Vad är organeller?
Organeller är små strukturer som utför mycket specifika funktioner inom celler. Termen är en hänvisning till organ, och liknar hur dessa strukturer fungerar i celler med hur organ fungerar i kroppen. Ett antal olika organeller finns i olika typer av växt-, djur- och bakterieceller. Var och en har sin egen viktiga uppgift, som att producera energi eller tillverka proteiner.
typer
Dessa strukturer har ett brett spektrum av funktioner, varav de flesta är uppgifter som är avgörande för cellens livslängd. De viktigaste strukturerna är kärnan, endoplasmatisk retikulum (ER), Golgi-apparaten, mitokondrier och kloroplaster. Var och en av dessa tenderar att vara belägen i specifika områden av celler. Vanligtvis är kärnan belägen nära centrum, med ER och Golgi i närheten, och de återstående organellerna sprids inom cellen.
Typ och antal organeller som finns i en cell varierar beroende på cellens syfte. Till exempel innehåller nästan alla växt- och djurceller en kärna, med det anmärkningsvärda undantaget av mogna röda blodkroppar, som inte innehåller några organeller eller genetiskt material. Ett annat exempel är att muskelceller typiskt har många fler mitokondrier än andra celltyper, eftersom mer energi krävs för att muskelceller ska fungera effektivt.
Strukturera
Forskare tror att det övergripande skälet till att organeller utvecklats är att cellerna drar nytta av att isolera de många komplexa kemiska reaktioner som förekommer inom dem. Inom växt- och djurceller är var och en innesluten i sitt eget membran, vilket hjälper enheten att fungera. En av de främsta fördelarna med detta skydd är att inom en membraninnesluten enhet kan kemiska förhållanden såsom pH modifieras utan att påverka hela cellen. På samma sätt isoleras innehållet i var och en från vad som sker i cellen i stort.
Vissa organeller är så stora att deras form och yta kan ses under ett ljusmikroskop. Dessa inkluderar mitokondrier och Golgi, såväl som cellkärnan. Ett elektronmikroskop krävs dock för att se dem närmare. Det var inte förrän dessa strukturer kunde undersökas via elektronmikroskopi som forskare började förstå hur de fungerade.
Energiproduktion
Mitokondrier ansvarar för att förse celler med användbar energi. De finns i de flesta komplexa organismer, inklusive svampar och växter samt djur. Huvudfunktionen för dessa strukturer är att producera en molekyl som kallas adenosintrifosfat, eller ATP, som är den viktigaste energikällan i djur- och svampceller, och en sekundär källa för växter. Mitokondrier har också ytterligare funktioner, inklusive cellmetabolismreglering och kalciumlagring.
Vissa organeller finns endast inom en specifik typ av organismer. Det mest kända exemplet är kloroplaster, som endast finns i cellerna i växter och alger. Kloroplaster använder solljus för att producera glukos genom processen som kallas fotosyntes. Ett annat exempel är karboxisomen, som endast finns i vissa bakterier. Karboxysomer tillåter bakterierna att förvandla kol till organiska molekyler som de kan använda för energi.
Proteinproduktion och DNA-interaktioner
Många organeller kan kommunicera med varandra, antingen på grund av deras närhet eller via kemisk signalering. Exempelvis ansluter den endoplasmiska retikulumet till Golgi-apparaten, och båda dessa enheter är involverade i produktionen av nya proteiner. Nya proteiner tillverkas i endoplasmatisk retikulum och flyttar därifrån till Golgi, där de modifieras och paketeras för transport till andra platser i cellen.
Ett annat exempel på denna kommunikation är det som uppstår mellan en cellkärna och de andra organellerna i den. Även om kärnan och det DNA som den innehåller inte fysiskt ansluter till andra cellstrukturer, kommunicerar den med resten av cellen genom proteinsignaleringsmolekyler. Membranet som omsluter kärnan styr vad som kan komma in i och lämna strukturen genom att begränsa trafiken till speciella proteiner som kan interagera med DNA-strängar.
sjukdomar
Precis som de större organen kan påverkas av hälsoproblem, kan enskilda organeller också utsättas för medicinska tillstånd och medfödda störningar. Dessa strukturer är så viktiga för cellfunktion att sjukdomar som drabbar dem ofta orsakar allvarliga symtom och i vissa fall är dödliga. Dysfunktion kan ha omfattande och oväntade resultat.
Endoplasmatisk dysfunktion i retikulum har varit inblandad i tillstånd såsom cystisk fibros och vid Alzheimers, Huntingtons och Parkinsons sjukdomar. I båda fallen anses cellulär dysfunktion som lägger stress på ER bidra att bidra till de symtom som utvecklas. Sjukdomar som påverkar Golgi inkluderar medfödda störningar som orsakar leversjukdom, psykisk funktionshinder och kramper, och de orsakar vanligtvis död innan ett barn fyller två år.
En stor familj av tillstånd som kallas mitokondriella störningar kan orsaka allt från matsmältningsproblem till blindhet, beroende på den specifika karaktären av den störning som en person drabbas av. Dessa tillstånd kan vara svåra att behandla, eftersom de vanligtvis involverar medfödda defekter som orsakar skada på alla organeller som är involverade i en viss celltyp.