Mikä on organelli solussa?

Sana organelli tarkoittaa "pikku urut". Organellit ovat kuitenkin paljon pienempiä kuin kasvi- tai eläinelimet. Aivan kuten elimellä on tietty organismin tehtävä, kuten silmä auttaa kalaa näkemään tai hede auttaa kukkaa lisääntymään, organelleilla on kullakin erityisiä tehtäviä soluissa. Solut ovat erillisiä järjestelmiä omassa organismissaan, ja niiden sisällä olevat organellit toimivat yhdessä kuin automaattisen koneen komponentit pitääkseen asiat sujuvasti. Kun asiat eivät toimi sujuvasti, on solujen itsetuhosta vastuussa olevia organelleja, jotka tunnetaan myös nimellä ohjelmoitu solukuolema.

Monet asiat kelluvat solussa, eivätkä kaikki ole organelleja. Joitakin kutsutaan sulkeumiksi, joka on luokka esineille, kuten varastoiduille solutuotteille tai soluun tunkeutuneille vierasesineille, kuten viruksille tai roskille. Suurinta osaa, mutta ei kaikkia organelleja, ympäröi kalvo niiden suojaamiseksi sytoplasma ne kelluvat, mutta tämä ei yleensä päde solujen sulkeumiin. Lisäksi sulkeumat eivät ole välttämättömiä solun selviytymiselle tai ainakin toiminnalle organellien tavoin.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Solut ovat kaikkien elävien organismien rakennuspalikoita. Ne ovat erillisiä järjestelmiä omassa organismissaan, ja niiden sisällä olevat organellit toimivat yhdessä kuin automatisoidun koneen komponentit pitääkseen asiat sujuvasti. Organelle tarkoittaa "pikku urut". Jokaisella organellilla on oma tehtävä. Suurin osa on sidottu yhteen tai kahteen kalvoon erottaakseen sen solun täyttävästä sytoplasmasta. Jotkut tärkeimmistä organelleista ovat ydin, endoplasman verkkokalvo, Golgi-laite, lysosomit ja mitokondriot, vaikka niitä onkin paljon enemmän.

Vuonna 1665 englantilainen luonnonfilosofi nimeltä Robert Hooke tutki mikroskoopilla ohuita korkkiviipaleita sekä puumassaa monenlaisista puista ja muista kasveista. Hän oli hämmästynyt löytäessään huomattavia yhtäläisyyksiä tällaisten erilaisten materiaalien välillä, mikä kaikki muistutti häntä kennosta. Kaikissa näytteissä hän näki monia vierekkäisiä huokosia tai "paljon pieniä laatikoita", joita hän vertasi huoneisiin, joissa munkit asuivat. Hän loi heidät solut, joka käännetään latinasta, tarkoittaa pieniä huoneita; nykypäivän englanniksi nämä huokoset ovat tuttuja opiskelijoille ja tutkijoille soluina. Lähes 200 vuotta Hooken löydön jälkeen skotlantilainen kasvitieteilijä Robert Brown havaitsi tumman täplän orkidean soluissa mikroskoopilla. Hän nimesi tämän solun osan ydin, latinankielinen sana ytimelle.

Muutamaa vuotta myöhemmin saksalainen kasvitieteilijä Matthias Schleiden nimitti ytimen uudelleen sytoblastiksi. Hän totesi, että sytoblastit olivat tärkein osa solua, koska uskoi sen muodostavan solun loput osat. Hän teorioi, että ydin - kuten siihen nykyään jälleen viitataan - on vastuussa solujen vaihtelevasta esiintymisestä eri kasvilajeissa ja yksittäisen kasvin eri osissa. Kasvitieteilijänä Schleiden tutki yksinomaan kasveja, mutta kun hän teki yhteistyötä saksalaisen fysiologin kanssa Theodor Schwann, hänen ajatuksensa ytimestä osoittautuvat paikkansa eläin- ja muiden lajien soluissa hyvin. He kehittivät yhdessä soluteorian, jonka tarkoituksena oli kuvata kaikkien solujen yleisiä piirteitä riippumatta siitä, minkä eläimen elinjärjestelmästä, sienestä tai syötävistä hedelmistä ne löytyivät.

Toisin kuin Schleiden, Schwann tutki eläinkudosta. Hän oli työskennellyt keksimään yhdistävää teoriaa, joka selitti vaihtelut kaikissa elävien solujen soluissa; kuten niin monet muut tuon ajan tutkijat, hän etsi teoriaa, joka sisälsi eroja kaikissa monen tyyppisiä soluja hän katseli mikroskoopilla, mutta sellainen, joka silti antoi heidän kaikkien laskea soluja. Eläinsoluja on hyvin monissa rakenteissa. Hän ei voinut olla varma, että kaikki "pienet huoneet", jotka hän näki mikroskoopin alla, olivat jopa soluja ilman asianmukaista soluteoriaa. Kuultuaan Schleidenin teorioista ytimestä (sytoblastista) solujen muodostumispaikaksi hän tunsi olevansa avain soluteoriaan, joka selitti eläin- ja muut elävät solut. Yhdessä he ehdottivat soluteoriaa seuraavilla periaatteilla:

• Solut ovat kaikkien elävien organismien rakennuspalikoita.
  
• Riippumatta siitä, kuinka erilaiset yksittäiset lajit ovat, ne kaikki kehittyvät muodostamalla soluja.
  
• Kuten Schwann huomioitu"Jokainen solu on tietyissä rajoissa yksilö, itsenäinen kokonaisuus. Yhden elintärkeät ilmiöt toistuvat kokonaan tai osittain kaikissa muissa. "
  
• Kaikki solut kehittyvät samalla tavalla, ja niin ovat kaikki samat, ulkonäöstä riippumatta.
  

Schleidenin ja Schwannin soluteorian pohjalta monet tutkijat tekivät löytöjä - monet tekivät mikroskoopin kautta - ja teorioita solujen sisällä tapahtuvasta. Seuraavien vuosikymmenien aikana heidän soluteorioistaan ​​keskusteltiin ja muita teorioita esitettiin. Tähän päivään asti suurta osaa siitä, mitä kaksi saksalaista tutkijaa esitti 1830-luvulla, pidetään tarkkana biologisilla aloilla. Seuraavina vuosina mikroskopia antoi mahdollisuuden löytää enemmän yksityiskohtia solujen sisäosista. Toinen saksalainen kasvitieteilijä nimeltä Hugo von Mohl huomasi, että ydintä ei ollut kiinnitetty kasvien soluseinä, mutta kellui solun sisällä, puoliviskoosin hyytelömäisen aineen pitämä korkealla. Hän kutsui tätä ainetta protoplasmaksi. Hän ja muut tutkijat totesivat, että protoplasma sisälsi siinä pieniä, riippuvia esineitä. Alkoi erittäin kiinnostava aika protoplasmaa, jota alettiin kutsua sytoplasmaksi. Ajan myötä tutkijat voisivat käyttää mikroskopian parantavia menetelmiä käyttäen luettelon solun organelleista ja niiden toiminnoista.

Solun suurin organelli on ydin. Kuten Matthias Schleiden löysi 1800-luvun alussa, ydin toimii solutoiminnan keskuksena. Deoksiriboosinukleiinihappo, joka tunnetaan paremmin nimellä deoksiribonukleiinihappo tai DNA, sisältää organismin geenitiedot ja transkriptoidaan ja varastoidaan ytimeen. Ydin on myös solujen jakautuminen, miten uudet solut muodostuvat. Ydin on erotettu ympäröivästä sytoplasmasta, joka täyttää solun ydinvaipalla. Tämä on kaksinkertainen kalvo, jonka jaksoittain keskeyttävät huokoset, joiden kautta geenit, jotka on transkriboitu ribonukleiinihapposäikeiksi, tai RNA - siitä tulee messenger-RNA tai mRNA - siirtyy muille nimetyille organelleille endoplasminen verkkokalvo ytimen ulkopuolella. Ydinkalvon ulompi kalvo on kytketty endoplasman kalvoa ympäröivään kalvoon, mikä helpottaa geenien siirtymistä. Tämä on endomembraanijärjestelmä, ja se sisältää myös Golgin laite,lysosomit, tyhjiöt, rakkulat ja solukalvo. Ydinvaipan sisäkalvo tekee ensisijaisen työn ytimen suojaamiseksi.

endoplasminen verkkokalvo on ytimestä ulottuva kanavaverkko, joka on suljettu membraaniin. Kanavia kutsutaan cisternaeiksi. Endoplasmista verkkokalvoa on kahta tyyppiä: karkea ja sileä endoplasminen verkkokalvo. Ne ovat yhteydessä toisiinsa ja ovat osa samaa verkkoa, mutta kahdella endoplasmisen verkkokalvotyypillä on erilaiset toiminnot. Sileät endoplasman verkkokalvot ovat pyöristettyjä putkia, joissa on monia haaroja. Sileä endoplasminen retikulumi syntetisoituu lipidit, erityisesti steroidit. Se auttaa myös steroidien ja hiilihydraattien hajoamisessa ja detoksifioi alkoholia ja muita soluun tulevia lääkkeitä. Se sisältää myös proteiineja, jotka siirtävät kalsiumioneja siemennesteeseen, jolloin sileä endoplasma on mahdollista verkkokalvo toimimaan kalsiumionien varastointipaikkana ja niiden pitoisuuksien säätelijänä.

Karkea endoplasminen verkkokalvo on kytketty ydinkalvon ulkokalvoon. Sen cisternae eivät ole tubuluksia, vaan litistetyt pussit, jotka on nastoitettu pienillä organelleilla, joita kutsutaan ribosomeiksi, missä se saa "karkean" nimityksen. Ribosomeja ei ole suljettu kalvoihin. Karkea endoplasman verkkokalvo syntetisoi proteiineja, jotka lähetetään solun ulkopuolelle tai pakataan muihin solun sisällä oleviin organelleihin. Karkealla endoplasmisella retikulumilla istuvat ribosomit lukevat mRNA: han koodattua geneettistä tietoa. Ribosomit käyttävät sitten tätä tietoa rakentaakseen proteiineja aminohapoista. DNA: n transkriptio RNA: ksi proteiiniksi tunnetaan biologiassa nimellä "Keski-dogma". Karkea endoplasminen verkkokalvo tekee myös proteiineja ja fosfolipidit jotka muodostavat solun plasmakalvo.

Golgi-kompleksi, joka tunnetaan myös nimellä Golgi-runko tai Golgi-laite, on toinen cisternae-verkosto, ja kuten ydin ja endoplasminen verkkokalvo, se on suljettu kalvoon. Organellin tehtävänä on prosessoida proteiineja, jotka syntetisoitiin endoplasmisessa verkkokalvossa, ja jakaa ne muihin solun osiin tai valmistaa ne vietäviksi solun ulkopuolelle. Se auttaa myös lipidien kuljettamisessa solun ympärillä. Kun se käsittelee kuljetettavia materiaaleja, se pakkaa ne ns. Golgi-rakkulaan. Materiaali on sidottu kalvoon ja lähetetty solun sytoskeletin mikrotubuluksia pitkin, joten se voi matkustaa määränpäähän sytoplasman kautta. Jotkut Golgi-rakkuloista poistuvat solusta, ja jotkut varastoivat proteiinin vapautuakseen myöhemmin. Toisista tulee lysosomeja, joka on toisen tyyppinen organelli.

Lysosomit ovat pyöreä, membraaniin sitoutunut vesikkeli, jonka Golgi-laite on luonut. Ne ovat täynnä entsyymejä, jotka hajottavat useita molekyylejä, kuten monimutkaiset hiilihydraatit, aminohapot ja fosfolipidit. Lysosomit ovat osa endomembraanijärjestelmää, kuten Golgi-laite ja endoplasminen verkkokalvo. Kun solu ei enää tarvitse tiettyä organellia, lysosomi pilkkoo sen prosessissa, jota kutsutaan autofagiaksi. Kun solu ei toimi kunnolla tai sitä ei enää tarvita mistään muusta syystä, se sitoutuu ohjelmoituun solukuolemaan, ilmiöön, joka tunnetaan myös nimellä apoptoosi. Solu pilkkoo itsensä oman lysosominsa kautta prosessissa, jota kutsutaan autolyysiksi.

Lysosomin kaltainen organelli on proteasomi, jota käytetään myös hajottamaan tarpeettomia solumateriaaleja. Kun solu tarvitsee tietyn proteiinin pitoisuuden nopean alenemisen, se voi merkitä proteiinin molekyylejä signaalilla kiinnittämällä niihin ubikitiini, joka lähettää ne proteasomiin pilkottu. Toinen tämän ryhmän organelli on nimeltään a peroksisomi. Peroksisomeja ei valmisteta Golgi-laitteessa kuten lysosomeja, mutta endoplasmisessa verkkokalvossa. Heidän päätehtävänsä on puhdistaa haitalliset lääkkeet, kuten alkoholi ja toksiinit, jotka kulkevat veressä.

Mitokondrioita, joiden yksikkö on mitokondrio, ovat organelleja, jotka ovat vastuussa orgaanisten molekyylien käytöstä syntetisoimiseksi adenosiinitrifosfaattitai ATP, joka on solun energialähde. Tämän takia mitokondrio tunnetaan laajalti solun "voimalaitoksena". Mitokondriot siirtyvät jatkuvasti kierteellisen muodon ja pallomaisen muodon välillä. Niitä ympäröi kaksinkertainen kalvo. Sisäkalvossa on monia taitoksia, joten se näyttää sokkelolta. Taitoksia kutsutaan cristaeiksi, joiden yksikkö on crista, ja niiden välistä tilaa kutsutaan matriisiksi. Matriisi sisältää entsyymejä, joita mitokondriot käyttävät ATP: n syntetisoimiseksi, samoin kuin ribosomeja, kuten karkean endoplasman verkkokalvon pintaa. Matriisi sisältää myös pieniä, pyöreitä mtDNA-molekyylejä, mikä on lyhyt mitokondrioiden DNA: lle.

Toisin kuin muut organellit, mitokondrioilla on oma DNA, joka on erillinen ja erilainen kuin organismin DNA, joka on kunkin solun ytimessä (ydin-DNA). 1960-luvulla evoluutiotutkija nimeltä Lynn Margulis ehdotti teoriaa endosymbioosista, jonka uskotaan edelleen selittävän mtDNA: ta. Hän uskoi, että mitokondriot kehittyivät bakteereista, jotka elivät symbioottisessa suhteessa isäntälajin solujen sisällä noin 2 miljardia vuotta sitten. Lopulta tulos oli mitokondrio, ei omana lajina, vaan organellina, jolla oli oma DNA. Mitokondrioiden DNA on peritty äidiltä ja mutatoituu nopeammin kuin ydin-DNA.