleny do jiných organel uvnitř buňky. Ribozomy, které sedí na drsném endoplazmatickém retikulu, čtou genetickou informaci zakódovanou v mRNA. Ribosomy pak tyto informace používají k vytváření proteinů z aminokyselin. Transkripce DNA na RNA na protein je v biologii známá jako „Centrální dogma“. Drsné endoplazmatické retikulum také dělá bílkoviny a fosfolipidy které tvoří buněčná plazmatická membrána.

The golgiho komplex, který je také známý jako Golgiho tělo nebo Golgiho aparát, je další sítí cisteren a jako jádro a endoplazmatické retikulum je uzavřen v membráně. Úkolem organely je zpracovat proteiny, které byly syntetizovány v endoplazmatickém retikulu, a distribuovat je do dalších částí buňky, nebo je připravit na export mimo buňku. Pomáhá také při transportu lipidů kolem buňky. Když zpracovává materiály, které mají být přepravovány, zabalí je do něčeho, co se nazývá Golgiho váček. Materiál je vázán v membráně a poslán podél mikrotubulů cytoskeletu buňky, aby mohl cestovat do cíle přes cytoplazmu. Některé Golgiho vezikuly opouštějí buňku a některé uchovávají protein, který se uvolní později. Jiní se stávají lysozomy, což je další typ organely.

Lyzozomy jsou kulaté, na membránu vázané váčky vytvořené Golgiho aparátem. Jsou naplněny enzymy, které štěpí řadu molekul, jako jsou komplexní sacharidy, aminokyseliny a fosfolipidy. Lysosomy jsou součástí endomembránového systému, jako je Golgiho aparát a endoplazmatické retikulum. Když buňka již nepotřebuje určitou organelu, lysozom ji štěpí v procesu zvaném autofagie. Když buňka nefunguje správně nebo již není potřeba z jiného důvodu, zapojuje se do programované buněčné smrti, což je jev známý také jako apoptóza. Buňka se tráví pomocí svého vlastního lysozomu v procesu zvaném autolýza.

Podobnou organelou jako lysosom je proteazom, který se také používá k rozložení nepotřebných buněčných materiálů. Když buňka potřebuje rychlé snížení koncentrace určitého proteinu, může protein označit molekuly se signálem tak, že k nim připojí ubikvitin, který je pošle do proteazomu strávený. Další organela v této skupině se nazývá a peroxisom. Peroxisomy se nevyrábí v Golgiho aparátu jako lysozomy, ale v endoplazmatickém retikulu. Jejich hlavní funkcí je detoxikace škodlivých drog, jako je alkohol a toxiny, které cestují v krvi.

Mitochondrie, jehož singulárem je mitochondrie, jsou organely odpovědné za použití organických molekul k syntéze adenosintrifosfátnebo ATP, což je zdroj energie pro buňku. Z tohoto důvodu je mitochondrie obecně známá jako „elektrárna“ buňky. Mitochondrie se neustále mění mezi vláknitým tvarem a sféroidním tvarem. Jsou obklopeny dvojitou membránou. Vnitřní membrána má mnoho záhybů, takže vypadá jako bludiště. Ohyby se nazývají cristae, jejichž singulární číslo je crista, a prostor mezi nimi se nazývá matice. Matice obsahuje enzymy, které mitochondrie používají k syntéze ATP, a také ribozomy, jako jsou ty, které studují povrch drsného endoplazmatického retikula. Matice také obsahuje malé, kulaté molekuly mtDNA, což je zkratka pro mitochondriální DNA.

Na rozdíl od jiných organel mají mitochondrie vlastní DNA, která je oddělená a odlišná od DNA organismu, která je v jádru každé buňky (jaderná DNA). V 60. letech 20. století evoluční vědec Lynn Margulis navrhl teorii endosymbiózy, která je dodnes běžně považována za vysvětlení mtDNA. Věřila, že mitochondrie se vyvinuly z bakterií, které žily v symbiotickém vztahu uvnitř buněk hostitelského druhu asi před 2 miliardami let. Výsledkem byl nakonec mitochondrie, nikoli jako její vlastní druh, ale jako organela s vlastní DNA. Mitochondriální DNA je zděděna od matky a mutuje rychleji než nukleární DNA.