Hvad er organeller?
Organeller er små strukturer, der udfører meget specifikke funktioner i celler. Udtrykket er en henvisning til organer, der ligner den måde, disse strukturer fungerer i celler på, til den måde organer fungerer i kroppen. Et antal forskellige organeller findes i forskellige typer plante-, dyre- og bakterieceller. Hver har sin egen vigtige opgave, såsom produktion af energi eller fremstilling af proteiner.
typer
Disse strukturer har en bred vifte af funktioner, hvoraf de fleste er opgaver, der er kritiske for cellens levetid. De vigtigste strukturer er kernen, det endoplasmatiske retikulum (ER), Golgi-apparatet, mitokondrier og kloroplaster. Hver af disse har en tendens til at være placeret i specifikke områder af celler. Kernen er typisk placeret nær centrum, med ER og Golgi placeret i nærheden, og de resterende organeller spredes inden i cellen.
Typen og antallet af organeller, der findes i en celle, varierer afhængigt af cellens formål. For eksempel indeholder næsten alle plante- og dyreceller en kerne med den bemærkelsesværdige undtagelse af modne røde blodlegemer, som ikke indeholder nogen organeller eller genetisk materiale. Et andet eksempel er, at muskelceller typisk har mange flere mitokondrier end andre celletyper, fordi der kræves mere energi for at få muskelceller til at fungere effektivt.
Struktur
Forskere mener, at den overordnede grund til, at organeller udviklede sig, er, at celler drager fordel af at isolere de mange komplekse kemiske reaktioner, der forekommer i dem. Inden i plante- og dyreceller er hver enkelt indkapslet i sin egen membran, hvilket hjælper enheden med at fungere. En af de største fordele ved denne beskyttelse er, at inden for en membran-lukket enhed kan kemiske forhold, såsom pH, ændres uden at påvirke hele cellen. Tilsvarende isoleres indholdet af hver fra det, der forekommer i cellen som helhed.
Visse organeller er så store, at deres form og overflade kan ses under et lysmikroskop. Disse inkluderer mitokondrier og Golgi såvel som cellekernen. Der kræves imidlertid et elektronmikroskop for at se dem nærmere. Det var først disse strukturer kunne undersøges via elektronmikroskopi, at forskerne begyndte at forstå, hvordan de fungerede.
Energiproduktion
Mitochondria er ansvarlige for at give celler brugbar energi. De findes i de fleste komplekse organismer, herunder svampe og planter såvel som dyr. Disse strukturers hovedfunktion er at producere et molekyle kaldet adenosintrifosfat, eller ATP, som er den vigtigste energikilde i dyre- og svampeceller og en sekundær kilde til planter. Mitochondria har også yderligere funktioner, herunder regulering af cellemetabolisme og opbevaring af calcium.
Visse organeller findes kun inden for en bestemt type organisme. Det mest kendte eksempel er chloroplaster, som kun findes i cellerne i planter og alger. Chloroplaster bruger sollys til at producere glukose gennem processen kendt som fotosyntese. Et andet eksempel er carboxysomet, som kun findes i visse bakteriearter. Carboxysomer giver bakterierne mulighed for at omdanne kulstof til organiske molekyler, som de kan bruge til energi.
Proteinproduktion og DNA-interaktioner
Mange organeller er i stand til at kommunikere med hinanden, enten på grund af deres nærhed eller via kemisk signalering. F.eks. Forbindes det endoplasmatiske retikulum til Golgi-apparatet, og begge disse enheder er involveret i produktionen af nye proteiner. Nye proteiner fremstilles i det endoplasmatiske retikulum og går derfra til Golgi, hvor de modificeres og pakkes til transport til andre steder i cellen.
Et andet eksempel på denne kommunikation er den, der forekommer mellem kernen i en celle og de andre organeller deri. Selvom kernen og det DNA, den indeholder, ikke forbindes fysisk med andre cellestrukturer, kommunikerer den med resten af cellen gennem proteinsignaleringsmolekyler. Membranen, der omslutter kernen, styrer, hvad der kan komme ind og forlade strukturen, ved at begrænse trafikken til specielle proteiner, der er i stand til at interagere med DNA-strenge.
sygdomme
Ligesom de større organer kan blive påvirket af sundhedsmæssige problemer, kan individuelle organeller også være udsat for medicinske tilstande og medfødte lidelser. Disse strukturer er så vigtige for cellefunktion, at sygdomme, der påvirker dem, ofte forårsager alvorlige symptomer og i nogle tilfælde er dødelige. Dysfunktion kan have vidtgående og uventede resultater.
Endoplasmatisk dysfunktion i retikulum er blevet impliceret under tilstande såsom cystisk fibrose og i Alzheimers, Huntington's og Parkinsons sygdomme. I begge tilfælde menes celledysfunktion, der lægger stress på ER, at bidrage til symptomerne, der udvikler sig. Sygdomme, der påvirker Golgi, inkluderer medfødte lidelser, der forårsager leversygdom, psykisk handicap og anfald, og de forårsager typisk død, før et barn bliver to år gammelt.
En stor familie af tilstande kendt som mitokondrielle lidelser kan forårsage alt fra fordøjelsesproblemer til blindhed, afhængigt af den specifikke karakter af den lidelse, som en person er påvirket af. Disse tilstande kan være vanskelige at behandle, da de normalt involverer medfødte defekter, der forårsager skade på alle involverede organeller på tværs af en given celletype.