ЋЕЛИЈСКЕ ОРГАНЕЛЕ У ЖИВОТИЊСКИМ И БИЉНИМ ЋЕЛИЈАМА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

У ћелијских органела су структуре које чине ћелије - као "малих тијела" - врше, метаболичких, синтетичке, структуралне функције производње и потрошње енергије.

Ове структуре су садржане у ћелијској цитоплазми и уопште су све еукариотске ћелије састављене од основног сета унутарћелијских органела. Оне се могу разликовати између мембранозних (имају плазма мембрану) и немемранских (недостају им плазма мембране).

Извор: пикабаи.цом

Свака органела има јединствени скуп протеина који се углавном налазе на мембрани или унутар органеле.

Постоје органеле одговорне за дистрибуцију и транспорт протеина (лизосоми), други врше метаболичке и биоенергетске функције (хлоропласти, митохондрије и пероксисоми), ћелијску структуру и кретање (филаменти и микротубуле), а постоје и они који су део површине ћелија (плазма мембрана и ћелијска стијенка).

Прокарионтске ћелије немају мембранске органеле, док у еукариотским ћелијама можемо пронаћи обе врсте органела. Ове се структуре такође могу класификовати према њиховој функцији у ћелији.

Органеле: мембране и мембране

Мембраноус органеллес

Ови органели имају плазма мембрану која омогућава одвајање унутрашњег окружења од ћелијске цитоплазме. Мембрана има везикуле и цевасте облике и може се нагурати као у глатком ендоплазматском ретикулуу или савити у органелу као у митохондријама.

Ова организација плазма мембране у органелама омогућава повећање њене површинске површине и такође формирање унутарћелијских пододељека у којима се складиште или излучују разне материје попут протеина.

Међу мембранским органелама налазимо следеће:

-Ћелијска мембрана, која ограничава ћелијске и остале ћелијске органеле.

- Груб ендоплазматски ретикулум (РЕР), место где се одвија синтеза протеина и модификација ново синтетизованих протеина.

- глатки ендоплазматски ретикулум (РЕЛ), где се синтетишу липиди и стероиди.

-Голги апарат, модификује и пакује протеине и липиде за транспорт.

-Ендосоми, учествују у ендоцитози и класификују и преусмере протеине на њихова крајња одредишта.

-Лизосоми, садрже пробавне ензиме и учествују у фагоцитози.

-Превозите везикуле, пренесите материјал и учествујте у ендоцитози и егзоцитози.

-Митохондрији и хлоропласти производе АТП који ћелији даје енергију.

-Перокисомес, бави производњом и деградације Х ₂ О ₂ и масних киселина.

Неемембрански органели

Ови органели немају плазма мембрану која би их дефинисала, а у њима се ексклузивни протеини углавном самостално састављају у полимерима који су део структурних елемената цитоскелета.

Међу небродне цитоплазматске органеле налазимо:

- Микротубуле, које чине цитоскелет заједно са актинским микрофиламентима и интермедијарним филаментима.

-Филаменти су део цитоскелета и сврставају се у микрофиламенте и интермедијарне филаменте.

-Центриоли, цилиндричне грађевине из којих потјечу базална тијела цилија.

-Рибосоми су укључени у синтезу протеина и састоје се од рибосомалне РНА (рРНА).

Органеле у животињским ћелијама

Животињска ћелија (Извор: Анимал_целл_струцтуре_ен.свг: ЛадиофХатс (Мариана Руиз) дериватни рад: Мел 23 разговор преко Викимедиа Цоммонс)

Животиње свакодневно спроводе активности заштите, храњења, варења, кретања, репродукције, па чак и смрти. Многе од ових активности се такође спроводе у ћелијама које чине ове организме, а врше их ћелијске органеле које чине ћелију.

Генерално, све ћелије у организму имају исту организацију и користе сличне механизме за обављање свих својих активности. Међутим, неке ћелије могу се толико специјализовати у једној или више функција да се разликују од осталих по томе што имају већи број или величину одређених ћелијских структура или регија.

У ћелији се могу разликовати две главне регије или одељци: језгро, које је најистакнутија органела еукариотских ћелија, и цитоплазма која садржи остале органеле и неке инклузије у цитоплазматском матриксу (попут раствора и органских молекула).

Језгро

Нуклеус је највећа органела у ћелији и представља најистакнутију карактеристику еукариотских ћелија, што је оно што их разликује од прокариотских ћелија. Добро је разграничена са две нуклеарне мембране или овојнице које имају поре. Унутар језгра је ДНК у облику хроматина (кондензованог и лакса) и нуклеола.

Нуклеарне мембране омогућавају изоловање унутрашњости језгре ћелијске цитоплазме, поред тога што служе као структура и подршка поменутог органеле. Ова коверта је састављена од спољне и унутрашње мембране. Функција нуклеарне овојнице је да спречи пролазак молекула између нуклеарне унутрашњости и цитоплазме.

Поре комплекси у нуклеарним мембранама омогућавају селективни пролаз протеина и РНА, одржавајући унутрашњи састав језгра стабилним и такође испуњавају кључне улоге у регулацији експресије гена.

Ћелијски геном је садржан у тим органелама, због чега служи као складиште генетских информација ћелије. Транскрипција и обрада РНА и репликација ДНК догађају се у језгру, а само превођење се догађа изван ове органеле.

Плазма мембране

Пластична мембрана

Мембрана плазме или ћелија је структура састављена од два слоја амфипатских липида, са хидрофобним и хидрофилним делом (липидни двослој) и неким протеинима (интегрална мембрана и периферна). Ова структура је динамична и учествује у различитим физиолошким и биохемијским процесима у ћелијама.

Плазма мембрана је одговорна за одржавање ћелије у унутрашњости изолирану од околног окружења. Контролише пролазак свих супстанци и молекула који улазе у ћелију и напуштају је кроз различите механизме попут једноставне дифузије (у корист концентрационог градијента) и активног транспорта, где су потребни транспортни протеини.

Груб ендоплазматски ретикулум

Ендоплазматски ретикулум сачињен је од мреже тубула и врећа (цистерни) који су окружени мембраном која се протеже од језгра (спољна нуклеарна мембрана). Такође је један од највећих органела у ћелијама.

Груби ендоплазматски ретикулум (РЕР) има велики број рибосома на својој спољној површини и такође садржи везикуле које се протежу до Голгијевог апарата. Део је система за синтезу протеина у ћелији. Синтетизовани протеини прелазе у РЕР резервоаре где се трансформишу, накупљају и превозе.

Секреторне ћелије и ћелије са великом количином плазма мембране, попут неурона, имају добро развијен груби ендоплазматски ретикулум. Рибосоми који чине РЕР одговорни су за синтезу секреторних протеина и протеина који чине друге ћелијске структуре, као што су лизосоми, Голгијев апарат и мембране.

Глатки ендоплазматски ретикулум

Глатки ендоплазматски ретикулум (РЕЛ) укључен је у синтезу липида и недостају му мембром повезани рибосоми. Састоји се од кратких тубула које имају тенденцију да имају цевасту структуру. Може бити одвојен од РЕР-а или бити његов наставак.

Ћелије повезане са синтезом липида и секрецијом стероида имају високо развијене РЕЛ-ове. Ова органела је такође укључена у процесе детоксикације и коњугације штетних материја, високо развијени у ћелијама јетре.

Имају ензиме који модификују хидрофобна једињења као што су пестициди и канцерогени, претварајући их у производе растворљиве у води који се лако разграђују.

Голџијев апарат

У Голгијевом апарату примају се протеини синтетизовани и модификовани у ендоплазматском ретикулуу. У овој органели, ови протеини могу да буду подвргнути другим модификацијама да би се коначно транспортовали у лизосоме, плазма мембране или били намењени за секрецију. Гликопротеини и сфингомијелин синтетишу се у Голгијевом апарату.

Ову органелу чине неке врсте врећа окружених мембраном познатом као цистерне, а оне представљају придружене везикуле. Ћелије које луче протеине кроз егзоцитозу и оне које синтетишу мембране и протеине повезане са мембраном имају високо активни Голгијев апарат.

Структура и функција Голгијевог апарата представља поларитет. Део најближи РЕР-у назива се цис-Голгијева мрежа (ЦГН) и има конвексни облик. Протеини из ендоплазматског ретикулума улазе у ово подручје да би се транспортовали унутар органеле.

Голгијев стап представља средину регије органеле и тамо се одвијају метаболичке активности те структуре. Регија сазревања комплекса Голги позната је као транс-Голгијева мрежа (ТГН), има конкаван облик и тачка је организације и дистрибуције протеина према њиховим крајњим дестинацијама.

Лизосоми

Део ћелије, укључујући лизосоме

Лизосоми су органеле који садрже ензиме који могу разградити протеине, нуклеинске киселине, угљене хидрате и липиде. У основи су пробавни систем ћелија, који разграђују биолошке полимере заробљене из спољашње стране ћелије и сопствене производе ћелије (аутофагија).

Иако могу да се добијају у различитим облицима и величинама, зависно од производа који је снимљен за варење, ове органеле су углавном густе сферне вакуоле.

Честице заробљене ендоцитозом превозе се у ендосоме, који касније сазревају у лизосоме агрегацијом киселих хидролазе из Голгијевог апарата. Ове хидролазе одговорне су за разградњу протеина, нуклеинских киселина, полисахарида и липида.

Пероксисоми

Графички приказ пероксисома.
Извор: Роцк 'н Ролл

Пероксизоми су мале органеле (микротела) са једноставном плазма мембраном, која садржи оксидативне ензиме (пероксидазе). Оксидација Реакција врши ових ензима ствара водоник пероксид (Х ₂ О ₂ ).

У овим органела, каталаза је одговорна за регулисање и варења Х ₂ О _{2 би} контролисање ћелијску концентрацију. Ћелије јетре и бубрега имају значајне количине пероксизома, које су главни центри за детоксикацију у телу.

Број пероксисома садржаних у ћелији је регулисан као одговор на исхрану, конзумирање одређених лекова и као одговор на различите хормонске стимулусе.

Митохондрије

Митохондрије. Преузето и уредјено из: ЛадиофХатс.

Ћелије које троше и стварају значајне количине енергије (као што су пругасте мишићне ћелије) имају обилне количине митохондрија. Ови органели играју критичну улогу у производњи метаболичке енергије у ћелијама.

Они су одговорни за производњу енергије у облику АТП-а из деградације угљених хидрата и масних киселина, кроз процес оксидативне фосфорилације. Такође се могу описати као мобилни генератори снаге који се могу кретати по ћелији, обезбеђујући потребну енергију.

За митохондрије је карактеристично да садрже сопствену ДНК и могу да кодирају тРНА, рРНА и неке протеине митохондрије. Већина протеина митохондрија се преводи на рибосомима и транспортује се у митохондрије дејством специфичних сигнала.

Скупљање митохондрија укључује протеине кодиране њиховим сопственим геномом, остале протеине кодиране у нуклеарном геному и протеине увезене из цитосола. Број ових органела повећава се дељењем током интерфазе, иако ове поделе нису синхронизоване са ћелијским циклусом.

Рибозоми

Рибосоми су мале органеле које учествују у синтези протеина. Они су састављени од две подјединице једна на другу, која садржи протеине и РНК. Они играју важну улогу у конструкцији полипептидних ланаца током превођења.

Рибосоми се могу наћи у цитоплазми или су повезани са ендоплазматским ретикулумом. Активним учешћем у синтези протеина, вежу их мРНА у ланцима до пет рибосома који се називају полирибосоми. Ћелије специјализоване за синтезу протеина имају велике количине ових органела.

Органеле у биљним ћелијама

Морфоанатомија биљне ћелије (Извор: Ӕвар Арнфјорð Бјармасон / галерија путем Викимедиа Цоммонс)

Већина претходно описаних органела (језгра, ендоплазматски ретикулум, Голгијев апарат, рибосоми, плазма мембрана и пероксисоми) налазе се као део биљних ћелија, где у основи обављају исте функције као у ћелијама животиња.

Главни органели у биљним ћелијама који их разликују од осталих организама су пластиде, вакуоле и ћелијска стијенка. Ови органели су окружени цитоплазматском мембраном.

Ћелијски зид

Ћелијска стијенка је глукопротеинска мрежа која постоји у практично свим биљним ћелијама. Он игра важну улогу у ћелијској размени супстанци и молекула и у циркулацији воде на различитим удаљеностима.

Ову структуру чине целулоза, хемицелулозе, пектини, лигнин, суберин, фенолни полимери, јони, вода и различити структурни и ензимски протеини. Ова органела потиче из цитокинезе уметањем ћелијске плоче, која је преграда настала фузијом Голгијевих везикула у средини митотске фигуре.

Сложени полисахариди ћелијских зидова синтетизовани су у Голгијевом апарату. Ћелијска стијенка, позната и као изванстанични матрикс (ЕЦМ), не само да даје жилавост и дефинисане облике ћелији, већ и учествује у процесима као што су ћелијски раст, диференцијација и морфогенеза и одговори на подстицаје из окружења.

Вацуолес

Вакуоле су једна од највећих органела присутних у биљним ћелијама. Окружени су једноставном мембраном и обликују се у вреће, у којима се чувају воде и резервне материје као што су скроб и масти или отпадне материје и соли. Они су састављени од хидролизних ензима.

Они интервенишу у процесима егзоцитозе и ендоцитозе. Протеини који се преносе из Голгијевог апарата улазе у вакуоле, које преузимају функцију лизосома. Такође учествују у одржавању притиска тургора и осмотске равнотеже.

Пластидс

Пластиде су органеле окружене двоструком мембраном. Они су класификовани у хлоропласте, амилопласте, хромопласте, олеинопласте, протеинопласте, пропласте и етиопласте.

Ови органели су полуаутономни, јер садрже сопствени геном познат као нуклеоид у матрици или строму органеле, као и машине за репликацију, транскрипцију и превод.

Пластиди испуњавају различите функције у биљним ћелијама, попут синтезе супстанци и складиштења хранљивих материја и пигмената.

Врсте пластида

Хлоропласти се сматрају најважнијим пластиидима. Они су међу највећим органелама у ћелијама и налазе се у разним регионима унутар ње. Присутни су у зеленом лишћу и ткивима, садрже хлорофил. Они интервенишу у хватању соларне енергије и фиксацији атмосферског угљеника у процесу фотосинтезе.

-Амилопласти се налазе у резервним ткивима. Они немају хлорофил и пуни су шкроба, који служе као складиште за њих и такође учествују у гравитропској перцепцији у коријенској капици.

-Хромопласти чувају пигменте зване каротени, који су повезани са наранчастом и жутом бојом јесењег лишћа, цвећа и плодова.

-Олеинопласти чувају уља док протеинопласти чувају протеине.

-Пропластидије су мали пластиди који се налазе у меристематским ћелијама коријена и стабљика. Њихова функција није баш јасна, иако се верује да су прекурсори за остале пластиде. Реформација пропластида повезана је са поновном диференцијацијом неких зрелих пластида.

-Етиопласти се налазе у котиледонима биљака које се гаје у мраку. Изложени на светлост, они се брзо диференцирају у хлоропласте.

Референце

1. Албертс, Б., и Браи, Д. (2006). Увод у ћелијску биологију. Панамерицан Медицал Ед.
2. Бриар, Ц., Габриел, Ц., Лассерсон, Д., & Схаррацк, Б. (2004). Основе нервног система. Елсевиер,
3. Цоопер, ГМ, Хаусман, РЕ и Вригхт, Н. (2010). Ћелија. (стр. 397-402). Марбан.
4. Флорес, РЦ (2004). Биологија 1. Редакција Прогресо.
5. Јименез Гарциа, Л. Ј и Х. Мерцханд Лариос. (2003). Ћелијска и молекуларна биологија. Мексико. Редакција Пеарсон Едуцатион.
6. Лодисх, Х., Берк, А., Зипурски, СЛ, Матсудаира, П., Балтиморе, Д., и Дарнелл, Ј. (2003). Молекуларна ћелијска биологија. Пето издање. Нев Иорк: ВХ Фрееман.
7. Маглоире, К. (2012). Разбијање АП испита из биологије. Принцетон Ревиев.
8. Пиерце, БА (2009). Генетика: концептуални приступ. Панамерицан Медицал Ед.
9. Росс, МХ, Павлина, В. (2006). Хистологија. Уредништво Медица Панамерицана.
10. Сандовал, Е. (2005). Технике примењене у истраживању анатомије биљака (Вол. 38). УНАМ.
11. Сцхеффлер, И. (2008). Митохондрије. Друго издање. Вилеи
12. Старр, Ц., Таггарт, Р., Еверс, Ц., и Старр, Л. (2015). Биологија: Јединство и разноликост живота. Нелсон Едуцатион.
13. Стилле, Д. (2006). Животињске ћелије: Најмање јединице живота. Истраживање науке.
14. Тортора, ГЈ, Функе, БР, & Цасе, ЦЛ (2007). Увод у микробиологију. Панамерицан Медицал Ед.