Što je organela u stanici?

Riječ organelle znači "mali organ". Organele su ipak puno manje od biljnih ili životinjskih organa. Slično kao što organ služi određenoj funkciji u organizmu, kao što je oko koje pomaže ribi da vidi ili prašnik pomaže cvijetu da se razmnožava, organele imaju specifične funkcije unutar stanica. Stanice su samostalni sustavi unutar svojih organizama, a organele unutar njih djeluju zajedno kao dijelovi automatiziranog stroja kako bi stvari održavale nesmetano. Kad stvari ne funkcioniraju glatko, postoje organele odgovorne za staničnu samouništenost, poznatu i kao programirana stanična smrt.

Mnoge stvari lebde u ćeliji i nisu sve organele. Neki se nazivaju inkluzijama, što je kategorija za predmete kao što su skladišteni stanični proizvodi ili strana tijela koja su se probila u stanicu, poput virusa ili krhotina. Većina organela, ali ne i sve, okružene su membranom kako bi ih zaštitile od citoplazma plutaju, ali to obično nije točno za stanične inkluzije. Uz to, inkluzije nisu bitne za opstanak stanice ili barem funkcioniranje na način na koji to čine organele.

TL; DR (predugo; Nisam pročitao)

Stanice su gradivni blokovi svih živih organizama. Oni su samostalni sustavi unutar svojih organizama, a organele u njima djeluju zajedno poput dijelova automatiziranog stroja kako bi stvari održavale nesmetano. Organelle znači "mali organ". Svaka organela ima različitu funkciju. Većina je vezana u jednoj ili dvije membrane da bi je odvojila od citoplazme koja ispunjava stanicu. Neki od najvitalnijih organela su jezgra, endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, lizosomi i mitohondriji, iako ih ima mnogo više.

1665. godine engleski je prirodni filozof Robert Hooke pod mikroskopom ispitivao tanke kriške plute, kao i drvenu pulpu s nekoliko vrsta drveća i drugih biljaka. Zapanjio se kad je otkrio značajne sličnosti između različitih materijala, što ga je sve podsjećalo na saće. U svim je uzorcima vidio mnogo susjednih pora ili "mnogo malih kutija", koje je usporedio sa sobama u kojima su boravili redovnici. Smislio ih je celule, što u prijevodu s latinskog znači sobice; u modernom engleskom jeziku ove su pore studentima i znanstvenicima poznate kao stanice. Gotovo 200 godina nakon Hookeova otkrića, škotski botaničar Robert Brown primijetio je tamnu mrlju u stanicama orhideja promatranim pod mikroskopom. Nazvao je ovaj dio ćelije jezgra, latinska riječ za kernel.

Nekoliko godina kasnije, njemački botaničar Matthias Schleiden preimenovao je jezgru u citoblast. Izjavio je da je citoblast najvažniji dio stanice, budući da je vjerovao da on tvori ostale dijelove stanice. Teoretizirao je da je jezgra - kako se na nju ponovno govori danas - odgovorna za različit izgled stanica u različitim vrstama biljaka i u različitim dijelovima pojedine biljke. Kao botaničar, Schleiden je isključivo proučavao biljke, ali kada je surađivao s njemačkim fiziologom Theodor Schwann, pokazalo bi se da njegove ideje o jezgri vrijede za stanice životinja i drugih vrsta kao dobro. Zajedno su razvili staničnu teoriju, koja je pokušala opisati univerzalne značajke svih stanica, bez obzira na to u kojem su organskom sustavu životinje, gljivicama ili jestivom plodu pronađene.

Za razliku od Schleidena, Schwann je proučavao životinjsko tkivo. Trudio se iznijeti objedinjujuću teoriju koja je objašnjavala varijacije u svim stanicama živih bića; kao i mnogi drugi znanstvenici tog vremena, tražio je teoriju koja je obuhvaćala razlike u svim mnoge vrste stanica gledao je pod mikroskopom, ali onu koja je i dalje omogućavala da se sve njih broje Stanice. Životinjske stanice dolaze u velikom broju struktura. Nije mogao biti siguran da su sve "sobice" koje je vidio pod mikroskopom čak i stanice, bez odgovarajuće teorije stanica. Čuvši za Schleidenove teorije o jezgri (citoblastu) koja je mjesto stvaranja stanica, osjećao se kao da ima ključ za staničnu teoriju koja objašnjava životinjske i druge žive stanice. Zajedno su predložili staničnu teoriju sa sljedećim načelima:

• Stanice su građevni blokovi svih živih organizama.
  
• Bez obzira na to koliko se pojedine vrste razlikuju, sve se razvijaju stvaranjem stanica.
  
• Kao Schwann primijetio, „Svaka je stanica u određenim granicama pojedinac, neovisna cjelina. Vitalni fenomeni jedne osobe ponavljaju se, u cijelosti ili djelomično, u svim ostalim. "
  
• Sve se stanice razvijaju na isti način, pa tako i sve iste, bez obzira na izgled.
  

Nadovezujući se na Schleidenovu i Schwannovu staničnu teoriju, mnogi su znanstvenici pridonijeli otkrićima - od kojih su mnoga došla kroz mikroskop - i teorijama o tome što se događalo unutar stanica. Sljedećih nekoliko desetljeća raspravljalo se o njihovoj staničnoj teoriji i iznosile su se druge teorije. Međutim, do danas se velik dio onoga što su dva njemačka znanstvenika postavila 1830-ih smatra točnim u biološkim poljima. Sljedećih godina mikroskopija je omogućila otkrivanje više detalja o unutrašnjosti stanica. Drugi njemački botaničar po imenu Hugo von Mohl otkrio je da jezgra nije bila pričvršćena za unutrašnjost stanični zid biljke, ali plutao je unutar ćelije, držan uvis poluviskoznom, želeu sličnom tvari. Tu je tvar nazvao protoplazmom. On i drugi znanstvenici primijetili su da se u protoplazmi nalaze mali, suspendirani predmeti. Započelo je razdoblje velikog interesa za protoplazmu, koja se počela nazivati ​​citoplazmom. S vremenom bi, koristeći poboljšane metode mikroskopije, znanstvenici nabrojali organele stanice i njihove funkcije.

Najveća organela u stanici je jezgra. Kao što je otkrio Matthias Schleiden početkom 19. stoljeća, jezgra služi kao središte staničnih operacija. Nukleinska kiselina deoksiriboze, poznatija kao deoksiribonukleinska kiselina ili DNA, sadrži genetske informacije o organizmu i transkribira se i pohranjuje u jezgri. Jezgra je i mjesto dijeljenje stanica, čime nastaju nove stanice. Jezgra je odvojena od okolne citoplazme koja ispunjava stanicu nuklearnom ovojnicom. Ovo je dvostruka membrana koju povremeno prekidaju pore kroz koje geni koji su transkribirani u lance ribonukleinske kiseline ili RNK - koja postaje glasnička RNA ili mRNA - prelazi na druge nazvane organele endoplazmatski retikulum izvan jezgre. Vanjska membrana nuklearne membrane povezana je s membranom koja okružuje endoplazmatsku membranu, što olakšava prijenos gena. Ovo je endomembranski sustav, a on također uključuje i Golgijev aparat,lizosomi, vakuole, vezikule i stanična membrana. Unutarnja membrana nuklearne ovojnice primarno radi na zaštiti jezgre.

The endoplazmatski retikulum je mreža kanala koji se protežu od jezgre i koja je zatvorena u membranu. Kanali se nazivaju cisternama. Postoje dvije vrste endoplazmatskog retikuluma: grubi i glatki endoplazmatski retikulum. Oni su povezani i dio su iste mreže, ali dvije vrste endoplazmatskog retikuluma imaju različite funkcije. Cisterne glatkog endoplazmatskog retikuluma su zaobljene tubule s mnogo grana. Sintetizira se glatki endoplazmatski retikulum lipidi, posebno steroidi. Pomaže i u razgradnji steroida i ugljikohidrata, a detoksicira alkohol i druge lijekove koji ulaze u stanicu. Sadrži i proteine ​​koji pokreću kalcijeve ione u cisterne, omogućujući glatku endoplazmu retikulum koji služi kao mjesto skladištenja kalcijevih iona i kao regulator njihove koncentracije.

Grubi endoplazmatski retikulum povezan je s vanjskom membranom nuklearne membrane. Njegove cisterne nisu tubule, već spljoštene vrećice na kojima su načičkane male organele zvane ribosomi, odakle i dobiva "grubu" oznaku. Ribosomi nisu zatvoreni u opnama. Grubi endoplazmatski retikulum sintetizira proteine ​​koji se šalju izvan stanice ili se pakiraju unutar drugih organela unutar stanice. Ribosomi koji sjede na grubom endoplazmatskom retikulumu čitaju genetske informacije kodirane u mRNA. Tada ribosomi koriste te informacije za izgradnju proteina iz aminokiselina. Transkripcija DNA u RNA u protein je u biologiji poznata kao "Centralna dogma". Grubi endoplazmatski retikulum također čini bjelančevine i fosfolipidi koji tvore plazma membrana stanice.

The Golgijev kompleks, koja je također poznata kao Golgijevo tijelo ili Golgijev aparat, još je jedna mreža cisterni, a poput jezgre i endoplazmatskog retikuluma, zatvorena je u membrani. Zadatak organele je obraditi proteine ​​koji su sintetizirani u endoplazmatskom retikulumu i distribuirati ih u druge dijelove stanice ili ih pripremiti za izvoz izvan stanice. Također pomaže u transportu lipida oko stanice. Kad obrađuje materijale koji se prevoze, pakira ih u nešto što se naziva Golgijeva vezikula. Materijal je vezan u membranu i poslan duž mikrotubula staničnog citoskeleta, tako da može putovati do odredišta kroz citoplazmu. Neki od Golgijevih vezikula napuštaju stanicu, a neki pohranjuju protein da bi se kasnije oslobodio. Drugi postaju lizosomi, što je druga vrsta organela.

Lizozomi su okrugla, membranski vezana vezikula stvorena Golgijevim aparatom. Ispunjeni su enzimima koji razgrađuju brojne molekule, poput složenih ugljikohidrata, aminokiselina i fosfolipida. Lizozomi su dio endomembranskog sustava poput Golgijevog aparata i endoplazmatskog retikuluma. Kad stanica više ne treba određenu organelu, lizosom je probavi u procesu koji se naziva autofagija. Kada stanica ne radi ispravno ili više nije potrebna iz bilo kojeg drugog razloga, uključuje programiranu staničnu smrt, fenomen poznat i kao apoptoza. Stanica se probavlja pomoću vlastitog lizosoma, u procesu koji se naziva autoliza.

Slična organela lizozumu je proteasom koji se također koristi za razgradnju nepotrebnih staničnih materijala. Kad stanici treba brzo smanjenje koncentracije određenog proteina, ona može označiti protein molekule sa signalom pričvršćujući na njih ubikvitin, koji će ih poslati u proteasom da budu probavljen. Druga organela u ovoj skupini naziva se a peroksisom. Peroksizomi se ne proizvode u Golgijevom aparatu kao lizosomi, već u endoplazmatskom retikulumu. Njihova je glavna funkcija detoksikacija štetnih lijekova poput alkohola i toksina koji putuju krvlju.

Mitohondrije, čija je jedina mitohondrija, organele odgovorne za korištenje organskih molekula za sintezu adenozin trifosfat, ili ATP, koji je izvor energije za stanicu. Zbog toga je mitohondrij nadaleko poznat kao "moćnik" stanice. Mitohondriji se neprestano prebacuju između navojastog oblika i sferoidnog oblika. Okruženi su dvostrukom opnom. Unutarnja opna u sebi ima mnogo nabora, tako da izgleda poput labirinta. Nabori se nazivaju kriste, čija je jednina krista, a prostor između njih naziva se matrica. Matrica sadrži enzime koje mitohondriji koriste za sintezu ATP-a, kao i ribosome, poput onih koji proučavaju površinu hrapavog endoplazmatskog retikuluma. Matrica također sadrži male, okrugle molekule mtDNA, što je kratko za mitohondrijsku DNA.

Za razliku od ostalih organela, mitohondriji imaju vlastitu DNK koja je odvojena i razlikuje se od DNK organizma, koja se nalazi u jezgri svake stanice (nuklearna DNA). Šezdesetih godina 20. stoljeća, evolucijski znanstvenik Lynn Margulis predložio je teoriju endosimbioze, za koju se i danas obično misli da objašnjava mtDNA. Vjerovala je da su mitohondriji evoluirali iz bakterija koje su živjele u simbiotskom odnosu unutar stanica vrste domaćina prije oko 2 milijarde godina. Na kraju je rezultat bio mitohondrij, ne kao vlastita vrsta, već kao organela s vlastitom DNK. Mitohondrijska DNA nasljeđuje se od majke i mutira brže od nuklearne DNA.