Organelele sunt structuri minuscule care îndeplinesc funcții foarte specifice în interiorul celulelor. Termenul este o referire la organe, asemănând modul în care aceste structuri funcționează în celule cu modul în care organele funcționează în organism. O serie de organele diferite pot fi găsite în interiorul diferitelor tipuri de celule vegetale, animale și bacteriene. Fiecare are propria sa sarcină importantă, cum ar fi producerea de energie sau fabricarea proteinelor.
Tipuri de
Aceste structuri au o gamă largă de funcții, dintre care majoritatea sunt sarcini critice pentru viața celulei. Cele mai importante structuri sunt nucleul, reticulul endoplasmatic (RE), aparatul Golgi, mitocondriile și cloroplastele. Fiecare dintre acestea tinde să fie localizat în anumite zone ale celulelor. De obicei, nucleul este situat în apropierea centrului, cu ER și Golgi situate în apropiere, iar organelele rămase se răspândesc în interiorul celulei.
Tipul și numărul de organele prezente într-o celulă variază, în funcție de scopul celulei. De exemplu, aproape toate celulele vegetale și animale conțin un nucleu, cu excepția notabilă a globulelor roșii mature, care nu conțin organele sau material genetic. Un alt exemplu este că celulele musculare au de obicei mult mai multe mitocondrii decât alte tipuri de celule, deoarece este necesară mai multă energie pentru a menține celulele musculare să funcționeze eficient.
Structure
Cercetătorii cred că motivul general pentru care au evoluat organelele este că celulele beneficiază de izolarea numeroaselor reacții chimice complexe care au loc în interiorul lor. În interiorul celulelor vegetale și animale, fiecare este încapsulată în propria sa membrană, ceea ce ajută la funcționarea unității. Unul dintre principalele beneficii ale acestei protecții este că, în cadrul unei unități închise cu membrană, condițiile chimice precum pH-ul pot fi modificate fără a afecta întreaga celulă. În mod similar, conținutul fiecăruia este izolat de ceea ce se întâmplă în interiorul celulei în general.
Anumite organele sunt atât de mari încât forma și suprafața lor pot fi văzute la microscop cu lumină. Acestea includ mitocondriile și Golgi, precum și nucleul celular. Cu toate acestea, este necesar un microscop electronic pentru a le vizualiza mai de aproape. Abia când aceste structuri au putut fi examinate prin microscopie electronică, cercetătorii au început să înțeleagă cum funcționează.
Producere de energie
Mitocondriile sunt responsabile pentru furnizarea celulelor cu energie utilizabilă. Se găsesc în majoritatea organismelor complexe, inclusiv în ciuperci și plante, precum și în animale. Funcția principală a acestor structuri este de a produce o moleculă numită adenozin trifosfat, sau ATP, care este principala sursă de energie în celulele animale și fungice și o sursă secundară pentru plante. Mitocondriile au și funcții suplimentare, inclusiv reglarea metabolismului celular și stocarea calciului.
Anumite organite se găsesc doar într-un anumit tip de organism. Cel mai cunoscut exemplu sunt cloroplastele, care se găsesc doar în celulele plantelor și algelor. Cloroplastele folosesc lumina solară pentru a produce glucoză prin procesul cunoscut sub numele de fotosinteză. Un alt exemplu este carboxizomul, care se găsește doar la anumite specii bacteriene. Carboxizomii permit bacteriilor să transforme carbonul în molecule organice pe care le pot folosi pentru energie.
Producția de proteine și interacțiunile ADN
Multe organele sunt capabile să comunice între ele, fie datorită apropierii lor, fie prin semnalizare chimică. De exemplu, reticulul endoplasmatic se conectează la aparatul Golgi și ambele unități sunt implicate în producerea de noi proteine. Noi proteine sunt fabricate în reticulul endoplasmatic și de acolo, se mută în Golgi, unde sunt modificate și ambalate pentru transport în alte locații din celulă.
Un alt exemplu al acestei comunicări este cel care are loc între nucleul unei celule și celelalte organite din interiorul acesteia. Deși nucleul și ADN-ul pe care îl conține nu se conectează fizic cu alte structuri celulare, el comunică cu restul celulei prin molecule de semnalizare a proteinelor. Membrana care învelește nucleul controlează ceea ce poate intra și ieși din structură, limitând traficul la proteine speciale care sunt capabile să interacționeze cu firele de ADN.
Boli
Așa cum organele mai mari pot fi afectate de probleme de sănătate, organele individuale pot fi, de asemenea, supuse unor afecțiuni medicale și tulburări congenitale. Aceste structuri sunt atât de esențiale pentru funcționarea celulelor încât bolile care le afectează provoacă adesea simptome severe și, în unele cazuri, sunt fatale. Disfuncția poate avea rezultate ample și neașteptate.
Disfuncția reticulului endoplasmatic a fost implicată în afecțiuni precum fibroza chistică și în bolile Alzheimer, Huntington și Parkinson. În fiecare caz, se crede că disfuncția celulară care pune stres pe ER contribuie la simptomele care se dezvoltă. Bolile care afectează Golgi includ tulburări congenitale care cauzează boli hepatice, dizabilități mintale și convulsii și, de obicei, provoacă moartea înainte ca un copil să împlinească doi ani.
O familie mare de afecțiuni cunoscute sub numele de tulburări mitocondriale poate provoca totul, de la probleme digestive până la orbire, în funcție de natura specifică a tulburării de care este afectată o persoană. Aceste afecțiuni pot fi dificil de tratat, deoarece implică de obicei defecte congenitale care provoacă leziuni la toate organelele implicate într-un anumit tip de celule.