Che cos'è un organello in una cellula?

La parola organello significa "piccolo organo". Tuttavia, gli organelli sono molto più piccoli degli organi vegetali o animali. Proprio come un organo svolge una funzione specifica in un organismo, come un occhio che aiuta un pesce a vedere o uno stame aiuta un fiore a riprodursi, gli organelli hanno ciascuno funzioni specifiche all'interno delle cellule. Le cellule sono sistemi autonomi all'interno dei loro rispettivi organismi e gli organelli al loro interno lavorano insieme come componenti di una macchina automatizzata per far funzionare le cose senza intoppi. Quando le cose non funzionano correttamente, ci sono organelli responsabili dell'autodistruzione cellulare, nota anche come morte cellulare programmata.

Molte cose fluttuano in una cellula e non tutte sono organelli. Alcuni sono chiamati inclusioni, che è una categoria per oggetti come prodotti cellulari immagazzinati o corpi estranei che si sono fatti strada nella cellula, come virus o detriti. La maggior parte, ma non tutti gli organelli, sono circondati da una membrana per proteggerli dal

TL; DR (troppo lungo; non ho letto)

Le cellule sono gli elementi costitutivi di tutti gli organismi viventi. Sono sistemi autonomi all'interno dei rispettivi organismi e gli organelli al loro interno lavorano insieme come componenti di una macchina automatizzata per far funzionare le cose senza intoppi. Organello significa "piccolo organo". Ogni organello ha una funzione distinta. La maggior parte è legata a una o due membrane per separarla dal citoplasma che riempie la cellula. Alcuni degli organelli più vitali sono il nucleo, il reticolo endoplasmatico, l'apparato di Golgi, i lisosomi e i mitocondri, sebbene ce ne siano molti di più.

Nel 1665, un filosofo naturale inglese di nome Robert Hooke esaminò sottili fette di sughero, nonché polpa di legno di diversi tipi di alberi e altre piante, al microscopio. Era stupito di trovare somiglianze così marcate tra materiali così diversi, che gli ricordavano tutti un nido d'ape. In tutti i campioni, ha visto molti pori adiacenti, o "molte piccole scatole", che ha paragonato alle stanze in cui vivevano i monaci. Li ha coniati cellulae, che tradotto dal latino, significa stanzette; nell'inglese moderno, questi pori sono familiari a studenti e scienziati come cellule. Quasi 200 anni dopo la scoperta di Hooke, il botanico scozzese Robert Brown osservò una macchia scura nelle cellule delle orchidee viste al microscopio. Ha chiamato questa parte della cella il nucleo, la parola latina per kernel.

Alcuni anni dopo, il botanico tedesco Matthias Schleiden ribattezzò il nucleo citoblasto. Ha affermato che il citoblasto era la parte più importante della cellula, poiché credeva che formasse il resto delle parti della cellula. Egli teorizzò che il nucleo – come viene chiamato di nuovo oggi – fosse responsabile delle diverse apparizioni delle cellule in diverse specie di piante e in diverse parti di una singola pianta. Come botanico, Schleiden studiò esclusivamente piante, ma quando collaborò con il fisiologo tedesco Theodor Schwann, le sue idee sul nucleo avrebbero dimostrato di essere vere per le cellule animali e di altre specie come bene. Hanno sviluppato congiuntamente una teoria cellulare, che ha cercato di descrivere le caratteristiche universali di tutte le cellule, indipendentemente dal sistema di organi dell'animale, dai funghi o dai frutti commestibili in cui sono stati trovati.

A differenza di Schleiden, Schwann ha studiato il tessuto animale. Aveva lavorato per elaborare una teoria unificante che spiegasse le variazioni in tutte le cellule degli esseri viventi; come tanti altri scienziati dell'epoca, cercò una teoria che comprendesse le differenze in tutte le molti tipi di cellule che stava osservando al microscopio, ma una che permetteva comunque di conteggiarle tutte come cellule. Le cellule animali sono disponibili in moltissime strutture. Non poteva essere sicuro che tutte le "stanzette" che vedeva al microscopio fossero anche cellule, senza una teoria cellulare adeguata. Dopo aver sentito delle teorie di Schleiden sul nucleo (citoblasto) come luogo di formazione delle cellule, sentiva di avere la chiave per una teoria cellulare che spiegasse le cellule animali e altre cellule viventi. Insieme, hanno proposto una teoria cellulare con i seguenti principi:

• cellule sono gli elementi costitutivi di tutti gli organismi viventi.
  
• Indipendentemente da quanto siano diverse le singole specie, si sviluppano tutte mediante la formazione di cellule.
  
• come Schwannwan notato, “Ogni cellula è, entro certi limiti, un individuo, un tutto indipendente. I fenomeni vitali di uno si ripetono, in tutto o in parte, in tutto il resto”.
  
• Tutte le cellule si sviluppano allo stesso modo e quindi sono tutte uguali, indipendentemente dall'aspetto.
  

Basandosi sulla teoria cellulare di Schleiden e Schwann, moltissimi scienziati hanno contribuito con scoperte - molte fatte attraverso il microscopio - e teorie su ciò che accadeva all'interno delle cellule. Per i decenni successivi, la loro teoria cellulare è stata dibattuta e sono state avanzate altre teorie. Fino ad oggi, tuttavia, molto di ciò che i due scienziati tedeschi postularono negli anni '30 dell'Ottocento è considerato accurato in campo biologico. Negli anni successivi, la microscopia ha permesso di scoprire maggiori dettagli dell'interno delle cellule. Un altro botanico tedesco di nome Hugo von Mohl scoprì che il nucleo non era fissato all'interno del parete cellulare della pianta, ma galleggiava all'interno della cellula, tenuto in alto da una sostanza semiviscosa, gelatinosa. Chiamò questa sostanza protoplasma. Lui e altri scienziati hanno notato che il protoplasma conteneva piccoli oggetti sospesi al suo interno. Iniziò un periodo di grande interesse per il protoplasma, che venne chiamato citoplasma. Col tempo, utilizzando metodi migliorativi di microscopia, gli scienziati avrebbero enumerato gli organelli della cellula e le loro funzioni.

Il più grande organello di una cellula è il nucleo. Come Matthias Schleiden scoprì all'inizio del XIX secolo, il nucleo funge da centro delle operazioni cellulari. Acido desossiribosio nucleico, meglio conosciuto come dacido eossiribonucleico o DNA, contiene l'informazione genetica per l'organismo e viene trascritta e immagazzinata nel nucleo. Il nucleo è anche il luogo di divisione cellulare, che è il modo in cui si formano le nuove cellule. Il nucleo è separato dal citoplasma circostante che riempie la cellula da un involucro nucleare. Si tratta di una doppia membrana che viene periodicamente interrotta da pori attraverso i quali geni che sono stati trascritti in filamenti di acido ribonucleico, o RNA – che diventa RNA messaggero, o mRNA – passa ad altri organelli chiamati reticolo endoplasmatico fuori dal nucleo. La membrana esterna della membrana nucleare è collegata alla membrana che circonda la membrana endoplasmatica, che facilita il trasferimento dei geni. Questo è il sistema endomembrana, e include anche il apparato del Golgi,lisosomi, vacuoli, vescicole e membrana cellulare. La membrana interna dell'involucro nucleare svolge il lavoro primario di protezione del nucleo.

Il reticolo endoplasmatico è una rete di canali che si estende dal nucleo e che è racchiusa in una membrana. I canali sono chiamati cisterne. Esistono due tipi di reticolo endoplasmatico: il reticolo endoplasmatico ruvido e liscio. Sono collegati e fanno parte della stessa rete, ma i due tipi di reticolo endoplasmatico hanno funzioni diverse. Le cisterne del reticolo endoplasmatico liscio sono tubuli arrotondati con molti rami. Il reticolo endoplasmatico liscio sintetizza lipidi, soprattutto steroidi. Aiuta anche nella scomposizione di steroidi e carboidrati e disintossica l'alcol e altri farmaci che entrano nella cellula. Contiene anche proteine ​​che spostano gli ioni calcio nelle cisterne, permettendo il liscio endoplasmatico reticolo per servire come luogo di stoccaggio per gli ioni calcio e come regolatore delle loro concentrazioni.

Il reticolo endoplasmatico ruvido è collegato alla membrana esterna della membrana nucleare. Le sue cisterne non sono tubuli, ma sacche appiattite che sono costellate di piccoli organelli chiamati ribosomi, che è dove ottiene la designazione "ruvida". I ribosomi non sono racchiusi nelle membrane. Il reticolo endoplasmatico ruvido sintetizza proteine ​​che vengono inviate all'esterno della cellula o impacchettate all'interno di altri organelli all'interno della cellula. I ribosomi che si trovano sul reticolo endoplasmatico ruvido leggono l'informazione genetica codificata nell'mRNA. I ribosomi quindi utilizzano tali informazioni per costruire proteine ​​dagli amminoacidi. La trascrizione del DNA da RNA a proteina è conosciuta in biologia come "The Central Dogma". Il reticolo endoplasmatico ruvido rende anche il proteine e fosfolipidi che formano il membrana plasmatica cellulare.

Il Complesso del Golgi, noto anche come corpo di Golgi o apparato di Golgi, è un'altra rete di cisterne e, come il nucleo e il reticolo endoplasmatico, è racchiusa in una membrana. Il compito dell'organello è elaborare le proteine ​​che sono state sintetizzate nel reticolo endoplasmatico e distribuirle ad altre parti della cellula, o prepararle per essere esportate all'esterno della cellula. Aiuta anche nel trasporto dei lipidi intorno alla cellula. Quando elabora i materiali da trasportare, li impacchetta in qualcosa chiamato vescicola di Golgi. Il materiale è legato in una membrana e inviato lungo i microtubuli del citoscheletro della cellula, in modo che possa viaggiare verso la sua destinazione attraverso il citoplasma. Alcune delle vescicole del Golgi lasciano la cellula e alcune immagazzinano una proteina da rilasciare in seguito. Altri diventano lisosomi, che è un altro tipo di organello.

lisosomi sono una vescicola rotonda, delimitata da membrana, creata dall'apparato del Golgi. Sono pieni di enzimi che scompongono un certo numero di molecole, come carboidrati complessi, amminoacidi e fosfolipidi. I lisosomi fanno parte del sistema endomembrana come l'apparato di Golgi e il reticolo endoplasmatico. Quando una cellula non ha più bisogno di un certo organello, un lisosoma lo digerisce in un processo chiamato autofagia. Quando una cellula non funziona correttamente o non è più necessaria per qualsiasi altro motivo, si avvia alla morte cellulare programmata, un fenomeno noto anche come apoptosi. La cellula si autodigerisce per mezzo del proprio lisosoma, in un processo chiamato autolisi.

Un organello simile al lisosoma è il proteasoma, che viene anche usato per scomporre i materiali cellulari non necessari. Quando la cellula necessita di una rapida riduzione della concentrazione di una certa proteina, può etichettare la proteina molecole con un segnale attaccando loro l'ubiquitina, che le invierà al proteasoma per essere digerito. Un altro organello in questo gruppo è chiamato a perossisoma. I perossisomi non sono prodotti nell'apparato del Golgi come i lisosomi, ma nel reticolo endoplasmatico. La loro funzione principale è quella di disintossicare le droghe dannose come l'alcol e le tossine che viaggiano nel sangue.

Mitocondri, il cui singolare è mitocondrio, sono organelli responsabili dell'utilizzo di molecole organiche per sintetizzare adenosina trifosfato, o ATP, che è la fonte di energia per la cellula. Per questo motivo, il mitocondrio è ampiamente conosciuto come la "centrale energetica" della cellula. I mitocondri si spostano continuamente tra una forma filiforme e una forma sferoidale. Sono circondati da una doppia membrana. La membrana interna ha molte pieghe, in modo che assomigli a un labirinto. Le pieghe sono chiamate cristae, il cui singolare è crista, e lo spazio tra di esse è chiamato matrice. La matrice contiene enzimi che i mitocondri usano per sintetizzare ATP, così come ribosomi, come quelli che costellano la superficie del reticolo endoplasmatico ruvido. La matrice contiene anche piccole molecole rotonde di mtDNA, che è l'abbreviazione di DNA mitocondriale.

A differenza di altri organelli, i mitocondri hanno un proprio DNA separato e diverso dal DNA dell'organismo, che si trova nel nucleo di ciascuna cellula (DNA nucleare). Negli anni '60, uno scienziato evoluzionista di nome Lynn Margulis propose una teoria dell'endosimbiosi, che ancora oggi si pensa comunemente per spiegare il mtDNA. Credeva che i mitocondri si fossero evoluti da batteri che vivevano in una relazione simbiotica all'interno delle cellule di una specie ospite circa 2 miliardi di anni fa. Alla fine, il risultato fu il mitocondrio, non come sua specie, ma come un organello con il proprio DNA. Il DNA mitocondriale è ereditato dalla madre e muta più rapidamente del DNA nucleare.