Что такое органелла в клетке?

Слово органелла означает «маленький орган». Однако органеллы намного меньше органов растений или животных. Подобно тому, как орган выполняет определенную функцию в организме, например, глаз помогает рыбе видеть или тычинка помогает цветку размножаться, каждая органеллы выполняет определенные функции внутри клеток. Клетки - это автономные системы внутри соответствующих организмов, а органеллы внутри них работают вместе, как компоненты автоматизированной машины, чтобы все работало бесперебойно. Когда что-то не работает гладко, существуют органеллы, ответственные за самоуничтожение клеток, также известное как запрограммированная смерть клеток.

В клетке плавает много вещей, и не все из них являются органеллами. Некоторые из них называются включениями - это категория для таких предметов, как хранящиеся в клетке продукты или инородные тела, попавшие в клетку, например вирусы или мусор. Большинство, но не все органеллы окружены мембраной, защищающей их от цитоплазма они плавают, но обычно это не относится к клеточным включениям. Кроме того, включения не важны для выживания клетки или, по крайней мере, функционирования, как органеллы.

TL; DR (слишком длинный; Не читал)

Клетки - это строительные блоки всех живых организмов. Они представляют собой автономные системы внутри своих организмов, а органеллы внутри них работают вместе, как компоненты автоматизированной машины, чтобы все работало бесперебойно. Органелла означает «маленький орган». Каждая органелла выполняет свою функцию. Большинство из них связаны одной или двумя мембранами, чтобы отделить ее от цитоплазмы, заполняющей клетку. Некоторые из наиболее важных органелл - это ядро, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы и митохондрии, хотя их гораздо больше.

В 1665 году английский натурфилософ Роберт Гук исследовал под микроскопом тонкие срезы пробки, а также древесную массу нескольких видов деревьев и других растений. Он был удивлен, обнаружив заметное сходство между такими разными материалами, которые все напоминали ему соты. Во всех образцах он видел много смежных пор или «очень много маленьких коробочек», которые он сравнил с комнатами, в которых жили монахи. Он их придумал целлюлы, что в переводе с латинского означает маленькие комнаты; на современном английском языке эти поры знакомы студентам и ученым как клетки. Спустя почти 200 лет после открытия Гука шотландский ботаник Роберт Браун наблюдал темное пятно в клетках орхидей под микроскопом. Он назвал эту часть ячейки ядро, латинское слово, обозначающее ядро.

Спустя несколько лет немецкий ботаник Маттиас Шлейден переименовал ядро ​​в цитобласт. Он заявил, что цитобласт является самой важной частью клетки, поскольку, по его мнению, он формирует остальные части клетки. Он предположил, что ядро ​​- как его снова называют сегодня - отвечало за различный внешний вид клеток у разных видов растений и в разных частях отдельного растения. Как ботаник Шлейден изучал исключительно растения, но когда он сотрудничал с немецким физиологом Теодора Шванна, его идеи о ядре окажутся верными в отношении клеток животных и других видов как хорошо. Они совместно разработали клеточную теорию, которая стремилась описать универсальные свойства всех клеток, независимо от того, в какой системе органов животного, в грибах или съедобных фруктах они были обнаружены.

В отличие от Шлейдена, Шванн изучал ткани животных. Он работал над объединяющей теорией, объясняющей различия во всех клетках живых существ; как и многие другие ученые того времени, он искал теорию, которая охватывала бы различия во всех много типов клеток, которые он рассматривал под микроскопом, но тот, который все же позволял считать их все клетки. Клетки животных имеют множество структур. Он не мог быть уверен, что все «маленькие комнатки», которые он видел под микроскопом, были даже клетками, без надлежащей клеточной теории. Услышав о теориях Шлейдена о ядре (цитобласте), являющемся местом образования клеток, он почувствовал, что у него есть ключ к клеточной теории, объясняющей животные и другие живые клетки. Вместе они предложили клеточную теорию со следующими принципами:

• Клетки являются строительными блоками всех живых организмов.
  
• Независимо от того, насколько разные отдельные виды, все они развиваются путем образования клеток.
  
• Как Шванн принято к сведению«Каждая клетка в определенных пределах является индивидуумом, независимым целым. Жизненные явления одного повторяются, полностью или частично, во всех остальных ».
  
• Все клетки развиваются одинаково, и все они одинаковы, независимо от внешнего вида.
  

Основываясь на клеточной теории Шлейдена и Шванна, многие ученые внесли свой вклад в открытия, многие из которых были сделаны с помощью микроскопа, и теории о том, что происходит внутри клеток. В течение следующих нескольких десятилетий их клеточная теория обсуждалась, и были выдвинуты другие теории. Однако по сей день многое из того, что два немецких ученых постулировали в 1830-х годах, считается точным в области биологии. В последующие годы микроскопия позволила открыть больше деталей изнутри клеток. Другой немецкий ботаник по имени Гуго фон Моль обнаружил, что ядро ​​не было прикреплено к внутренней части клеточная стенка растения, но парил внутри клетки, удерживаемый полувязким желеобразным веществом. Он назвал это вещество протоплазмой. Он и другие ученые отметили, что протоплазма содержит в себе небольшие подвешенные предметы. Начался период большого интереса к протоплазме, которую стали называть цитоплазмой. Со временем, используя усовершенствованные методы микроскопии, ученые пересчитают органеллы клетки и их функции.

Самая крупная органелла в клетке - это ядро. Как обнаружил Матиас Шлейден в начале 19 века, ядро ​​служит центром клеточных операций. Нуклеиновая кислота дезоксирибозы, более известная как dэоксирибонуклеиновая кислота или ДНК, содержит генетическую информацию об организме, транскрибируется и хранится в ядре. Ядро также является местом деление клеток, так формируются новые клетки. Ядро отделено от окружающей цитоплазмы ядерной оболочкой, заполняющей клетку. Это двойная мембрана, которая периодически прерывается порами, через которые гены транскрибируются в цепи рибонуклеиновой кислоты, или РНК - которая становится информационной РНК или мРНК - передается другим органеллам, называемым эндоплазматическая сеть вне ядра. Наружная мембрана ядерной мембраны соединена с мембраной, окружающей эндоплазматическую мембрану, что облегчает перенос генов. Это эндомембранная система, в которую также входят Аппарат Гольджи,лизосомы, вакуоли, везикулы и клеточная мембрана. Внутренняя мембрана ядерной оболочки выполняет основную работу по защите ядра.

В эндоплазматическая сеть представляет собой сеть каналов, отходящих от ядра и заключенных в мембрану. Каналы называются цистернами. Существует два типа эндоплазматической сети: грубая и гладкая эндоплазматическая сеть. Они связаны и являются частью одной сети, но два типа эндоплазматической сети имеют разные функции. Цистерны гладкой эндоплазматической сети представляют собой округлые канальцы с множеством ответвлений. Гладкая эндоплазматическая сеть синтезирует липиды, особенно стероиды. Он также помогает в расщеплении стероидов и углеводов, а также выводит токсины из алкоголя и других наркотиков, попадающих в клетку. Он также содержит белки, которые перемещают ионы кальция в цистерны, обеспечивая гладкую эндоплазматическую ретикулум, служащий местом хранения ионов кальция и регулятором их концентрации.

Шероховатая эндоплазматическая сеть соединяется с внешней мембраной ядерной мембраны. Его цистерны - это не канальцы, а сплюснутые мешочки, усеянные небольшими органеллами, называемыми рибосомами, за что и получили «грубое» обозначение. Рибосомы не заключены в мембраны. Грубый эндоплазматический ретикулум синтезирует белки, которые отправляются за пределы клетки или упаковываются внутри других органелл внутри клетки. Рибосомы, расположенные на шероховатом эндоплазматическом ретикулуме, считывают генетическую информацию, закодированную в мРНК. Затем рибосомы используют эту информацию для создания белков из аминокислот. Транскрипция ДНК, РНК, белка известна в биологии как «Центральная догма». Шероховатая эндоплазматическая сеть также делает белки а также фосфолипиды которые образуют плазматическая мембрана клетки.

В аппарат Гольджи, которое также известно как тело Гольджи или аппарат Гольджи, представляет собой еще одну сеть цистерн и, как ядро ​​и эндоплазматический ретикулум, заключено в мембрану. Работа органелл - обрабатывать белки, которые были синтезированы в эндоплазматическом ретикулуме, и распределять их по другим частям клетки или подготавливать их к экспорту за пределы клетки. Это также помогает в транспортировке липидов по клетке. Когда он обрабатывает материалы для транспортировки, он упаковывает их в нечто, называемое пузырьком Гольджи. Материал связывается в мембране и отправляется по микротрубочкам цитоскелета клетки, поэтому он может перемещаться к месту назначения через цитоплазму. Некоторые из пузырьков Гольджи покидают клетку, а некоторые хранят белок, который высвобождается позже. Другие становятся лизосомами, которые являются еще одним типом органелл.

Лизосомы представляют собой круглую мембранно-связанную везикулу, созданную аппаратом Гольджи. Они наполнены ферментами, которые расщепляют ряд молекул, таких как сложные углеводы, аминокислоты и фосфолипиды. Лизосомы являются частью эндомембранной системы, такой как аппарат Гольджи и эндоплазматический ретикулум. Когда клетке больше не нужна определенная органелла, лизосома переваривает ее в процессе, называемом аутофагией. Когда клетка работает со сбоями или больше не нужна по какой-либо другой причине, она участвует в запрограммированной гибели клеток, явлении, также известном как апоптоз. Клетка переваривает себя посредством собственной лизосомы в процессе, называемом автолизом.

Аналогичная лизосоме органелла - протеасома, которая также используется для расщепления ненужных клеточных материалов. Когда клетке требуется быстрое снижение концентрации определенного белка, она может пометить этот белок. молекулы с сигналом, присоединяя к ним убиквитин, который отправит их в протеасому, чтобы переваривается. Еще одна органелла в этой группе называется пероксисома. Пероксисомы производятся не в аппарате Гольджи, как лизосомы, а в эндоплазматическом ретикулуме. Их основная функция - выводить токсины из вредных наркотиков, таких как алкоголь и токсины, которые попадают в кровь.

Митохондрии, единственной из которых является митохондрия, это органеллы, ответственные за использование органических молекул для синтеза аденозинтрифосфат, или АТФ, который является источником энергии для клетки. Из-за этого митохондрия широко известна как «электростанция» клетки. Митохондрии постоянно меняют свою нитевидную форму на сфероидальную. Они окружены двойной мембраной. На внутренней мембране много складок, так что она похожа на лабиринт. Складки называются кристами, единственная из которых - криста, а пространство между ними называется матрицей. Матрикс содержит ферменты, которые митохондрии используют для синтеза АТФ, а также рибосомы, подобные тем, которые изучают поверхность шероховатой эндоплазматической сети. Матрица также содержит маленькие круглые молекулы мтДНК, сокращенно от митохондриальной ДНК.

В отличие от других органелл, митохондрии имеют собственную ДНК, отдельную и отличную от ДНК организма, которая находится в ядре каждой клетки (ядерная ДНК). В 1960-х годах ученый-эволюционист Линн Маргулис предложила теорию эндосимбиоза, которая до сих пор считается объяснением мтДНК. Она считала, что митохондрии произошли от бактерий, которые жили в симбиотических отношениях внутри клеток одного вида-хозяина около 2 миллиардов лет назад. В конце концов, результатом стала митохондрия, но не как отдельный вид, а как органелла с собственной ДНК. Митохондриальная ДНК наследуется от матери и мутирует быстрее, чем ядерная ДНК.