Mi az a sejt organelle?

Az organelle szó jelentése: „kis orgona”. Az organellák azonban sokkal kisebbek, mint a növényi vagy állati szervek. Hasonlóan ahhoz, mint egy szerv, egy szervezet bizonyos funkcióját tölti be, például egy szem segít a halaknak látni, vagy a porzó segít a virágnak szaporodni, az organellák mindegyikének sajátos funkciója van a sejteken belül. A sejtek a saját organizmusaikban önálló rendszerek, és a bennük lévő organellák együtt működnek, mint egy automatizált gép alkatrészei, hogy a dolgok zavartalanul működjenek. Ha a dolgok nem működnek zökkenőmentesen, vannak organellák, amelyek felelősek a sejtek önpusztításáért, más néven programozott sejthalálért.

Sok minden lebeg a cellában, és nem mindegyik organella. Egyeseket zárványoknak nevezzük, amelyek olyan elemek kategóriájába tartoznak, mint a tárolt sejttermékek vagy a sejtbe kerülő idegen testek, például vírusok vagy törmelék. A legtöbb, de nem minden organellát membrán veszi körül, hogy megvédje őket a citoplazma lebegnek, de ez általában nem igaz a sejtes zárványokra. Ezenkívül a zárványok nem elengedhetetlenek a sejt túléléséhez, vagy legalábbis működéséhez, az organellák módján.

TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)

A sejtek az összes élő szervezet építőkövei. A szervezetükben önálló rendszerek, és a bennük lévő organellák együtt működnek, mint egy automatizált gép alkatrészei, hogy a dolgok zavartalanul működjenek. Az organelle jelentése „kis orgona”. Minden organellának külön funkciója van. A legtöbbet egy vagy két membránba kötik, hogy elválasszák a sejtet kitöltő citoplazmától. A létfontosságú organellumok közül néhány a mag, az endoplazmatikus retikulum, a Golgi-készülék, a lizoszómák és a mitokondrium, bár sokkal több van.

1665-ben egy Robert Hooke nevű angol természetfilozófus mikroszkóp alatt megvizsgálta a vékony parafaszeleteket, valamint a többféle fa és más növény fapépjét. Megdöbbent, hogy markáns hasonlóságokat talált az ilyen különböző anyagok között, amelyek mind méhsejtre emlékeztették. Az összes mintában sok szomszédos pórust vagy „nagyon sok kis dobozt” látott, amelyeket a szerzetesek szobáihoz hasonlított. Kitalálta őket sejtek, ami latinból lefordítva kis szobákat jelent; a mai angol nyelvben ezek a pórusok a hallgatók és a tudósok számára sejtként ismeretesek. Közel 200 évvel Hooke felfedezése után, Robert Brown skót botanikus sötét foltot figyelt meg az orchideák mikroszkóp alatt megtekintett sejtjeiben. A cella ezen részét a atommag, a latin kernel szó.

Néhány évvel később Matthias Schleiden német botanikus a magot citoblasztnak nevezte el. Kijelentette, hogy a citoblaszt a sejt legfontosabb része, mivel úgy gondolta, hogy ez képezi a sejt többi részét. Elmélete szerint a mag - amint arra ma ismét hivatkozunk - felelős a sejtek különböző megjelenéséért a különböző növényfajokban és az egyes növények különböző részeiben. Botanikusként Schleiden kizárólag növényeket tanulmányozott, de amikor együttműködött a német fiziológussal Theodor Schwann, bebizonyosodott, hogy a magról alkotott elképzelései igazak az állati és más fajsejtekre jól. Közösen kifejlesztettek egy sejtelméletet, amely az összes sejt univerzális jellemzőit igyekezett leírni, függetlenül attól, hogy milyen állat szervrendszerében, gombájában vagy ehető gyümölcsében találhatók.

Schleidentől eltérően Schwann az állati szöveteket tanulmányozta. Arra törekedett, hogy olyan egységes elmélettel álljon elő, amely elmagyarázta az élőlények összes sejtjének variációit; mint annak idején annyi más tudósnak, olyan elméletet keresett, amely felölelte az összes sokféle sejtet nézett mikroszkóp alatt, de az egyik még mindig lehetővé tette számukra, hogy mindet számolják sejtek. Az állati sejtek nagyon sok szerkezettel rendelkeznek. Nem lehetett biztos abban, hogy a mikroszkóp alatt látott „kis helyiségek” mindegyike még sejt is, megfelelő sejtelmélet nélkül. Ha Schleiden elméleteiről hallott arról, hogy a sejt (citoblast) a sejtképződés helyszíne, úgy érezte, hogy megvan a kulcsa egy sejtelmélethez, amely elmagyarázza az állati és más élő sejteket. Együtt javasoltak egy sejtelméletet a következő tételek szerint:

• Sejtek az összes élő szervezet építőköve.
  
• Függetlenül attól, hogy az egyes fajok mennyire különböznek egymástól, mindegyik sejt képződésével fejlődik.
  
• Ahogy Schwann neves, „Minden sejt bizonyos határokon belül egyén, független egész. Az egyik létfontosságú jelensége a többiben részben vagy egészben megismétlődik. "
  
• Minden sejt ugyanúgy fejlődik, és így is, a megjelenéstől függetlenül.
  

Schleiden és Schwann sejtelméletére építve nagyon sok tudós járult hozzá felfedezésekhez - sokan mikroszkópon keresztül történtek - és elméletekhez a sejtek belsejében zajló dolgokról. A következő néhány évtizedben sejtelméletükről vitatkoztak, és más elméleteket terjesztettek elő. A mai napig azonban annak a nagy része, amelyet a két német tudós az 1830-as években megfogalmazott, pontosnak tekinthető a biológiai területeken. A következő években a mikroszkópia lehetővé tette a sejtek belső részének további részleteinek feltárását. Egy másik német botanikus, Hugo von Mohl, felfedezte, hogy a mag nincs rögzítve a növény sejtfala, de a sejtben lebegett, félig viszkózus, zselés anyag tartotta a magasban. Protoplazmának nevezte ezt az anyagot. Ő és más tudósok megjegyezték, hogy a protoplazma apró, felfüggesztett elemeket tartalmaz benne. A protoplazma, amelyet citoplazmának hívtak, nagy érdeklődéssel kezdődött. Idővel, a mikroszkópikus módszerek javításával, a tudósok felsorolják a sejt organelláit és azok funkcióit.

A sejt legnagyobb organellája a atommag. Mint Matthias Schleiden a 19. század elején felfedezte, a sejtmag a sejtműveletek központjaként szolgál. Dezoxiribóz nukleinsav, ismertebb nevén deoxiribonukleinsav vagy DNS, tárolja a szervezet genetikai információit, és átíródik és tárolódik a sejtmagban. A mag egyben a helye is sejtosztódás, így alakulnak ki új sejtek. A mag el van választva a körülvevő citoplazmától, amely egy sejtburokkal tölti ki a sejtet. Ez egy kettős membrán, amelyet időszakosan olyan pórusok szakítanak meg, amelyeken keresztül gének lépnek át ribonukleinsav szálakká, vagy RNS - amely messenger RNS-vé vagy mRNS-vé válik - átjut más úgynevezett organellákba endoplazmatikus retikulum a magon kívül. A magmembrán külső membránja kapcsolódik az endoplazmatikus membránt körülvevő membránhoz, ami megkönnyíti a gének átadását. Ez az endomembrán rendszer, és magában foglalja a Golgi készülék,lizoszómák, vacuoles, vezikulák és a sejt membrán. A mag burkolatának belső membránja végzi az elsődleges munkát a mag védelmében.

A endoplazmatikus retikulum a sejtmagból kinyúló csatornahálózat, amely membránba van zárva. A csatornákat cisternae-nak nevezzük. Az endoplazmatikus retikulumnak két típusa van: a durva és sima endoplazmatikus retikulum. Összekapcsolódnak és ugyanannak a hálózatnak a részei, de az endoplazmatikus retikulum két típusának különböző funkciói vannak. A sima endoplazmatikus reticulum ciszternae lekerekített tubulus, sok ággal. A sima endoplazmatikus retikulum szintetizálódik lipidek, különösen a szteroidok. Segít a szteroidok és a szénhidrátok lebontásában is, valamint méregteleníti az alkoholt és a sejtbe jutó egyéb gyógyszereket. Olyan fehérjéket is tartalmaz, amelyek kalciumionokat mozgatnak a ciszternákba, lehetővé téve a sima endoplazmát retikulum a kalciumionok tárolási helyeként és koncentrációjuk szabályozójaként szolgál.

A durva endoplazmatikus retikulum a maghártya külső membránjához kapcsolódik. Ciszternái nem tubulusok, hanem lapított tasakok, amelyek riboszómának nevezett kis organellákkal vannak kirakva, és itt kapja meg a „durva” jelölést. A riboszómák nincsenek membránokba zárva. A durva endoplazmatikus retikulum azokat a fehérjéket szintetizálja, amelyek a sejten kívül küldenek, vagy a sejt belsejében más organellákba csomagolódnak. A durva endoplazmatikus retikulumon ülő riboszómák leolvassák az mRNS-ben kódolt genetikai információkat. A riboszómák ezt az információt felhasználják aminosavakból fehérjék felépítésére. A DNS RNS-be történő transzkripciója a fehérjévé a biológiában a "Központi dogma" néven ismert. A durva endoplazmatikus retikulum is a fehérjék és foszfolipidek amelyek alkotják a sejt plazma membránja.

A Golgi komplexum, amely más néven Golgi test vagy Golgi apparátus, a ciszterna másik hálózata, és hasonlóan a maghoz és az endoplazmatikus retikulumhoz, membránba van zárva. Az organelle feladata az endoplazmatikus retikulumban szintetizált fehérjék feldolgozása és a sejt más részeire történő elosztása, vagy a sejten kívüli exportra való felkészítés. Segít a lipidek sejt körüli transzportjában is. Amikor a szállítandó anyagokat feldolgozza, egy Golgi vezikulumba csomagolja őket. Az anyag membránba van kötve és a sejt citoszkeleton mikrotubulusai mentén kerül elküldésre, így a citoplazmán keresztül célba utazhat. A Golgi vezikulák egy része elhagyja a sejtet, és néhány fehérjét tárol, hogy később felszabaduljon. Mások lizoszómákká válnak, ami egy másik típusú organelle.

Lizoszómák egy kerek, membránhoz kötött vezikulum, amelyet a Golgi-készülék hozott létre. Tele vannak enzimekkel, amelyek számos molekulát lebontanak, például komplex szénhidrátokat, aminosavakat és foszfolipideket. A lizoszómák az endomembrán rendszer részét képezik, mint például a Golgi-készülék és az endoplazmatikus retikulum. Amikor egy sejtnek már nincs szüksége egy bizonyos organellára, a lizoszóma az autofágia nevű folyamatban emészti meg. Ha egy sejt hibásan működik, vagy más okból már nincs rá szüksége, programozott sejthalálba kezd, amely jelenség apoptózis néven is ismert. A sejt saját lizoszómája révén emészti meg magát az autolízisnek nevezett folyamatban.

A lizoszómához hasonló organelle a proteaszóma, amelyet szükségtelen sejtanyagok lebontására is használnak. Amikor a sejtnek szüksége van egy bizonyos fehérje koncentrációjának gyors csökkentésére, a fehérjét jelölheti molekulák jelzéssel, az ubiquitin hozzákapcsolásával, amely elküldi őket a proteaszómába emésztett. Ennek a csoportnak egy másik organelláját nevezzük a peroxiszóma. A peroxiszómákat nem a Golgi-készülék gyártja, mint a lizoszómákat, hanem az endoplazmatikus retikulumban. Fő feladatuk a vérben utazó káros gyógyszerek, például alkohol és méreganyagok méregtelenítése.

Mitokondriaamelyek egyes számai a mitokondrium, azok az organellák, amelyek felelősek a szerves molekulák szintetizálásához adenozin-trifoszfát, vagy ATP, amely a sejt energiaforrása. Emiatt a mitokondrium széles körben ismert, mint a sejt „erőműve”. A mitokondrium folyamatosan változik a szálszerű és a gömb alakú alak között. Kettős membrán veszi körül őket. A belső membrán sok ráncot tartalmaz, így labirintusnak tűnik. A redőket cristae-nak nevezzük, amelynek egyes száma crista, a köztük lévő helyet pedig mátrixnak nevezzük. A mátrix olyan enzimeket tartalmaz, amelyeket a mitokondriumok használnak az ATP szintetizálásához, valamint riboszómákat, például azokat, amelyek a durva endoplazmatikus retikulum felületét szegezik. A mátrix kis, kerek mtDNS-molekulákat is tartalmaz, ami rövid a mitokondriális DNS-hez.

A többi organellummal ellentétben a mitokondriumok saját DNS-sel rendelkeznek, amelyek elkülönülnek és különböznek a szervezet DNS-jétől, amely az egyes sejtek magjában található (nukleáris DNS). Az 1960-as években egy Lynn Margulis nevű evolúciós tudós az endoszimbiózis elméletét javasolta, amelyet manapság is gyakran gondolnak az mtDNS magyarázatára. Úgy vélte, hogy a mitokondrium olyan baktériumokból fejlődött ki, amelyek körülbelül 2 milliárd évvel ezelőtt szimbiotikus kapcsolatban éltek egy gazdafaj sejtjein belül. Végül az eredmény a mitokondrium volt, nem pedig mint saját faja, hanem mint organella, saját DNS-sel. A mitokondriális DNS az anyától öröklődik, és gyorsabban mutálódik, mint a nukleáris DNS.