Wat is een organel in een cel?

Het woord organel betekent "klein orgaan". Organellen zijn echter veel kleiner dan plantaardige of dierlijke organen. Net zoals een orgaan een specifieke functie in een organisme heeft, zoals een oog helpt een vis te zien of een meeldraden helpt een bloem zich voort te planten, hebben organellen elk specifieke functies in cellen. Cellen zijn op zichzelf staande systemen binnen hun respectievelijke organismen, en de organellen erin werken samen als componenten van een geautomatiseerde machine om de zaken soepel te laten verlopen. Wanneer dingen niet soepel werken, zijn er organellen die verantwoordelijk zijn voor cellulaire zelfvernietiging, ook wel bekend als geprogrammeerde celdood.

Veel dingen drijven rond in een cel, en niet allemaal zijn organellen. Sommige worden insluitsels genoemd, wat een categorie is voor items zoals opgeslagen celproducten of vreemde lichamen die de cel zijn binnengedrongen, zoals virussen of puin. De meeste, maar niet alle organellen zijn omgeven door een membraan om ze te beschermen tegen de

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Cellen zijn de bouwstenen van alle levende organismen. Het zijn op zichzelf staande systemen binnen hun respectieve organismen, en de organellen erin werken samen als componenten van een geautomatiseerde machine om de zaken soepel te laten werken. Organel betekent 'klein orgaan'. Elk organel heeft een specifieke functie. De meeste zijn gebonden in een of twee membranen om het te scheiden van het cytoplasma dat de cel vult. Enkele van de meest vitale organellen zijn de kern, het endoplasmatisch reticulum, het Golgi-apparaat, de lysosomen en de mitochondriën, hoewel er nog veel meer zijn.

In 1665 onderzocht een Engelse natuurfilosoof genaamd Robert Hooke dunne plakjes kurk, evenals houtpulp van verschillende soorten bomen en andere planten, onder een microscoop. Hij was verbaasd om duidelijke overeenkomsten te vinden tussen zulke verschillende materialen, die hem allemaal aan een honingraat deden denken. In alle monsters zag hij veel aangrenzende poriën, of "een groot aantal kleine dozen", die hij vergeleek met de kamers waarin monniken woonden. Hij heeft ze bedacht cellulae, vertaald uit het Latijn, betekent kleine kamers; in modern Engels zijn deze poriën bij studenten en wetenschappers bekend als cellen. Bijna 200 jaar na de ontdekking van Hooke ontdekte de Schotse botanicus Robert Brown een donkere vlek in de cellen van orchideeën die onder een microscoop werden bekeken. Hij noemde dit deel van de cel de kern, het Latijnse woord voor kern.

Een paar jaar later doopte de Duitse botanicus Matthias Schleiden de kern om tot cytoblast. Hij verklaarde dat de cytoblast het belangrijkste deel van de cel was, omdat hij geloofde dat het de rest van de delen van de cel vormde. Hij theoretiseerde dat de kern - zoals het tegenwoordig opnieuw wordt genoemd - verantwoordelijk was voor de verschillende verschijningsvormen van cellen in verschillende soorten planten en in verschillende delen van een individuele plant. Als botanicus bestudeerde Schleiden uitsluitend planten, maar toen hij samenwerkte met de Duitse fysioloog Theodor Schwann, zou blijken dat zijn ideeën over de kern waar zijn over cellen van dieren en andere soorten, zoals: goed. Ze ontwikkelden samen een celtheorie, die universele kenmerken van alle cellen probeerde te beschrijven, ongeacht in welk dierlijk orgaansysteem, schimmel of eetbare vrucht ze werden aangetroffen.

In tegenstelling tot Schleiden bestudeerde Schwann dierlijk weefsel. Hij had gewerkt om een ​​verenigende theorie te bedenken die de variaties in alle cellen van levende wezens zou verklaren; zoals zoveel andere wetenschappers van die tijd, zocht hij een theorie die de verschillen in alle omvatte vele soorten cellen bekeek hij onder de microscoop, maar één waarmee ze nog steeds als allemaal konden worden geteld cellen. Dierlijke cellen zijn er in een groot aantal structuren. Hij kon er niet zeker van zijn dat alle 'kamertjes' die hij onder de microscoop zag zelfs cellen waren, zonder een goede celtheorie. Toen hij hoorde over Schleidens theorieën over de kern (cytoblast) als de plaats van celvorming, had hij het gevoel dat hij de sleutel had voor een celtheorie die dierlijke en andere levende cellen verklaarde. Samen stelden ze een celtheorie voor met de volgende principes:

• Cellen zijn de bouwstenen van alle levende organismen.
  
• Ongeacht hoe verschillend individuele soorten zijn, ze ontwikkelen zich allemaal door de vorming van cellen.
  
• als Schwan dat is genoteerd,,Elke cel is, binnen bepaalde grenzen, een individu, een onafhankelijk geheel. De vitale verschijnselen van de ene worden geheel of gedeeltelijk herhaald in al de rest.”
  
• Alle cellen ontwikkelen zich op dezelfde manier en zijn dus allemaal hetzelfde, ongeacht hun uiterlijk.
  

Voortbouwend op de celtheorie van Schleiden en Schwann, droegen een groot aantal wetenschappers ontdekkingen bij - veel gedaan door de microscoop - en theorieën over wat er zich in cellen afspeelde. De volgende decennia werd er over hun celtheorie gedebatteerd en werden andere theorieën naar voren gebracht. Tot op de dag van vandaag wordt echter veel van wat de twee Duitse wetenschappers in de jaren 1830 poneerden op biologisch gebied als juist beschouwd. In de daaropvolgende jaren maakte microscopie de ontdekking mogelijk van meer details van de binnenkant van cellen. Een andere Duitse botanicus genaamd Hugo von Mohl ontdekte dat de kern niet aan de binnenkant van de celwand van planten, maar zweefde in de cel, omhoog gehouden door een semi-viskeuze, geleiachtige substantie. Hij noemde deze stof protoplasma. Hij en andere wetenschappers merkten op dat protoplasma kleine, zwevende voorwerpen bevatte. Een periode van grote belangstelling voor het protoplasma, dat cytoplasma werd genoemd, begon. Na verloop van tijd zouden wetenschappers, met behulp van verbeterde microscopiemethoden, de organellen van de cel en hun functies opsommen.

Het grootste organel in een cel is het kern. Zoals Matthias Schleiden in het begin van de 19e eeuw ontdekte, dient de kern als het centrum van celoperaties. Deoxyribose nucleïnezuur, beter bekend als deoxyribonucleïnezuur of DNA, bevat de genetische informatie voor het organisme en wordt getranscribeerd en opgeslagen in de kern. De kern is ook de plaats van celverdeling, dat is hoe nieuwe cellen worden gevormd. De kern is gescheiden van het omringende cytoplasma dat de cel vult door een nucleaire envelop. Dit is een dubbel membraan dat periodiek wordt onderbroken door poriën waardoor genen zijn getranscribeerd die zijn getranscribeerd in strengen ribonucleïnezuur, of RNA - dat wordt boodschapper-RNA, of mRNA - doorgeven aan andere organellen genaamd endoplasmatisch reticulum buiten de kern. Het buitenmembraan van het kernmembraan is verbonden met het membraan dat het endoplasmatische membraan omringt, wat de overdracht van de genen vergemakkelijkt. Dit is het endomembraansysteem, en het omvat ook de Golgi-apparaat,lysosomen, vacuolen, blaasjes en de celmembraan. Het binnenmembraan van de nucleaire envelop doet het primaire werk van het beschermen van de kern.

De endoplasmatisch reticulum is een netwerk van kanalen dat zich uitstrekt van de kern en dat is ingesloten in een membraan. De kanalen worden cisternae genoemd. Er zijn twee soorten endoplasmatisch reticulum: het ruwe en gladde endoplasmatisch reticulum. Ze zijn verbonden en maken deel uit van hetzelfde netwerk, maar de twee soorten endoplasmatisch reticulum hebben verschillende functies. De cisternae van het gladde endoplasmatisch reticulum zijn ronde buisjes met veel vertakkingen. Het gladde endoplasmatisch reticulum synthetiseert lipiden, vooral steroïden. Het helpt ook bij de afbraak van steroïden en koolhydraten, en het ontgift alcohol en andere medicijnen die de cel binnenkomen. Het bevat ook eiwitten die calciumionen naar de cisternae verplaatsen, waardoor het gladde endoplasmatische reticulum om te dienen als opslagplaats voor calciumionen en als regulator van hun concentraties.

Het ruwe endoplasmatisch reticulum is verbonden met het buitenmembraan van het kernmembraan. De cisternae zijn geen buisjes, maar afgeplatte zakjes die zijn bezaaid met kleine organellen die ribosomen worden genoemd, en dat is waar het de "ruwe" aanduiding krijgt. Ribosomen zijn niet ingesloten in membranen. Het ruwe endoplasmatisch reticulum synthetiseert eiwitten die buiten de cel worden gestuurd of in andere organellen in de cel worden verpakt. De ribosomen die op het ruwe endoplasmatisch reticulum zitten, lezen de genetische informatie die in het mRNA is gecodeerd. De ribosomen gebruiken die informatie vervolgens om eiwitten op te bouwen uit aminozuren. De transcriptie van DNA naar RNA naar eiwit staat in de biologie bekend als 'The Central Dogma'. Het ruwe endoplasmatisch reticulum maakt ook de eiwitten en fosfolipiden die de vormen plasmamembraan van de cel.

De Golgi complex, dat ook bekend staat als het Golgi-lichaam of het Golgi-apparaat, is een ander netwerk van cisternae, en net als de kern en het endoplasmatisch reticulum is het ingesloten in een membraan. Het is de taak van het organel om eiwitten te verwerken die in het endoplasmatisch reticulum zijn gesynthetiseerd en deze naar andere delen van de cel te distribueren, of ze voor te bereiden om buiten de cel te worden geëxporteerd. Het helpt ook bij het transport van lipiden door de cel. Wanneer het materiaal verwerkt dat moet worden getransporteerd, verpakt het ze in iets dat een Golgi-blaasje wordt genoemd. Het materiaal is gebonden in een membraan en wordt langs de microtubuli van het cytoskelet van de cel gestuurd, zodat het via het cytoplasma naar zijn bestemming kan reizen. Sommige Golgi-blaasjes verlaten de cel en sommige slaan een eiwit op om later vrij te geven. Anderen worden lysosomen, wat een ander type organel is.

lysosomen zijn een ronde, membraangebonden blaasje gecreëerd door het Golgi-apparaat. Ze zijn gevuld met enzymen die een aantal moleculen afbreken, zoals complexe koolhydraten, aminozuren en fosfolipiden. Lysosomen maken deel uit van het endomembraansysteem zoals het Golgi-apparaat en het endoplasmatisch reticulum. Wanneer een cel een bepaald organel niet langer nodig heeft, verteert een lysosoom het in een proces dat autofagie wordt genoemd. Wanneer een cel niet goed functioneert of om een ​​andere reden niet meer nodig is, gaat deze over tot geprogrammeerde celdood, een fenomeen dat ook wel apoptose wordt genoemd. De cel verteert zichzelf door middel van zijn eigen lysosoom, in een proces dat autolyse wordt genoemd.

Een soortgelijk organel als het lysosoom is het proteasoom, dat ook wordt gebruikt om onnodige celmaterialen af ​​te breken. Wanneer de cel een snelle verlaging van de concentratie van een bepaald eiwit nodig heeft, kan het het eiwit taggen moleculen met een signaal door er ubiquitine aan te hechten, waardoor ze naar het proteasoom worden gestuurd verteerd. Een ander organel in deze groep heet a peroxisoom. Peroxisomen worden niet gemaakt in het Golgi-apparaat zoals lysosomen, maar in het endoplasmatisch reticulum. Hun belangrijkste functie is het ontgiften van schadelijke drugs zoals alcohol en gifstoffen die in het bloed reizen.

mitochondriën, waarvan het enkelvoud mitochondrion is, zijn organellen die verantwoordelijk zijn voor het gebruik van organische moleculen om te synthetiseren adenosine trifosfaatof ATP, de energiebron voor de cel. Hierdoor staat het mitochondrion algemeen bekend als de "krachtpatser" van de cel. Mitochondriën verschuiven voortdurend tussen een draadachtige vorm en een bolvorm. Ze zijn omgeven door een dubbel membraan. Het binnenmembraan heeft veel plooien, waardoor het op een doolhof lijkt. De plooien worden cristae genoemd, waarvan het enkelvoud crista is, en de ruimte ertussen wordt de matrix genoemd. De matrix bevat enzymen die mitochondriën gebruiken om ATP te synthetiseren, evenals ribosomen, zoals die op het oppervlak van ruw endoplasmatisch reticulum. De matrix bevat ook kleine, ronde moleculen van mtDNA, wat een afkorting is voor mitochondriaal DNA.

In tegenstelling tot andere organellen hebben mitochondriën hun eigen DNA dat gescheiden en verschillend is van het DNA van het organisme, dat zich in de kern van elke cel bevindt (nucleair DNA). In de jaren zestig stelde een evolutionaire wetenschapper genaamd Lynn Margulis een theorie van endosymbiose voor, waarvan nog steeds algemeen wordt aangenomen dat het mtDNA verklaart. Ze geloofde dat mitochondriën evolueerden uit bacteriën die ongeveer 2 miljard jaar geleden in een symbiotische relatie leefden in de cellen van een gastheersoort. Uiteindelijk was het resultaat het mitochondrion, niet als zijn eigen soort, maar als een organel met zijn eigen DNA. Mitochondriaal DNA wordt geërfd van de moeder en muteert sneller dan nucleair DNA.