Hva er organeller?
Organeller er små strukturer som utfører veldig spesifikke funksjoner i celler. Begrepet er en referanse til organer, som sammenligner hvordan disse strukturene fungerer i celler og måten organer fungerer i kroppen. En rekke forskjellige organeller finnes i forskjellige typer plante-, dyre- og bakterieceller. Hver har sin egen viktige oppgave, som å produsere energi eller produsere proteiner.
typer
Disse strukturene har et bredt spekter av funksjoner, hvorav de fleste er oppgaver som er kritiske for cellens levetid. De viktigste strukturene er kjernen, endoplasmatisk retikulum (ER), Golgi-apparatet, mitokondrier og kloroplaster. Hver av disse har en tendens til å være lokalisert i bestemte områder av celler. Vanligvis ligger kjernen nær sentrum, med ER og Golgi i nærheten, og de resterende organellene spres i cellen.
Type og antall organeller som finnes i en celle varierer, avhengig av cellens formål. For eksempel inneholder nesten alle plante- og dyreceller en kjerne, med det bemerkelsesverdige unntaket av modne røde blodlegemer, som ikke inneholder noen organeller eller genetisk materiale. Et annet eksempel er at muskelceller typisk har mange flere mitokondrier enn andre celletyper, fordi det kreves mer energi for å få muskelceller til å fungere effektivt.
Struktur
Forskere mener at den overordnede grunnen til at organeller utviklet seg er at celler drar fordel av å isolere de mange komplekse kjemiske reaksjonene som oppstår i dem. I plante- og dyreceller er hver enkelt innkapslet i sin egen membran, noe som hjelper enheten til å fungere. En av hovedfordelene med denne beskyttelsen er at i en membraninnelukket enhet kan kjemiske forhold som pH modifiseres uten å påvirke hele cellen. Tilsvarende er innholdet i hver isolert fra det som forekommer i cellen for øvrig.
Enkelte organeller er så store at formen og overflaten kan sees under et lysmikroskop. Disse inkluderer mitokondrier og Golgi, så vel som cellekjernen. Det kreves imidlertid et elektronmikroskop for å se dem nærmere. Det var ikke før disse strukturene kunne undersøkes via elektronmikroskopi at forskere begynte å forstå hvordan de fungerte.
Energiproduksjon
Mitokondrier er ansvarlige for å gi celler brukbar energi. De finnes i de fleste komplekse organismer, inkludert sopp og planter så vel som dyr. Hovedfunksjonen til disse strukturene er å produsere et molekyl kalt adenosintrifosfat, eller ATP, som er den viktigste energikilden i dyre- og soppceller, og en sekundær kilde for planter. Mitokondrier har også tilleggsfunksjoner, inkludert regulering av cellemetabolisme og lagring av kalsium.
Visse organeller finnes bare innenfor en spesifikk type organisme. Det mest kjente eksemplet er kloroplaster, som bare finnes i cellene til planter og alger. Kloroplaster bruker sollys for å produsere glukose gjennom prosessen kjent som fotosyntesen. Et annet eksempel er karboksysomet, som bare finnes i visse bakteriearter. Karboksysomer lar bakteriene gjøre karbon til organiske molekyler som de kan bruke til energi.
Proteinproduksjon og DNA-interaksjoner
Mange organeller er i stand til å kommunisere med hverandre, enten på grunn av deres nærhet, eller via kjemisk signalering. For eksempel kobles endoplasmatisk retikulum til Golgi-apparatet, og begge disse enhetene er involvert i produksjonen av nye proteiner. Nye proteiner produseres i endoplasmatisk retikulum, og flytter derfra til Golgi, der de modifiseres og pakkes for transport til andre steder i cellen.
Et annet eksempel på denne kommunikasjonen er den som oppstår mellom kjernen til en celle og de andre organellene i den. Selv om kjernen og DNAet den inneholder ikke fysisk kobler seg til andre cellestrukturer, kommuniserer den med resten av cellen gjennom proteinsignaleringsmolekyler. Membranen som omslutter kjernen styrer hva som kan komme inn og forlate strukturen, ved å begrense trafikken til spesielle proteiner som er i stand til å samhandle med DNA-tråder.
Sykdommer
Akkurat som de større organene kan bli påvirket av helseproblemer, kan individuelle organeller også bli utsatt for medisinske tilstander og medfødte lidelser. Disse strukturene er så viktige for cellefunksjonen at sykdommer som påvirker dem ofte forårsaker alvorlige symptomer og i noen tilfeller er dødelige. Dysfunksjon kan gi omfattende og uventede resultater.
Endoplasmatisk dysfunksjon i retikulum er blitt implisert i tilstander som cystisk fibrose, og i Alzheimers, Huntingtons og Parkinsons sykdommer. I hvert tilfelle antas cellulær dysfunksjon som legger stress på ER, å bidra til symptomene som utvikler seg. Sykdommer som påvirker Golgi inkluderer medfødte lidelser som forårsaker leversykdom, psykisk funksjonshemning og anfall, og de forårsaker vanligvis død før et barn fyller to år.
En stor familie av tilstander kjent som mitokondrielle lidelser kan forårsake alt fra fordøyelsesproblemer til blindhet, avhengig av den spesifikke arten av lidelsen som en person er rammet av. Disse forholdene kan være vanskelige å behandle, da de vanligvis involverer medfødte defekter som forårsaker skade på alle organellene som er involvert på tvers av en gitt celletype.