Hva er en organell i en celle?

Ordet organell betyr "lite organ". Organeller er imidlertid mye mindre enn plante- eller dyreorganer. På samme måte som et organ tjener en bestemt funksjon i en organisme, for eksempel et øye hjelper en fisk å se eller en støvdrager hjelper en blomst til å reprodusere, har organeller hver sin spesifikke funksjon i celler. Celler er selvstendige systemer i sine respektive organismer, og organellene inni dem fungerer sammen som komponenter i en automatisert maskin for å holde ting i orden. Når ting ikke fungerer greit, er det organeller som er ansvarlige for cellulær selvødeleggelse, også kjent som programmert celledød.

Mange ting flyter rundt i en celle, og ikke alle er organeller. Noen kalles inneslutninger, som er en kategori for gjenstander som lagrede celleprodukter eller fremmedlegemer som kom seg inn i cellen, som virus eller rusk. De fleste, men ikke alle organeller, er omgitt av en membran for å beskytte dem mot cytoplasma de flyter inn, men dette gjelder vanligvis ikke mobilinneslutninger. I tillegg er inneslutninger ikke avgjørende for cellens overlevelse, eller i det minste fungerer, slik organellene er.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Celler er byggesteinene til alle levende organismer. De er selvstendige systemer i sine respektive organismer, og organellene inni dem fungerer sammen som komponenter i en automatisert maskin for å holde ting i orden. Organelle betyr "lite organ". Hver organell har en egen funksjon. De fleste er bundet i en eller to membraner for å skille den fra cytoplasmaet som fyller cellen. Noen av de mest vitale organellene er kjernen, det endoplasmatiske retikulum, Golgi-apparatet, lysosomene og mitokondriene, selv om det er mange flere.

I 1665 undersøkte en engelsk naturfilosof ved navn Robert Hooke tynne korkskiver, samt tremasse fra flere slags trær og andre planter, under et mikroskop. Han var forbauset over å finne markante likheter mellom slike forskjellige materialer, som alle minnet ham om en bikake. I alle prøvene så han mange tilstøtende porer, eller "veldig mange små bokser", som han sammenlignet med rommene munkene bodde i. Han laget dem cellulae, som oversatt fra latin, betyr små rom; på moderne engelsk er disse porene kjent for studenter og forskere som celler. Nesten 200 år etter Hookes oppdagelse observerte den skotske botanikeren Robert Brown et mørkt sted i cellene til orkideer sett under et mikroskop. Han kalte denne delen av cellen for cellekjernen, det latinske ordet for kjerne.

Noen år senere omdøpte den tyske botanikeren Matthias Schleiden kjernen til cytoblasten. Han uttalte at cytoblasten var den viktigste delen av cellen, siden han mente den dannet resten av cellens deler. Han teoretiserte at kjernen - som det igjen er referert til i dag - var ansvarlig for det varierende utseendet til celler i forskjellige plantearter og i forskjellige deler av en enkelt plante. Som botaniker studerte Schleiden planter utelukkende, men da han samarbeidet med den tyske fysiologen Theodor Schwann, ville hans ideer om kjernen vist seg å være sanne om dyre- og andre artsceller som vi vil. De utviklet i fellesskap en celleteori, som søkte å beskrive universelle trekk ved alle celler, uavhengig av hvilket dyrs organsystem, sopp eller spiselig frukt de ble funnet i.

I motsetning til Schleiden studerte Schwann dyrevev. Han hadde arbeidet med å komme opp med en samlende teori som forklarte variasjonene i alle cellene til levende ting; Som så mange andre forskere på den tiden søkte han en teori som omfattet forskjellene i alle mange typer celler han så under mikroskopet, men en som likevel lot dem alle telle som celler. Dyreceller kommer i veldig mange strukturer. Han kunne ikke være sikker på at alle de "små rommene" han så under mikroskopet, til og med var celler uten en ordentlig celleteori. Da han hørte om Schleidens teorier om at kjernen (cytoblast) var stedet for celleformasjon, følte han at han hadde nøkkelen til en celleteori som forklarte dyr og andre levende celler. Sammen foreslo de en celleteori med følgende prinsipper:

• Celler er byggesteinene til alle levende organismer.
  
• Uansett hvor forskjellige individuelle arter er, utvikler de seg alle ved dannelse av celler.
  
• Som Schwann bemerket, “Hver celle er, innenfor visse grenser, et individ, en uavhengig helhet. De vitale fenomenene til en gjentas, helt eller delvis, i resten. "
  
• Alle celler utvikler seg på samme måte, og det samme er uansett utseende.
  

Basert på Schleiden og Schwanns celleteori bidro mange forskere med funn - mange gjort gjennom mikroskopet - og teorier om hva som foregikk inne i cellene. I løpet av de neste tiårene ble celleteorien deres diskutert, og andre teorier ble fremført. Den dag i dag anses imidlertid mye av det de to tyske forskerne stilte på i 1830-årene, som nøyaktig i de biologiske feltene. I de følgende årene tillot mikroskopi oppdagelsen av flere detaljer om innsiden av celler. En annen tysk botaniker ved navn Hugo von Mohl oppdaget at kjernen ikke var festet til innsiden av plantens cellevegg, men svevde inne i cellen, holdt oppe av et halvviskøst, geléaktig stoff. Han kalte dette stoffet protoplasma. Han og andre forskere bemerket at protoplasma inneholdt små, suspenderte gjenstander i den. En periode med stor interesse for protoplasma, som ble kalt cytoplasma, begynte. Med tiden, ved hjelp av forbedrede mikroskopimetoder, ville forskere telle cellene i cellene og deres funksjoner.

Den største organellen i en celle er cellekjernen. Som Matthias Schleiden oppdaget tidlig på 1800-tallet, fungerer kjernen som sentrum for celleoperasjoner. Deoksyribose nukleinsyre, bedre kjent som deoksyribonukleinsyre eller DNA, har den genetiske informasjonen for organismen og transkriberes og lagres i kjernen. Kjernen er også stedet for celledeling, som er hvordan nye celler dannes. Kjernen er skilt fra det omkringliggende cytoplasmaet som fyller cellen med en kjernefysisk konvolutt. Dette er en dobbel membran som periodisk blir avbrutt av porene gjennom hvilke gener som er transkribert i strenger av ribonukleinsyre, eller RNA - som blir messenger RNA, eller mRNA - overføres til andre organeller som kalles endoplasmatisk retikulum utenfor kjernen. Den ytre membranen til kjernemembranen er koblet til membranen som omgir den endoplasmiske membranen, noe som letter overføringen av genene. Dette er endomembransystemet, og det inkluderer også Golgi-apparatet,lysosomer, vakuoles, vesikler og cellemembran. Den indre membranen i kjernekonvolutten gjør det primære arbeidet med å beskytte kjernen.

De endoplasmatisk retikulum er et nettverk av kanaler som strekker seg fra kjernen, og som er innesluttet i en membran. Kanalene kalles cisternae. Det er to typer endoplasmatisk retikulum: det grove og glatte endoplasmatiske retikulumet. De er koblet sammen og er en del av det samme nettverket, men de to typene endoplasmatisk retikulum har forskjellige funksjoner. Det glatte endoplasmatiske retikulumets cisterner er avrundede rør med mange grener. Det glatte endoplasmatiske retikulumet syntetiseres lipider, spesielt steroider. Det hjelper også til nedbrytning av steroider og karbohydrater, og det avgifter alkohol og andre stoffer som kommer inn i cellen. Den inneholder også proteiner som flytter kalsiumioner inn i cisternene, slik at det blir glatt endoplasmatisk retikulum for å tjene som et lagringssted for kalsiumioner og som en regulator for deres konsentrasjoner.

Det grove endoplasmatiske retikulumet er koblet til den ytre membranen til kjernemembranen. Dens cisterner er ikke tubuli, men flate sekker som er fylt med små organeller som kalles ribosomer, og det er der den får den "grove" betegnelsen. Ribosomer er ikke omsluttet av membraner. Det grove endoplasmatiske retikulum syntetiserer proteiner som blir sendt utenfor cellen, eller pakket i andre organeller inne i cellen. Ribosomene som sitter på det grove endoplasmatiske retikulumet leser den genetiske informasjonen som er kodet i mRNA. Ribosomene bruker deretter den informasjonen til å bygge proteiner ut av aminosyrer. Transkripsjonen av DNA til RNA til protein er kjent i biologien som "The Central Dogma." Det grove endoplasmatiske retikulumet gjør også proteiner og fosfolipider som danner cellens plasmamembran.

De Golgi kompleks, som også er kjent som Golgi-legemet eller Golgi-apparatet, er et annet nettverk av cisterner, og i likhet med kjernen og det endoplasmatiske retikulum er det lukket i en membran. Organellens jobb er å behandle proteiner som ble syntetisert i endoplasmatisk retikulum og distribuere dem til andre deler av cellen, eller forberede dem til å eksporteres utenfor cellen. Det hjelper også i transport av lipider rundt cellen. Når den behandler materialer som skal transporteres, pakker den dem i noe som kalles en Golgi-vesikkel. Materialet er bundet i en membran og sendes langs mikrotubuli i cellens cytoskjelett, slik at det kan reise til bestemmelsesstedet gjennom cytoplasmaet. Noen av Golgi-vesiklene forlater cellen, og noen lagrer et protein som skal frigjøres senere. Andre blir lysosomer, som er en annen type organell.

Lysosomer er en rund, membranbundet vesikkel laget av Golgi-apparatet. De er fylt med enzymer som bryter ned en rekke molekyler, som komplekse karbohydrater, aminosyrer og fosfolipider. Lysosomer er en del av det endomembrane systemet som Golgi-apparatet og det endoplasmatiske retikulumet. Når en celle ikke lenger trenger en bestemt organell, fordøyer et lysosom det i en prosess som kalles autofagi. Når en celle fungerer som den skal eller ikke lenger er nødvendig av annen grunn, engasjerer den seg i programmert celledød, et fenomen også kjent som apoptose. Cellen fordøyer seg ved hjelp av sitt eget lysosom, i en prosess som kalles autolyse.

En lignende organell som lysosomet er proteasomet, som også brukes til å bryte ned unødvendige cellematerialer. Når cellen trenger en rask reduksjon i konsentrasjonen av et bestemt protein, kan den merke proteinet molekyler med et signal ved å feste ubiquitin til dem, som vil sende dem til proteasomet å være fordøyd. En annen organell i denne gruppen kalles a peroxisome. Peroksisomer produseres ikke i Golgi-apparatet slik lysosomer er, men i endoplasmatisk retikulum. Deres hovedfunksjon er å avgifte skadelige stoffer som alkohol og giftstoffer som vandrer i blodet.

Mitokondrier, der entall er mitokondrion, er organeller som er ansvarlige for å bruke organiske molekyler til å syntetisere adenosintrifosfat, eller ATP, som er kilden til energi for cellen. På grunn av dette er mitokondrion allment kjent som "kraftverket" i cellen. Mitokondrier skifter kontinuerlig mellom en trådlignende form og en sfæroid form. De er omgitt av en dobbel membran. Den indre membranen har mange folder i seg, slik at den ser ut som en labyrint. Brettene kalles cristae, entall er crista, og mellomrommet mellom dem kalles matrise. Matrisen inneholder enzymer som mitokondrier bruker for å syntetisere ATP, så vel som ribosomer, som de som studer overflaten av grovt endoplasmatisk retikulum. Matrisen inneholder også små, runde mtDNA-molekyler, som er en forkortelse for mitokondrie-DNA.

I motsetning til andre organeller har mitokondrier sitt eget DNA som er atskilt og forskjellig fra DNA i organismen, som er i hver cellekjerne (kjernedNA). På 1960-tallet foreslo en evolusjonær forsker ved navn Lynn Margulis en teori om endosymbiose, som fortsatt i dag antas å forklare mtDNA. Hun trodde at mitokondrier utviklet seg fra bakterier som levde i et symbiotisk forhold inne i cellene til en vertsart for omtrent 2 milliarder år siden. Til slutt ble resultatet mitokondrionen, ikke som sin egen art, men som en organell med sitt eget DNA. Mitokondrie-DNA arves fra moren og muterer raskere enn nukleært DNA.