Co jsou organely?

Organely jsou malé struktury, které provádějí velmi specifické funkce v buňkách.Termín je odkazem na orgány a přirovnává způsob, jakým tyto struktury fungují v buňkách ke způsobu, jakým orgány fungují v těle.Uvnitř různých typů rostlinných, živočišných a bakteriálních buněk lze nalézt řadu různých organel.Každý z nich má svůj vlastní důležitý úkol, jako je výroba energie nebo výrobní proteiny.

Typy

Tyto struktury mají širokou škálu funkcí, z nichž většina jsou úkoly, které jsou kritické pro život buňky.Nejdůležitějšími strukturami jsou jádro, endoplazmatické retikulum (ER), Golgi aparát, mitochondrie a chloroplasty.Každý z nich má tendenci být umístěn ve specifických oblastech buněk.Obvykle je jádro umístěno v blízkosti středu, s ER a Golgi umístěnou poblíž a zbývající organely se šíří v buňce.

Typ a počet organel přítomných v buňce se liší v závislosti na účelu buněk.Například téměř všechny rostlinné a zvířecí buňky obsahují jádro, s pozoruhodnou výjimkou zralých červených krvinek, které neobsahují žádné organely ani genetický materiál.Dalším příkladem je, že svalové buňky obvykle mají mnohem více mitochondrií než jiné typy buněk, protože pro účinné fungování svalových buněk je zapotřebí více energie.

Struktura

Vědci věří, že celkovým důvodem, proč se organely vyvinuly, je to, že buňky těží z izolace mnoha komplexních chemických reakcí, které se v nich vyskytují.V rámci rostlinných a živočišných buněk je každý z nich uzavřen ve své vlastní membráně, což pomáhá funkci jednotky.Jednou z hlavních výhod této ochrany je to, že v rámci membránové jednotky mohou být chemické podmínky, jako je pH, modifikovat bez ovlivnění celé buňky.Podobně je obsah každého z nich izolován od toho, co se vyskytuje v buňce obecně.

Některé organely jsou tak velké, že jejich tvar a povrch lze vidět pod světelným mikroskopem.Patří mezi ně mitochondrie a Golgi, stejně jako buněčné jádro.K jejich prohlížení je však nutný elektronový mikroskop.Teprve tehdy, dokud tyto struktury mohly být zkoumány elektronovou mikroskopií, začali vědci chápat, jak fungují.

Produkce energie

Mitochondrie jsou zodpovědné za poskytování použitelné energie buněk.Nacházejí se v nejsložitějších organismech, včetně hub a rostlin i zvířat.Hlavní funkcí těchto struktur je produkovat molekulu zvanou adenosin triphosfát nebo ATP, který je hlavním zdrojem energie v zvířecích a houbových buňkách a sekundárním zdrojem rostlin.Mitochondrie mají také další funkce, včetně regulace metabolismu buněk a skladování vápníku.

Některé organely se nacházejí pouze v rámci konkrétního typu organismu.Nejznámějším příkladem jsou chloroplasty, které se vyskytují pouze v buňkách rostlin a řas.Chloroplasty používají sluneční světlo k produkci glukózy v procesu známém jako fotosyntéza.Dalším příkladem je karboxysom, který se nachází pouze u některých bakteriálních druhů.Karboxysomy umožňují bakteriím proměnit uhlík na organické molekuly, které mohou použít pro energii.

Produkce proteinů a interakce DNA

Mnoho organel je schopno navzájem komunikovat, a to buď kvůli jejich blízkosti, nebo prostřednictvím chemické signalizace.Například endoplazmatické retikulum se připojuje k Golgimu aparátu a obě tyto jednotky jsou zapojeny do výroby nových proteinů.Nové proteiny se vyrábějí v endoplazmatickém retikulu a odtud se přesouvají do Golgiho, kde jsou upraveny a zabaleny pro transport na jiná místa v buňce.

Dalším příkladem této komunikace je ta, která se vyskytuje mezi jádrem buňky a ostatními organely v ní.Ačkoli jádro a DNA, které obsahuje, se fyzicky spojují s othER buněčné struktury, komunikují se zbytkem buňky prostřednictvím proteinových signalizačních molekul.Membrána, která obklopuje jádro, řídí to, co může vstoupit a ponechat strukturu, omezením provozu na speciální proteiny, které jsou schopny interagovat s řetězci DNA.

Nemoci

Stejně jako větší orgány mohou být ovlivněny zdravotními problémy, mohou být jednotlivé organely také vystaveny zdravotním stavům a vrozeným poruchám.Tyto struktury jsou tak nezbytné pro buněčnou funkci, že onemocnění, která je ovlivňují, často způsobují závažné příznaky a v některých případech jsou fatální.Dysfunkce může mít rozsáhlé a neočekávané výsledky.

Endoplazmatická dysfunkce retikula byla zapojena do podmínek, jako je cystická fibróza, a v nemocích Alzheimerových, Huntingtonových a Parkinsonových nemocí.V každém případě se předpokládá, že buněčná dysfunkce, která klade důraz na ER, přispívá k příznakům, které se vyvíjejí.Mezi nemoci, které ovlivňují Golgi, zahrnují vrozené poruchy, které způsobují onemocnění jater, duševní postižení a záchvaty, a obvykle způsobují smrt před dosažením dvou let.

Velká rodina podmínek známých jako mitochondriální poruchy může způsobit vše od trávicího problémů po slepotu, v závislosti na konkrétní povaze poruchy, kterou je osoba ovlivněna.Tyto podmínky mohou být obtížné léčit, protože obvykle zahrnují vrozené defekty, které způsobují poškození všech organel zapojených v daném typu buňky.