Kas yra organelė ląstelėje?

Žodis organelė reiškia „maži vargonai“. Organelės yra daug mažesnės nei augalų ar gyvūnų organai. Panašiai kaip organas atlieka specifinę organizmo funkciją, pvz., Akis padeda žuviai pamatyti, o kuokelis padeda gėlei daugintis, o organeliai kiekvienas turi specifines funkcijas ląstelėse. Ląstelės yra savarankiškos sistemos jų atitinkamuose organizmuose, o jose esantys organeliai veikia kaip automatizuotos mašinos komponentai, kad viskas veiktų sklandžiai. Kai viskas neveikia sklandžiai, yra organelių, atsakingų už ląstelių savęs sunaikinimą, dar vadinamą užprogramuota ląstelių mirtimi.

Daugybė dalykų sklando ląstelėje, ir ne visi jie yra organeliai. Kai kurie yra vadinami inkliuzais, kurie yra elementų, tokių kaip saugomi ląstelių produktai ar svetimkūniai, patekę į ląstelę, kategorija, pavyzdžiui, virusai ar šiukšlės. Dauguma, bet ne visi organeliai yra apsupti membrana, apsaugančia juos nuo citoplazma jie plūduriuoja, tačiau tai paprastai netinka ląstelių intarpams. Be to, inkliuzai nėra būtini ląstelės išlikimui ar bent jau funkcionavimui organelių pavidalu.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Ląstelės yra visų gyvų organizmų statybinės medžiagos. Jie yra savarankiškos sistemos atitinkamuose organizmuose, o jose esantys organeliai veikia kaip automatizuotos mašinos komponentai, kad viskas veiktų sklandžiai. Organelė reiškia „mažai vargonų“. Kiekviena organelė atlieka skirtingą funkciją. Dauguma yra surišti vienoje ar dviejose membranose, kad atskirtų ją nuo ląstelę užpildančios citoplazmos. Vieni gyvybiškai svarbiausių organelių yra branduolys, endoplazminis tinklas, Golgi aparatas, lizosomos ir mitochondrijos, nors jų yra daug daugiau.

1665 m. Anglų gamtos filosofas, vardu Robertas Hooke'as, mikroskopu ištyrė plonus kamštienos gabalėlius, taip pat kelių rūšių medžių ir kitų augalų medienos masę. Jis nustebo, kad tarp tokių skirtingų medžiagų pastebi ryškių panašumų, kurie visi jam priminė korį. Visuose pavyzdžiuose jis matė daug gretimų porų arba „labai daug mažų dėžučių“, kurias prilygino kambariams, kuriuose gyveno vienuoliai. Jis juos sugalvojo ląstelės, išvertus iš lotynų kalbos, reiškia mažus kambarius; šiuolaikine anglų kalba šios poros studentams ir mokslininkams yra žinomos kaip ląstelės. Praėjus beveik 200 metų nuo Hooke atradimo, škotų botanikas Robertas Brownas pastebėjo tamsią dėmę mikroskopu žiūrimų orchidėjų ląstelėse. Šią kameros dalį jis pavadino branduolys, lotyniškas branduolio žodis.

Po kelerių metų vokiečių botanikas Matthiasas Schleidenas branduolį pervadino į citoblastą. Jis teigė, kad citoblastas yra svarbiausia ląstelės dalis, nes, jo manymu, jis sudaro likusias ląstelės dalis. Jis teigė, kad branduolys - kaip dar kartą minimas šiandien - yra atsakingas už skirtingą ląstelių išvaizdą skirtingose ​​augalų rūšyse ir skirtingose ​​atskiro augalo dalyse. Būdamas botaniku, Schleidenas tyrinėjo tik augalus, tačiau kai bendradarbiavo su vokiečių fiziologu Teodoras Schwannas, bus įrodyta, kad jo mintys apie branduolį tinka gyvūnų ir kitų rūšių ląstelėms gerai. Jie kartu sukūrė ląstelių teoriją, kuria siekta apibūdinti universalius visų ląstelių bruožus, neatsižvelgiant į tai, kokio gyvūno organų sistemoje, grybelyje ar valgomuose vaisiuose jie buvo.

Skirtingai nei Schleidenas, Schwannas tyrė gyvūnų audinius. Jis stengėsi sugalvoti vienijančią teoriją, kuri paaiškino visų gyvių ląstelių variacijas; kaip ir daugelis kitų to meto mokslininkų, jis ieškojo teorijos, apimančios visų daugelio rūšių ląsteles jis žiūrėjo mikroskopu, tačiau tas, kuris vis tiek leido jas visas laikyti ląstelių. Gyvūnų ląstelės yra labai daug struktūrų. Jis negalėjo būti tikras, kad visi „maži kambariai“, kuriuos jis matė po mikroskopu, yra net ląstelės, be tinkamos ląstelių teorijos. Išgirdęs apie Schleideno teorijas apie branduolį (citoblastą), kuris yra ląstelių susidarymo vieta, jis pajuto, kad turi raktą į ląstelių teoriją, paaiškinančią gyvūnų ir kitas gyvas ląsteles. Kartu jie pasiūlė ląstelių teoriją su šiais principais:

• Ląstelės yra visų gyvų organizmų statybinės medžiagos.
  
• Nepriklausomai nuo to, kiek skiriasi atskiros rūšys, jos visos vystosi formuojantis ląstelėms.
  
• Kaip Schwannas pažymėta, „Kiekviena ląstelė tam tikrose ribose yra individas, nepriklausoma visuma. Vieno gyvybiniai reiškiniai visiškai ar iš dalies pasikartoja visuose kituose “.
  
• Visos ląstelės vystosi vienodai, taip pat ir visos, nepaisant išvaizdos.
  

Remdamiesi Schleideno ir Schwanno ląstelių teorija, daugybė mokslininkų prisidėjo atradimais - daugelis jų buvo padaryti per mikroskopą - ir teorijomis apie tai, kas vyko ląstelių viduje. Per ateinančius kelis dešimtmečius buvo diskutuojama apie jų ląstelių teoriją ir buvo išdėstytos kitos teorijos. Tačiau iki šiol didžioji dalis to, ką du vokiečių mokslininkai išdėstė 1830-aisiais, laikoma tikslia biologiniuose laukuose. Vėlesniais metais mikroskopija leido atrasti daugiau detalių apie ląstelių vidų. Kitas vokiečių botanikas, pavadintas Hugo von Mohlu, atrado, kad branduolys nebuvo pritvirtintas prie vidinės šerdies dalies augalo ląstelių sienelę, bet plūduriavo kameroje, aukštai laikoma pusiau klampios, želė turinčios medžiagos. Šią medžiagą jis pavadino protoplazma. Jis ir kiti mokslininkai pažymėjo, kad protoplazmoje buvo nedideli, pakabinami daiktai. Prasidėjo didžiulio susidomėjimo protoplazma laikotarpis, kuris buvo pradėtas vadinti citoplazma. Laikui bėgant, taikydami tobulinančius mikroskopijos metodus, mokslininkai išvardytų ląstelės organelius ir jų funkcijas.

Didžiausia ląstelės organelė yra branduolys. Kaip Matthiasas Schleidenas atrado XIX amžiaus pradžioje, branduolys yra ląstelių operacijų centras. Dezoksiribozės nukleorūgštis, geriau žinoma kaip deoksiribonukleino rūgštis arba DNR, turi genetinę organizmo informaciją ir yra transkribuojama bei saugoma branduolyje. Branduolys yra ir lokusas ląstelių dalijimasis, taip susidaro naujos ląstelės. Branduolys yra atskirtas nuo aplinkinės citoplazmos, kuri užpildo ląstelę branduolio apvalkalu. Tai dviguba membrana, kurią periodiškai pertraukia poros, per kurias genai buvo perrašyti į ribonukleino rūgšties sruogas arba RNR - tai tampa pasiuntine RNR arba mRNR - pereina į kitus vadinamus organelius endoplazminis Tinklelis už branduolio ribų. Išorinė branduolio membranos membrana yra sujungta su membrana, kuri supa endoplazminę membraną, o tai palengvina genų perdavimą. Tai yra endomembraninė sistema ir ji apima Goldžio kompleksas,lizosomos, vakuolės, pūslelės ir ląstelės membrana. Vidinė branduolio apvalkalo membrana atlieka pagrindinį branduolio apsaugos darbą.

The endoplazminis Tinklelis yra kanalų tinklas, besitęsiantis nuo branduolio, ir kuris yra uždarytas membranoje. Kanalai vadinami cisternae. Yra dviejų tipų endoplazminis tinklas: šiurkštus ir lygus endoplazminis tinklas. Jie yra sujungti ir yra to paties tinklo dalis, tačiau dviejų tipų endoplazminiai tinklai turi skirtingas funkcijas. Lygiosios endoplazminio tinklo cisternae yra suapvalintos kanalėlės, turinčios daug šakų. Lygus endoplazminis tinklas susintetina lipidai, ypač steroidai. Tai taip pat padeda skaidyti steroidus ir angliavandenius, detoksikuoja alkoholį ir kitus į ląstelę patenkančius vaistus. Jame taip pat yra baltymų, kurie kalcio jonus perkelia į cisternae, leidžiantys sklandžiai endoplazminį tinklas yra kalcio jonų laikymo vieta ir jų koncentracijos reguliatorius.

Grubus endoplazminis tinklas yra sujungtas su išorine branduolio membranos membrana. Jos cisternae yra ne kanalėliai, o suploti maišeliai, kurie nusagstyti mažais organeliais, vadinamais ribosomomis, kur jis gauna „grubų“ pavadinimą. Ribosomos nėra uždarytos membranose. Grubus endoplazminis tinklas sintetina baltymus, kurie siunčiami už ląstelės ribų arba supakuoti į kitus ląstelės organelius. Ribosomos, esančios ant grubaus endoplazminio tinklo, skaito genetinę informaciją, užkoduotą MRNR. Tada ribosomos naudoja šią informaciją baltymams iš aminorūgščių sukurti. DNR transkripcija į RNR į baltymą biologijoje žinoma kaip „Centrinė dogma“. Šiurkštus endoplazminis tinklas taip pat daro baltymai ir fosfolipidai kad formuoja ląstelės plazmos membrana.

The Golgi kompleksas, kuris taip pat žinomas kaip Golgi kūnas arba Golgi aparatas, yra dar vienas cisterna tinklas, ir, kaip ir branduolys bei endoplazminis tinklas, jis yra uždarytas membranoje. Organelės užduotis yra perdirbti baltymus, kurie buvo susintetinti endoplazminiame tinkle, ir paskirstyti juos kitoms ląstelės dalims arba paruošti juos eksportuoti už ląstelės ribų. Tai taip pat padeda transportuoti lipidus aplink ląstelę. Apdorodamas gabenamas medžiagas, jis jas supakuoja į vadinamąjį Golgi pūslelę. Medžiaga yra susieta su membrana ir siunčiama palei ląstelės citoskeleto mikrovamzdelius, todėl per citoplazmą gali keliauti į paskirties vietą. Dalis „Golgi“ pūslelių palieka ląstelę, o kai kurios kaupia baltymą, kad vėliau išsiskirtų. Kiti tampa lizosomomis, o tai yra dar viena organelių rūšis.

Lizosomos yra apvali, su membrana susieta pūslelė, sukurta Golgi aparato. Jie yra užpildyti fermentais, kurie skaido daugybę molekulių, tokių kaip kompleksiniai angliavandeniai, amino rūgštys ir fosfolipidai. Lizosomos yra endomembraninės sistemos dalis, pavyzdžiui, Golgi aparatas ir endoplazminis tinklas. Kai ląstelei nebereikia tam tikros organelės, lizosoma ją virškina procese, vadinamame autofagija. Kai ląstelė veikia netinkamai arba nebereikalinga dėl kitų priežasčių, ji įsitraukia į užprogramuotą ląstelių mirtį, reiškinį, dar vadinamą apoptoze. Ląstelė virškina save naudodama savo lizosomą procese, vadinamame autolize.

Lizosomai panaši organelė yra proteasoma, kuri taip pat naudojama nereikalingų ląstelių medžiagoms skaidyti. Kai ląstelei reikia greitai sumažinti tam tikro baltymo koncentraciją, ji gali pažymėti baltymą molekules su signalu, prie jų pritvirtindamas ubikvitiną, kuris nusiųs juos į proteasomą virškinamas. Kita šios grupės organelė vadinama a peroksisoma. Peroksisomos gaminamos ne „Golgi“ aparate, kaip ir lizosomos, o endoplazminiame tinkle. Jų pagrindinė funkcija yra detoksikuoti kenksmingus vaistus, tokius kaip alkoholis ir toksinai, kurie keliauja kraujyje.

Mitochondrijos, kurių vienaskaita yra mitochondrija, yra organeliai, atsakingi už organinių molekulių naudojimą sintezei adenozino trifosfatasarba ATP, kuris yra ląstelės energijos šaltinis. Dėl šios priežasties mitochondrija yra plačiai žinoma kaip ląstelės „jėgainė“. Mitochondrijos nuolat keičiasi tarp srieginės formos ir sferoidinės formos. Juos supa dviguba membrana. Vidinėje membranoje yra daugybė klosčių, todėl ji atrodo kaip labirintas. Klostės vadinamos cristae, kurių vienaskaita yra crista, o tarpas tarp jų - matrica. Matricoje yra fermentų, kuriuos mitochondrijos naudoja ATP sintezei, taip pat ribosomų, tokių kaip grubaus endoplazminio tinklo paviršius. Matricoje taip pat yra mažų, apvalių mtDNR molekulių, kurios yra trumpos mitochondrijų DNR.

Skirtingai nuo kitų organelių, mitochondrijos turi savo DNR, kuri yra atskira ir skiriasi nuo organizmo DNR, esančios kiekvienos ląstelės branduolyje (branduolio DNR). 6-ajame dešimtmetyje evoliucijos mokslininkas Lynnas Margulis pasiūlė endosimbiozės teoriją, kuri vis dar manoma, kad paaiškina mtDNR. Ji tikėjo, kad mitochondrijos išsivystė iš bakterijų, kurios maždaug prieš 2 milijardus metų gyveno simbiotiniuose ryšiuose priimančiosios rūšies ląstelių viduje. Galų gale rezultatas buvo mitochondrija ne kaip savo rūšis, bet kaip organelė, turinti savo DNR. Mitochondrijų DNR paveldima iš motinos ir mutuoja greičiau nei branduolio DNR.