Kaj je organela v celici?

Beseda organelle pomeni "mali organ". Organele pa so veliko manjše od rastlinskih ali živalskih organov. Podobno kot organ služi določeni funkciji v organizmu, na primer oko pomaga ribi videti ali prašnik pomaga cvetju razmnoževati se, organele imajo posebne funkcije znotraj celic. Celice so samostojni sistemi v svojih organizmih in organele v njih delujejo skupaj kot sestavni deli avtomatiziranega stroja, da bi stvari nemoteno delovale. Kadar stvari ne delujejo gladko, obstajajo organele, odgovorne za celično samouničenje, znano tudi kot programirana celična smrt.

Mnogo stvari plava v celici in niso vse organele. Nekateri se imenujejo vključki, kar je kategorija za predmete, kot so shranjeni celični proizvodi ali tujki, ki so se prebili v celico, kot so virusi ali ostanki. Večina, vendar ne vse organele, je obdana z membrano, da jih zaščiti pred citoplazmi plavajo, vendar to običajno ne velja za celične vključke. Poleg tega vključki niso bistveni za preživetje celice ali vsaj njeno delovanje na način, kot so organele.

TL; DR (predolgo; Nisem prebral)

Celice so gradniki vseh živih organizmov. So samostojni sistemi znotraj svojih organizmov in organele v njih delujejo skupaj kot sestavni deli avtomatiziranega stroja, da bi stvari nemoteno delovale. Organelle pomeni "mali organ". Vsaka organela ima ločeno funkcijo. Večina je vezana na eno ali dve membrani, da jo loči od citoplazme, ki napolni celico. Nekateri najbolj vitalni organeli so jedro, endoplazemski retikulum, Golgijev aparat, lizosomi in mitohondriji, čeprav jih je veliko več.

Leta 1665 je angleški naravoslovni filozof po imenu Robert Hooke pod mikroskopom pregledoval tanke rezine plute ter lesno celulozo več vrst dreves in drugih rastlin. Bil je presenečen, ko je ugotovil izrazite podobnosti med tako različnimi materiali, kar ga je vse spominjalo na satje. V vseh vzorcih je videl številne sosednje pore ali "veliko majhnih škatel", ki jih je primerjal s sobami, v katerih so živeli menihi. On jih je skoval celule, kar v prevodu iz latinščine pomeni sobice; v sodobni angleščini so te pore študentom in znanstvenikom znane kot celice. Skoraj 200 let po Hookovem odkritju je škotski botanik Robert Brown opazil temno pego v celicah orhidej, gledanih pod mikroskopom. Ta del celice je poimenoval jedro, latinska beseda za jedro.

Nekaj ​​let kasneje je nemški botanik Matthias Schleiden jedro preimenoval v citoblast. Izjavil je, da je citoblast najpomembnejši del celice, saj verjame, da tvori ostale dele celice. Teoretiziral je, da je jedro - kot se danes spet omenja - odgovorno za različen videz celic v različnih vrstah rastlin in v različnih delih posamezne rastline. Kot botanik je Schleiden preučeval izključno rastline, ko pa je sodeloval z nemškim fiziologom Theodor Schwann, njegove ideje o jedru bi se izkazale za resnične glede celic živali in drugih vrst kot no. Skupaj so razvili celično teorijo, s katero so želeli opisati univerzalne značilnosti vseh celic, ne glede na to, v katerem organskem sistemu živali, glivah ali užitnem sadju so jih našli.

Za razliko od Schleidena je Schwann preučeval živalska tkiva. Trudil se je, da bi prišel do združujoče teorije, ki bi pojasnila razlike v vseh celicah živih bitij; kot mnogi drugi znanstveniki tistega časa je iskal teorijo, ki je zajemala razlike v vseh veliko vrst celic si je ogledoval pod mikroskopom, toda takšnih, ki so še vedno omogočale, da se jih vse šteje celic. Živalske celice imajo zelo veliko struktur. Ne more biti prepričan, da so bile vse "sobice", ki jih je videl pod mikroskopom, celo celice, brez ustrezne teorije celic. Ko je slišal za Schleidenove teorije o jedru (citoblastu), ki je mesto nastajanja celic, se mu je zdelo, da ima ključ do celične teorije, ki razlaga živalske in druge žive celice. Skupaj so predlagali celično teorijo z naslednjimi načeli:

• Celice so gradniki vseh živih organizmov.
  
• Ne glede na to, kako različne so posamezne vrste, se vse razvijejo s tvorbo celic.
  
• Kot Schwann opozoriti, “Vsaka celica je v določenih mejah posameznik, neodvisna celota. Vitalni pojavi enega se v celoti ali delno ponovijo pri vseh ostalih. "
  
• Vse celice se razvijajo na enak način in tudi vse so enake, ne glede na videz.
  

Na podlagi Schleidenove in Schwannove celične teorije je veliko znanstvenikov prispevalo odkritja - mnoga z mikroskopom - in teorije o tem, kaj se je dogajalo znotraj celic. V naslednjih nekaj desetletjih so razpravljali o njihovi teoriji celic in postavljali druge teorije. Do danes pa se veliko od tega, kar sta dva nemška znanstvenika predstavljala v tridesetih letih prejšnjega stoletja, šteje za natančnega na bioloških področjih. V naslednjih letih je mikroskopija dovolila odkriti več podrobnosti o notranjosti celic. Drugi nemški botanik po imenu Hugo von Mohl je odkril, da jedro ni bilo pritrjeno na notranjost rastlinska celična stena, vendar je plaval v celici, ki ga je nad visjem držala polviskozna, žele podobna snov. To snov je imenoval protoplazma. On in drugi znanstveniki so ugotovili, da je protoplazma vsebovala majhne, ​​obešene predmete. Začelo se je obdobje velikega zanimanja za protoplazmo, ki so jo poimenovali citoplazma. Sčasoma bi znanstveniki z uporabo izboljšanih metod mikroskopije naštevali organele celice in njihove funkcije.

Največja organela v celici je jedro. Kot je v začetku 19. stoletja odkril Matthias Schleiden, jedro služi kot središče celičnih operacij. Nukleinska kislina deoksiriboze, bolj znana kot deoksiribonukleinska kislina ali DNA, vsebuje genetske informacije o organizmu in se prepisuje in shranjuje v jedru. Jedro je tudi središče mesta delitev celic, tako nastajajo nove celice. Jedro je ločeno od okoliške citoplazme, ki celico napolni z jedrsko ovojnico. To je dvojna membrana, ki jo periodično prekinjajo pore, skozi katere prehajajo geni, ki so bili prepisani v verige ribonukleinske kisline oz. RNA - ki postane messenger RNA ali mRNA - preide na druge imenovane organele Endoplazemski retikulum zunaj jedra. Zunanja membrana jedrne membrane je povezana z membrano, ki obdaja endoplazmatsko membrano, kar olajša prenos genov. To je endomembranski sistem in vključuje tudi Golgijev aparat,lizosomi, vakuole, mehurčki in celična membrana. Notranja membrana jedrne ovojnice primarno ščiti jedro.

The Endoplazemski retikulum je mreža kanalov, ki se razteza od jedra in je zaprta v membrano. Kanali se imenujejo cisterne. Obstajata dve vrsti endoplazmatskega retikuluma: hrapav in gladek endoplazmatski retikulum. Povezani so in so del iste mreže, vendar imata dve vrsti endoplazemskega retikuluma različne funkcije. Cisterne gladkega endoplazmatskega retikuluma so zaobljene tubule s številnimi vejami. Sintetizira se gladki endoplazemski retikulum lipidi, zlasti steroidi. Pomaga tudi pri razgradnji steroidov in ogljikovih hidratov ter razstruplja alkohol in druga zdravila, ki vstopajo v celico. Vsebuje tudi beljakovine, ki premikajo kalcijeve ione v cisterne, kar omogoča gladko endoplazmo retikulum, ki služi kot skladišče kalcijevih ionov in kot regulator njihove koncentracije.

Grobi endoplazemski retikulum je povezan z zunanjo membrano jedrske membrane. Njene cisterne niso tubule, ampak sploščene vrečke, posute z majhnimi organelami, imenovanimi ribosomi, kjer dobi oznako "grobo". Ribozomi niso zaprti v membranah. Grobi endoplazemski retikulum sintetizira beljakovine, ki se pošljejo zunaj celice ali pakirajo znotraj drugih organelov znotraj celice. Ribosomi, ki sedijo na hrapavem endoplazemskem retikulumu, berejo genetske informacije, kodirane v mRNA. Nato ribosomi te informacije uporabljajo za gradnjo beljakovin iz aminokislin. Prepis DNK v RNK v beljakovine je v biologiji znan kot "osrednja dogma". Grobi endoplazemski retikulum prav tako naredi beljakovin in fosfolipidi ki tvorijo plazemska membrana celice.

The Golgijev kompleks, ki je znano tudi kot Golgijevo telo ali Golgijev aparat, je drugo omrežje cistern in je tako kot jedro in endoplazemski retikulum zaprto v membrano. Naloga organele je predelati beljakovine, ki so bile sintetizirane v endoplazemskem retikulumu, in jih razporediti v druge dele celice ali pripraviti za izvoz izven celice. Pomaga tudi pri prenosu lipidov okoli celice. Ko obdela materiale za prevoz, jih zapakira v nekaj, kar se imenuje Golgijev vezikul. Material je vezan v membrano in poslan vzdolž mikrotubulov celičnega skeleta celice, tako da lahko skozi citoplazmo potuje do cilja. Nekateri Golgijevi mehurčki zapustijo celico, nekateri pa shranijo beljakovine, da se kasneje sprostijo. Drugi postanejo lizosomi, kar je druga vrsta organele.

Lizozomi so okrogla, na membrano vezana vezikula, ki jo ustvari Golgijev aparat. Napolnjeni so z encimi, ki razgrajujejo številne molekule, kot so kompleksni ogljikovi hidrati, aminokisline in fosfolipidi. Lizosomi so del endomembranskega sistema, kot sta Golgijev aparat in endoplazemski retikulum. Ko celica določene organele ne potrebuje več, jo lizosom prebavi v procesu, imenovanem avtofagija. Kadar celica ne deluje pravilno ali zaradi kakršnega koli drugega razloga ni več potrebna, se vključi v programirano celično smrt, pojav znan tudi kot apoptoza. Celica se prebavi s pomočjo lastnega lizosoma v procesu, imenovanem avtoliza.

Podoben organeli kot lizosom je proteasom, ki se uporablja tudi za razgradnjo nepotrebnih celičnih materialov. Ko celica potrebuje hitro zmanjšanje koncentracije določene beljakovine, jo lahko označi molekule s signalom tako, da nanje pritrdijo ubikvitin, ki jih bo poslal v proteasom prebavljeno. Druga organela v tej skupini se imenuje a peroksisom. Peroksisomi se ne proizvajajo v Golgijevem aparatu tako kot lizosomi, temveč v endoplazemskem retikulumu. Njihova glavna naloga je razstrupljanje škodljivih zdravil, kot so alkohol in toksini, ki potujejo v krvi.

Mitohondriji, katerih ednina je mitohondrij, so organele, odgovorne za uporabo organskih molekul za sintezo adenozin trifosfat, ali ATP, ki je vir energije za celico. Zaradi tega je mitohondrij splošno znan kot "elektrarna" celice. Mitohondriji se nenehno premikajo med navojno obliko in sferoidno obliko. Obdane so z dvojno membrano. Notranja membrana ima v sebi veliko gub, tako da je videti kot labirint. Gube se imenujejo kriste, katerih ednina je krista, prostor med njimi pa matrica. Matrica vsebuje encime, ki jih mitohondriji uporabljajo za sintezo ATP, pa tudi ribosome, kot so tisti, ki zasedajo površino grobega endoplazemskega retikuluma. Matrica vsebuje tudi majhne, ​​okrogle molekule mtDNA, kar je kratko za mitohondrijsko DNA.

Za razliko od drugih organelov imajo mitohondriji svojo DNK, ki je ločena in se razlikuje od DNK organizma, ki je v jedru vsake celice (jedrska DNA). V šestdesetih letih 20. stoletja je evolucijski znanstvenik Lynn Margulis predlagal teorijo o endosimbiozi, za katero še danes pogosto mislijo, da razlaga mtDNA. Verjela je, da so se mitohondriji razvili iz bakterij, ki so živele v simbiotičnem razmerju znotraj celic gostiteljske vrste pred približno dvema milijardama leti. Sčasoma je bil rezultat mitohondrij, ne kot lastna vrsta, temveč kot organela z lastno DNK. Mitohondrijska DNA je podedovana od matere in mutira hitreje kot jedrska DNA.