Organelle

Szczegóły
organelli
Wymowa / ɔːr ɡ ə n ɛ l _ /
Część Komórka
Identyfikatory
łacina Organella
Siatka D015388
TH H1.00.01.0.00009
FMA 63832
Anatomiczne warunki mikroanatomii

W biologii komórki organelle to wyspecjalizowana podjednostka, zwykle w komórce , która ma określoną funkcję. Nazwa organelle pochodzi od idei, że te struktury są częściami komórek, tak jak narządy są dla ciała , stąd organelle, a przyrostek -elle jest zdrobnieniem . Organelle są albo oddzielnie zamknięte we własnych dwuwarstwach lipidowych (zwane także organellami związanymi z błoną) lub są przestrzennie odrębnymi jednostkami funkcjonalnymi bez otaczającej dwuwarstwy lipidowej (organelle niezwiązane z błoną). Chociaż większość organelli to jednostki funkcjonalne w komórkach, niektóre jednostki funkcjonalne, które rozciągają się poza komórki, są często określane jako organelle, takie jak rzęski , wić i archaellum oraz trichocysta.

Organelle są identyfikowane za pomocą mikroskopii i mogą być również oczyszczane przez frakcjonowanie komórek . Istnieje wiele rodzajów organelli, szczególnie w komórkach eukariotycznych . Obejmują one struktury tworzące system błony wewnętrznej (takie jak otoczka jądrowa , retikulum endoplazmatyczne i aparat Golgiego ) oraz inne struktury, takie jak mitochondria i plastydy . Podczas gdy prokarioty nie posiadają organelli eukariotycznych, niektóre zawierają białko mikrokompartmenty bakteryjne w skorupkach , o których uważa się, że działają jak prymitywne organelle prokariotyczne ; istnieją również dowody na istnienie innych struktur związanych z błoną. Również prokariotyczna wici , która wystaje na zewnątrz komórki i jej silnik, jak również w dużej mierze pozakomórkowy pilus , są często określane jako organelle.

Historia i terminologia

Biologia komórki
Schemat komórki zwierzęcej
Animal Cell.svg
Składniki typowej komórki zwierzęcej:
  1. jądro
  2. Jądro
  3. Rybosom (kropki jako część 5)
  4. Pęcherzyk
  5. Szorstka siateczka śródplazmatyczna
  6. Aparat Golgiego (lub ciało Golgiego)
  7. Cytoszkielet
  8. Gładka siateczka śródplazmatyczna
  9. mitochondrium
  10. wakuola
  11. Cytosol (płyn zawierający organelle , z którym zawiera cytoplazmę )
  12. Lizosom
  13. centrosom
  14. Błona komórkowa

W biologii narządy definiuje się jako zamknięte jednostki funkcjonalne w organizmie . Analogia nawet od wczesnych prac autorzy odpowiednich podręczników rzadko rozwijają rozróżnienie między nimi.

W latach trzydziestych XIX wieku Félix Dujardin obalił teorię Ehrenberga , według której mikroorganizmy mają te same narządy co zwierzęta wielokomórkowe, tylko mniejsze.

Uznaje się, że jako pierwszy użył zdrobnienia organ (tj. mały organ) dla struktur komórkowych, był niemiecki zoolog Karl August Möbius (1884 ) , który użył terminu organula (liczba mnoga od organulum , zdrobnienie od łacińskiego organum ). W przypisie, który został opublikowany jako sprostowanie w kolejnym numerze czasopisma, uzasadnił swoją sugestię nazywania narządów organizmów jednokomórkowych „organellami”, ponieważ są one tylko różnie ukształtowanymi częściami jednej komórki, w przeciwieństwie do organów wielokomórkowych organizmów wielokomórkowych .

typy

Podczas gdy większość biologów komórkowych uważa termin organelle za synonim przedziału komórkowego , przestrzeni często ograniczonej przez jedną lub dwie dwuwarstwy lipidowe, niektórzy biolodzy zajmujący się komórkami ograniczają ten termin tak, aby obejmował tylko te przedziały komórkowe, które zawierają kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA), który pochodzi z z dawniej autonomicznych mikroskopijnych organizmów nabytych w drodze endosymbiozy .

Pierwsza, szersza koncepcja organelli mówi, że są to struktury związane z błoną. Jednak nawet przy użyciu tej definicji niektóre części komórki, które okazały się odrębnymi jednostkami funkcjonalnymi, nie kwalifikują się jako organelle. Dlatego stosowanie organelli w odniesieniu do struktur niezwiązanych z błoną, takich jak rybosomy, jest powszechne i akceptowane. [ Konieczna weryfikacja ] Doprowadziło to w wielu tekstach do rozróżnienia między organellami związanymi z błoną i niezwiązanymi z błoną . Organelle niezwiązane z błoną, zwane także dużymi kompleksami biomolekularnymi , to duże zespoły makrocząsteczek , które wykonują określone i wyspecjalizowane funkcje, ale brakuje im granic błonowych. Wiele z nich określa się jako „organelle białkowe”, ponieważ ich główna struktura jest zbudowana z białek. Takie struktury komórkowe obejmują:

Mechanizmy, dzięki którym takie organelle niezwiązane z błoną tworzą i zachowują swoją integralność przestrzenną, porównano do rozdzielania faz ciecz-ciecz .

Druga, bardziej restrykcyjna definicja organelli obejmuje tylko te przedziały komórkowe, które zawierają kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA), który pochodzi z dawniej autonomicznych mikroskopijnych organizmów nabytych w drodze endosymbiozy .

Stosując tę ​​definicję, istniałyby tylko dwie szerokie klasy organelli (tj. te, które zawierają własne DNA i pochodzą z bakterii endosymbiotycznych ):

Sugerowane są również inne organelle [ przez kogo? ] mają endosymbiotyczne pochodzenie, ale nie zawierają własnego DNA [ potrzebne źródło ] (zwłaszcza wici – patrz ewolucja wici ).

Organelle eukariotyczne

eukariotyczne są strukturalnie złożone iz definicji są częściowo zorganizowane przez wewnętrzne przedziały, które same są otoczone błonami lipidowymi przypominającymi najbardziej zewnętrzną błonę komórkową . Większe organelle, takie jak jądro i wakuole , są łatwo widoczne pod mikroskopem świetlnym . Były jednymi z pierwszych odkryć biologicznych dokonanych po wynalezieniu mikroskopu .

Nie wszystkie komórki eukariotyczne mają każdą z wymienionych poniżej organelli. Wyjątkowe organizmy mają komórki, które nie zawierają niektórych organelli, które w przeciwnym razie można by uznać za uniwersalne dla eukariontów (takich jak mitochondria). Istnieją również sporadyczne wyjątki od liczby błon otaczających organelle, wymienionych w poniższych tabelach (np. niektóre, które są wymienione jako podwójna błona, są czasami spotykane z pojedynczą lub potrójną błoną). Ponadto liczba poszczególnych organelli każdego typu występujących w danej komórce różni się w zależności od funkcji tej komórki.

Główne organelle eukariotyczne
Organelle Główna funkcja Struktura Organizmy Notatki
Błona komórkowa oddziela wnętrze wszystkich komórek od środowiska zewnętrznego (przestrzeni zewnątrzkomórkowej), co chroni komórkę przed jej otoczeniem. dwuwarstwowy, płynny arkusz fosfolipidów wszystkie eukarionty
Ściana komórkowa Ściana komórkowa jest sztywną strukturą złożoną z celulozy, która nadaje komórce kształt, pomaga utrzymać organelle wewnątrz komórki i nie pozwala komórce pęknąć pod wpływem ciśnienia osmotycznego. różny rośliny, protisty, rzadkie organizmy kleptoplastyczne
chloroplast ( plastyd ) fotosynteza , wychwytuje energię ze światła słonecznego komora z podwójną membraną rośliny, glony, rzadkie organizmy kleptoplastyczne ma własne DNA; teoretyzuje się, że zostanie pochłonięty przez przodkową archaeplastydową (endosymbioza)
retikulum endoplazmatyczne translacja i fałdowanie nowych białek (retikulum endoplazmatyczne szorstkie), ekspresja lipidów (retikulum endoplazmatyczne gładkie) komora z pojedynczą membraną wszystkie eukarionty szorstka siateczka śródplazmatyczna jest pokryta rybosomami, ma fałdy, które są płaskimi workami; gładka retikulum endoplazmatyczne ma fałdy, które są rurkowate
rozłóg lokomocja, czuciowy białko niektóre eukarionty
Aparat Golgiego sortowanie, pakowanie, przetwarzanie i modyfikacja białek komora z pojedynczą membraną wszystkie eukarionty cis-face (wypukły) najbliższy szorstkiej retikulum endoplazmatycznemu; trans-face (wklęsły) najdalej od szorstkiej retikulum endoplazmatycznego
mitochondrium wytwarzanie energii z utleniania substancji glukozy i uwalniania trifosforanu adenozyny komora z podwójną membraną większość eukariontów element budujący chondriom ; ma własne DNA; teoretyzuje się, że został pochłonięty przez przodkową komórkę eukariotyczną (endosymbioza)
jądro Utrzymanie DNA, kontroluje wszystkie czynności komórki, transkrypcję RNA komora z podwójną membraną wszystkie eukarionty zawiera większość genomu
wakuola przechowywanie, transport, pomaga w utrzymaniu homeostazy komora z pojedynczą membraną wszystkie eukarionty

Mitochondria i plastydy, w tym chloroplasty, mają podwójną błonę i własne DNA . Zgodnie z teorią endosymbiozy uważa się, że pochodzą one od niecałkowicie skonsumowanych lub atakujących organizmów prokariotycznych .

Drobne organelle eukariotyczne i składniki komórkowe
Organelle/Makrocząsteczki Główna funkcja Struktura Organizmy
akrosom pomaga plemnikom połączyć się z komórką jajową komora z pojedynczą membraną większość zwierząt (w tym gąbki)
autofagosom pęcherzyk, który sekwestruje materiał cytoplazmatyczny i organelle w celu degradacji komora z podwójną membraną wszystkie eukarionty
centriola kotwica dla cytoszkieletu , organizuje podziały komórkowe poprzez tworzenie włókien wrzecionowatych Białko mikrotubuli Zwierząt
migawka ruch w lub z nośnika zewnętrznego; „krytyczny rozwojowy szlak sygnałowy”. Białko mikrotubuli zwierzęta, protisty, nieliczne rośliny
cnidocysta kłujący zwinięta pusta rurka cnidarianie
aparat oczny wykrywa światło, umożliwiając fototaksję zielone algi i inne jednokomórkowe organizmy fotosyntetyzujące , takie jak euglenidy
glikosom przeprowadza glikolizę komora z pojedynczą membraną Niektóre pierwotniaki , takie jak trypanosomy .
glioksysom przemiana tłuszczu w cukry komora z pojedynczą membraną rośliny
wodorosom produkcja energii i wodoru komora z podwójną membraną kilka jednokomórkowych eukariontów
lizosom rozpad dużych cząsteczek (np. białka + polisacharydy) komora z pojedynczą membraną Zwierząt
melanosom przechowywanie pigmentu komora z pojedynczą membraną Zwierząt
mitosom prawdopodobnie odgrywa rolę w tworzeniu skupisk żelaza i siarki (Fe – S). komora z podwójną membraną kilka jednokomórkowych eukariontów pozbawionych mitochondriów
miofibryle skurcz miocytów wiązki włókien Zwierząt
jąderko produkcja prerybosomów białko–DNA–RNA większość eukariontów
oceloidalny wykrywa światło i prawdopodobnie kształty, umożliwiając fototaksję komora z podwójną membraną przedstawiciele rodziny Warnowiaceae
nawiasy nie scharakteryzowane nie scharakteryzowane grzyby
peroksysom rozkład metabolicznego nadtlenku wodoru komora z pojedynczą membraną wszystkie eukarionty
porowaty portal wydzielniczy komora z pojedynczą membraną wszystkie eukarionty
proteasom degradacja niepotrzebnych lub uszkodzonych białek przez proteolizę bardzo duży kompleks białkowy wszystkie eukarionty, wszystkie archeony i niektóre bakterie
rybosom (80S) translacja RNA na białka Białko RNA wszystkie eukarionty
granulka stresu przechowywanie mRNA bez membrany

( kompleksy mRNP )

większość eukariontów
domena TIGERa białka kodujące mRNA bez membrany większość organizmów
pęcherzyk transport materiałów komora z pojedynczą membraną wszystkie eukarionty

Inne powiązane struktury:

Organelle prokariotyczne

(A) Mikrografia elektronowa komórek Halothiobacillus neapolitanus , strzałki podkreślają karboksysomy . (B) Obraz nienaruszonych karboksysomów wyizolowanych z H. neapolitanus . Paski skali mają 100 nm.
Struktura Candidatus Brocadia anammoxidans , przedstawiająca anammoksosom i błonę wewnątrzcytoplazmatyczną

Prokarionty nie są tak złożone strukturalnie jak eukarionty i kiedyś uważano, że mają niewielką organizację wewnętrzną i nie mają przedziałów komórkowych ani błon wewnętrznych ; ale powoli pojawiają się szczegóły dotyczące wewnętrznych struktur prokariotycznych, które obalają te założenia. Wczesnym fałszywym zwrotem był pomysł opracowany w latach 70. XX wieku, że bakterie mogą zawierać błony komórkowej zwane mezosomami , ale później wykazano, że są to artefakty wytwarzane przez chemikalia używane do przygotowania komórek do mikroskopii elektronowej .

Jednak istnieje coraz więcej dowodów na kompartmentalizację przynajmniej u niektórych prokariotów. Ostatnie badania wykazały, że przynajmniej niektóre prokarioty mają mikrokompartmenty , takie jak karboksysomy . Te przedziały subkomórkowe mają średnicę 100–200 nm i są otoczone otoczką białek. Jeszcze bardziej uderzający jest opis magnetosomów związanych z błoną u bakterii, zgłoszony w 2006 roku.

Typ bakteryjny Planctomycetota ujawnił szereg cech kompartmentalizacji. Plan komórkowy Planctomycetota obejmuje błony wewnątrzcytoplazmatyczne, które oddzielają cytoplazmę na paryfoplazmę (zewnętrzną przestrzeń wolną od rybosomów) i pirellulosom (lub ryboplazmę, wewnętrzną przestrzeń zawierającą rybosom). Związane z błoną anammoksosomy odkryto w pięciu rodzajach Planctomycetota „anammox”, które przeprowadzają beztlenowe utlenianie amonu . W gatunku Planctomycetota Gemmata obscuriglobus opisano strukturę podobną do jądra otoczoną błonami lipidowymi.

Kompartmentalizacja jest cechą prokariotycznych struktur fotosyntetycznych . Fioletowe bakterie mają „chromatofory” , które są centrami reakcji znajdującymi się w zagłębieniach błony komórkowej. Bakterie zielonej siarki mają chlorosomy , które są fotosyntetycznymi kompleksami antenowymi , które są związane z błonami komórkowymi. Cyjanobakterie mają wewnętrzne błony tylakoidów do fotosyntezy zależnej od światła ; badania wykazały, że błona komórkowa i błony tylakoidów nie są ze sobą ciągłe.

Organelle prokariotyczne i składniki komórkowe
Organelle/makrocząsteczki Główna funkcja Struktura Organizmy
anammoksoom beztlenowe utlenianie amonu błona lipidowa drabiny Bakterie Candidatus w obrębie Planctomycetota
karboksysom Mocowanie węglowe mikrokompartment bakteryjny w otoczce białkowej niektóre bakterie
chlorosom fotosynteza kompleks zbierający światło przyłączony do błony komórkowej zielone bakterie siarkowe
rozłóg ruch w ośrodku zewnętrznym włókno białkowe niektóre prokarioty
magnetosom orientacja magnetyczna kryształ nieorganiczny, błona lipidowa bakterie magnetotaktyczne
nukleoid Konserwacja DNA, transkrypcja do RNA białko DNA prokarioty
pilus Adhezja do innych komórek w celu koniugacji lub do stałego podłoża w celu wytworzenia sił ruchomych. podobny do włosów wyrostek wystający (choć częściowo osadzony w) błonie plazmatycznej komórki prokariotyczne
plazmid wymiana DNA koliste DNA niektóre bakterie
rybosom (70S) translacja RNA na białka Białko RNA bakterie i archeony
błony tylakoidów fotosynteza białka i pigmenty fotosystemu głównie sinice

Zobacz też

Linki zewnętrzne


Zasoby biblioteczne o Zasobach Organelle
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Organelle&oldid=1138750158 ”