LĄSTELINĖS ORGANELĖS GYVŪNŲ IR AUGALŲ LĄSTELĖSE: SAVYBĖS, FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Į mobiliuosius organoidus yra struktūros, kurios sudaro ląstelės - kaip "mažų organų" - jie atlieka, medžiagų apykaitos, sintetinis, struktūrines funkcijas gamybos ir energijos vartojimo.

Šios struktūros yra ląstelių citoplazmoje ir apskritai visas eukariotines ląsteles sudaro pagrindinis ląstelių organelių rinkinys. Jie gali būti atskirti membraniniai (jie turi plazminę membraną) ir nemembraniniai (jiems trūksta plazminės membranos).

Šaltinis: pixabay.com

Kiekviena organelė turi unikalų baltymų rinkinį, kuris paprastai yra ant membranos arba organelės viduje.

Yra organelės, atsakingos už baltymų (lizosomų) pasiskirstymą ir pernešimą, kitos atlieka medžiagų apykaitos ir bioenergetines funkcijas (chloroplastai, mitochondrijos ir peroksisomos), ląstelių struktūrą ir judėjimą (siūlai ir mikrotubuliai), ir yra tokių, kurios yra paviršiaus dalis. ląstelė (plazminė membrana ir ląstelės siena).

Prokariotų ląstelėse trūksta membraninių organelių, tuo tarpu eukariotų ląstelėse galime rasti abi organelių rūšis. Šios struktūros taip pat gali būti klasifikuojamos pagal jų funkciją ląstelėje.

Organelės: membranos ir be membranos

Membraninės organelės

Šie organeliai turi plazminę membraną, leidžiančią atskirti vidinę aplinką nuo ląstelės citoplazmos. Membranos formos yra vezikulinės ir vamzdinės formos ir gali būti klostomos kaip sklandžiame endoplazminiame retikulume arba sulankstytos į organelę kaip mitochondrijose.

Toks plazminės membranos organizavimas organelėse leidžia padidinti jų paviršiaus plotą ir taip pat sudaryti tarpląstelinius pogrupius, kuriuose kaupiamos ar išskiriamos įvairios medžiagos, tokios kaip baltymai.

Tarp membranos organelių randame:

-Ląstelinė membrana, ribojanti ląstelę ir kitus ląstelės organelius.

- tikslus endoplazminis retikulumas (RER) - vieta, kur vyksta baltymų sintezė ir naujai sintezuotų baltymų modifikavimas.

-Labas endoplazminis retikulumas (REL), kuriame sintetinami lipidai ir steroidai.

-Golgi aparatas, modifikuoja ir pakuoja baltymus ir lipidus transportavimui.

-Endosomos, dalyvauja endocitozėje, taip pat klasifikuoja ir nukreipia baltymus į savo galutinę paskirtį.

-Lizosomos, turi virškinimo fermentus ir dalyvauja fagocitozėje.

-Transportuokite pūsleles, išverskite medžiagą ir dalyvaukite endocitozėje ir egzocitozėje.

-Mitochondrijos ir chloroplastai gamina ATP, aprūpindami ląstelę energija.

-Peroxisomes, dalyvaujančių gaminant ir skilimo H ₂ O ₂ ir riebalų rūgščių.

Nemalonios organelės

Šie organeliai neturi juos apibrėžiančios plazminės membranos, o juose išskirtiniai baltymai paprastai kaupiasi į polimerus, kurie yra struktūriniai citoskeleto elementai.

Tarp nesandarių citoplazminių organelių randame:

- mikrotubulėliai, sudarantys citoskeletą kartu su aktino mikrofilamentais ir tarpiniais siūlais.

- Filamenai yra citoskeleto dalis ir yra skirstomi į mikrofilamentus ir tarpinius siūlus.

-Centrioli, cilindrinės struktūros, iš kurių gaunami žandikaulio baziniai kūnai.

-Ribosomos, dalyvauja baltymų sintezėje ir yra sudarytos iš ribosomų RNR (rRNR).

Organelės gyvūnų ląstelėse

Gyvūno ląstelė (Šaltinis: Animal_cell_structure_en.svg: LadyofHats (Mariana Ruiz) išvestinis darbas: Mel 23 pokalbis per Wikimedia Commons)

Gyvūnai kasdien vykdo apsaugą, šėrimą, virškinimą, judėjimą, dauginimąsi ir net mirtį. Daugelį šios veiklos rūšių taip pat atlieka ląstelės, kurios sudaro šiuos organizmus, ir jas atlieka ląstelės organelės, sudarančios ląstelę.

Apskritai, visos organizmo ląstelės turi tą pačią organizaciją ir visoms savo veikloms naudoja panašius mechanizmus. Tačiau kai kurios ląstelės gali tiek specializuotis vienoje ar keliose funkcijose, kad jos skiriasi nuo kitų tuo, kad turi didesnį tam tikrų ląstelių struktūrų ar regionų skaičių ar dydį.

Ląstelėse galima atskirti du pagrindinius regionus arba skyrius: branduolį, kuris yra ryškiausias eukariotinių ląstelių organelis, ir citoplazmą, kurioje yra kiti organeliukai ir kai kurie intarpai citoplazmos matricoje (pvz., Tirpios medžiagos ir organinės molekulės).

Core

Branduolys yra didžiausia ląstelės organelė ir atspindi ryškiausias eukariotų ląstelių savybes, nes jos išskiria iš prokariotinių ląstelių. Jį gerai atskiria dvi branduolinės membranos arba vokai, turintys poras. Branduolyje yra chromatino (kondensuotos ir laisvos) DNR forma ir branduolys.

Branduolinės membranos leidžia izoliuoti ląstelės citoplazmos branduolio vidų, be to, kad jos tarnaus kaip minėtų organelių struktūra ir atrama. Šis vokas sudarytas iš išorinės ir vidinės membranos. Branduolinio apvalkalo funkcija yra užkirsti kelią molekulių praleidimui tarp branduolio vidaus ir citoplazmos.

Porų kompleksai branduolio membranose leidžia selektyviai pereiti baltymus ir RNR, išlaikant stabilią vidinę branduolio sudėtį ir atliekant pagrindinius vaidmenis reguliuojant genų ekspresiją.

Ląstelės genomas yra šiuose organeliuose, todėl jis yra ląstelės genetinės informacijos sandėlis. RNR transkripcija ir perdirbimas bei DNR replikacija vyksta branduolyje ir tik transliacija vyksta už šios organelės ribų.

Plazmos membrana

Plastikinė membrana

Plazmos arba ląstelės membrana yra struktūra, susidedanti iš dviejų amfipatinių lipidų sluoksnių, turinčių hidrofobinę ir hidrofilinę dalis (lipidų dvisluoksnį sluoksnį) ir kai kuriuos baltymus (vientisą membraną ir periferinę). Ši struktūra yra dinamiška ir dalyvauja įvairiuose fiziologiniuose ir biocheminiuose procesuose ląstelėse.

Plazmos membrana yra atsakinga už tai, kad ląstelės vidus būtų izoliuotas nuo supančios aplinkos. Tai kontroliuoja visų medžiagų ir molekulių, patenkančių į ląstelę ir iš jos, praeinamumą įvairiais mechanizmais, tokiais kaip paprasta difuzija (palaikant koncentracijos gradientą) ir aktyvusis transportas, kai reikalingi transportavimo baltymai.

Šiurkštus endoplazminis retikulumas

Endoplazminis retikulumas yra sudarytas iš kanalėlių ir maišų (cisternų) tinklo, kurį supa membrana, besitęsianti iš branduolio (išorinė branduolinė membrana). Tai taip pat yra viena didžiausių organelių ląstelėse.

Šiurkštus endoplazminis retikulumas (RER) turi daug ribosomų išoriniame paviršiuje, jame taip pat yra pūslelių, išsikišančių į Golgi aparatą. Tai yra ląstelės baltymų sintezės sistemos dalis. Susintetinti baltymai patenka į RER rezervuarus, kur jie yra transformuojami, kaupiami ir transportuojami.

Sekretorinės ląstelės ir ląstelės, turinčios didelį kiekį plazminės membranos, pavyzdžiui, neuronai, turi gerai išvystytą grubų endoplazminį retikulą. RER sudarančios ribosomos yra atsakingos už sekrecinių baltymų ir baltymų, sudarančių kitas ląstelių struktūras, tokias kaip lizosomos, Golgi aparatas ir membranos, sintezę.

Lygus endoplazminis retikulumas

Lygus endoplazminis retikulumas (REL) dalyvauja lipidų sintezėje ir jam trūksta su membranomis susijusių ribosomų. Jis sudarytas iš trumpų kanalėlių, turinčių vamzdinę struktūrą. Jis gali būti atskiras nuo RER arba būti jo pratęsimas.

Ląstelės, susijusios su lipidų sinteze ir steroidų sekrecija, turi labai išplėtotus REL. Ši organelė taip pat dalyvauja kenksmingų medžiagų detoksikacijos ir konjugacijos procesuose, yra labai išsivysčiusi kepenų ląstelėse.

Jie turi fermentų, modifikuojančių hidrofobinius junginius, tokius kaip pesticidai ir kancerogenai, paverčiant juos vandenyje tirpiais produktais, kurie lengvai skaidomi.

Goldžio kompleksas

Golgi aparate gaunami baltymai, susintetinti ir modifikuoti endoplazminiame retikulume. Šiuose organeliuose šie baltymai gali būti modifikuojami ir galiausiai pernešami į lizosomas, plazmos membranas ar skirti sekrecijai. Glikoproteinai ir sfingomielinas sintetinami Golgi aparate.

Šią organelę sudaro kai kurių rūšių maišeliai, apsupti membranos, vadinamos cisternomis, ir juose yra susijusių pūslelių. Ląstelės, išskiriančios baltymus egzocitozės būdu, ir tos, kurios sintezuoja membranas ir su membranomis susijusius baltymus, turi labai aktyvų „Golgi“ aparatą.

Golgi aparato struktūra ir funkcijos parodo poliškumą. Dalis, esanti arčiausiai RER, vadinama cis-Golgi tinklu (CGN) ir turi išgaubtą formą. Endoplazminio retikulumo baltymai patenka į šį regioną, kad būtų gabenami organelėse.

Golgi kaminas sudaro organelio vidurinę sritį ir yra ten, kur vyksta šios struktūros metabolinis aktyvumas. Golgi komplekso brendimo regionas yra žinomas kaip trans-Golgi tinklas (TGN), jis turi įgaubtą formą ir yra baltymų organizavimo ir pasiskirstymo link jų galutinės paskirties vieta.

Lizosomos

Ląstelės dalis, įskaitant lizosomą

Lizosomos yra organelės, turinčios fermentų, galinčių skaidyti baltymus, nukleorūgštis, angliavandenius ir lipidus. Iš esmės tai yra virškinama ląstelių sistema, skaidanti biologinius polimerus, pagautus iš ląstelės išorės, ir patys ląstelių produktai (autofagija).

Nors jos gali būti įvairių formų ir dydžių, atsižvelgiant į virškinimui skirtą produktą, šios organelės paprastai yra tankios sferinės vakuolės.

Endocitozės būdu užfiksuotos dalelės pernešamos į endosomas, kurios vėliau subręsta į lizosomas, agreguojant rūgščias hidrolazes iš Golgi aparato. Šios hidrolazės yra atsakingos už baltymų, nukleorūgščių, polisacharidų ir lipidų skaidymą.

Peroksisomos

Grafinis peroksisomos vaizdas.
Šaltinis: „Rock 'n Roll“

Peroksisomos yra mažos organelės (mikroorganizmai), turinčios paprastą plazmos membraną, turinčios oksidacinius fermentus (peroksidazes). Šių fermentų vykdoma oksidacijos reakcija sukuria vandenilio peroksidą (H ₂ O ₂ ).

Šiuose organeliuose katalazė yra atsakinga už H ₂ O ₂ reguliavimą ir virškinimą kontroliuodama jo koncentraciją ląstelėse. Kepenų ir inkstų ląstelėse yra didelis kiekis peroksisomų, tai yra pagrindiniai detoksikacijos centrai organizme.

Ląstelėje esančių peroksisomų skaičius yra reguliuojamas atsižvelgiant į dietą, tam tikrų vaistų vartojimą ir į įvairius hormoninius dirgiklius.

Mitochondrijos

Mitochondrijos. Paimta ir redaguota iš: LadyofHats.

Ląstelėse, kurios sunaudoja ir generuoja didelį kiekį energijos (pavyzdžiui, susiaurėjusios raumenų ląstelės), yra gausybė mitochondrijų. Šios organelės vaidina lemiamą vaidmenį gaminant metabolinę energiją ląstelėse.

Jie yra atsakingi už energijos, susidarančios ATP pavidalu, pasiskirstymą angliavandenių ir riebalų rūgščių skilimo metu, naudojant oksidacinį fosforilinimo procesą. Jie taip pat gali būti apibūdinami kaip mobilūs elektros generatoriai, galintys judėti aplink ląstelę, tiekdami reikalingą energiją.

Mitochondrijoms būdinga tai, kad jos turi savo DNR ir gali koduoti tRNR, rRNR ir kai kuriuos mitochondrinius baltymus. Dauguma mitochondrijų baltymų yra perkeliami į ribosomas ir pernešami į mitochondrijas veikiant specifiniams signalams.

Mitochondrijų surinkimas apima baltymus, užkoduotus jų pačių genomo, kitus baltymus, užkoduotus branduoliniame genome, ir baltymus, importuotus iš citozolio. Šių organelių skaičius didėja dalijantis tarpfazėse, nors šie dalijimai nėra sinchronizuojami su ląstelių ciklu.

Ribosomos

Ribosomos yra mažos organelės, kurios dalyvauja baltymų sintezėje. Jie sudaryti iš dviejų vienas ant kito esančių subvienetų, kuriuose yra baltymų ir RNR. Jie vaidina svarbų vaidmenį polipeptidinių grandinių konstravimo metu.

Ribosomos gali būti laisvos citoplazmoje arba susijusios su endoplazminiu retikulumi. Aktyviai dalyvaudami baltymų sintezėje, jie jungiasi mRNR grandinėse iki penkių ribosomų, vadinamų poliribosomomis. Ląstelėse, kurios specializuojasi baltymų sintezėje, yra didelis šių organelių kiekis.

Organelės augalų ląstelėse

Augalo ląstelės morfoanatomija (Šaltinis: Ævar Arnfjörð Bjarmason / galerija per Wikimedia Commons)

Daugelis anksčiau aprašytų organelių (branduolys, endoplazminis retikulumas, Golgi aparatas, ribosomos, plazminės membranos ir peroksisomos) aptinkamos kaip augalų ląstelės, kuriose jos iš esmės atlieka tas pačias funkcijas kaip ir gyvūnų ląstelėse.

Pagrindinės augalų ląstelių organelės, skiriančios jas nuo kitų organizmų, yra plastidai, vakuolės ir ląstelės siena. Šie organeliukai yra apsupti citoplazminės membranos.

Korinė siena

Ląstelės siena yra gliukoproteinų tinklas, esantis praktiškai visose augalų ląstelėse. Tai vaidina svarbų vaidmenį keičiantis ląstelėmis medžiagomis ir molekulėmis ir keičiant vandens cirkuliaciją skirtingais atstumais.

Šią struktūrą sudaro celiuliozė, hemiceliuliozės, pektinai, ligninas, suberinas, fenolio polimerai, jonai, vanduo ir įvairūs struktūriniai bei fermentiniai baltymai. Ši organelė atsiranda citokinezės metu, įterpiant ląstelės plokštelę, kuri yra pertvara, suformuota susiliejus Golgi pūslelėms mitozinės figūros centre.

Golgi aparate sintetinami sudėtingi ląstelių sienelės polisacharidai. Ląstelės siena, dar vadinama tarpląsteline matrica (ECM), ne tik suteikia ląstelei tvirtumo ir apibrėžtų formų, bet ir dalyvauja tokiuose procesuose kaip ląstelės augimas, diferenciacija ir morfogenezė bei atsakai į aplinkos dirgiklius.

Vakuumai

Vakuolės yra viena didžiausių augalų ląstelėse esančių organelių. Jie yra apsupti paprastos membranos ir yra tarsi maišų formos, kaupiantys vandenį ir atsargines medžiagas, tokias kaip krakmolai ir riebalai ar atliekos bei druskos. Jie sudaryti iš hidrolizinių fermentų.

Jie įsikiša į egzocitozės ir endocitozės procesus. Baltymai, gabenami iš Golgi aparato, patenka į vakuulius, kurie prisiima lizosomų funkciją. Jie taip pat dalyvauja palaikant turgorinį slėgį ir osmosinę pusiausvyrą.

Plastidai

Plastidai yra organelės, apsuptos dviguba membrana. Jie skirstomi į chloroplastus, amiloplastus, chromoplastus, oleinoplastus, proteinoplastus, proplastus ir etioplastus.

Šie organeliai yra pusiau autonominiai, nes juose yra savas genomas, žinomas kaip nukleoidas organelių matricoje arba stromoje, taip pat replikacijos, transkripcijos ir vertimo mechanizmai.

Plastidai augalų ląstelėse atlieka įvairias funkcijas, tokias kaip medžiagų sintezė ir maistinių bei pigmentų kaupimas.

Plastijų tipai

Chloroplastai laikomi svarbiausiais plastidais. Jie yra vieni didžiausių ląstelių organelių ir randami įvairiuose jo regionuose. Jų yra žaliuose lapuose ir audiniuose, kuriuose yra chlorofilo. Jie įsitraukia į saulės energijos gaudymą ir atmosferos anglies fiksavimą fotosintezės procese.

-Amloplastai randami atsarginiuose audiniuose. Juose trūksta chlorofilo, jie yra pilni krakmolo, todėl juos kaupia, taip pat dalyvauja gravitropinio suvokimo šaknies dangtelyje.

- Chromoplastai kaupia pigmentus, vadinamus karotinais, kurie yra susiję su oranžinėmis ir geltonomis rudens lapų, gėlių ir vaisių spalvomis.

-Oleinoplastai kaupia aliejų, o baltyminiai - baltymai.

-Proplastidia yra maži plastidai, randami šaknų ir stiebų meristeminėse ląstelėse. Jų funkcija nėra labai aiški, nors manoma, kad jie yra pirmtakai kitiems plastidams. Proplastidų reformacija yra susijusi su kai kurių subrendusių plastidžių pakartotine diferenciacija.

-Etioplastai randami tamsoje auginamų augalų skydliaukėse. Patekę į šviesą jie greitai išsiskiria į chloroplastus.

Nuorodos

1. Alberts, B., ir Bray, D. (2006). Įvadas į ląstelių biologiją. Panamerican Medical Ed.
2. Briar, C., Gabriel, C., Lasserson, D., ir Sharrack, B. (2004). Pagrindiniai dalykai nervų sistemoje. Elsevier,
3. Cooperis, GM, Hausmanas, RE & Wright, N. (2010). Ląstelė. (p. 397–402). Marbanas.
4. Floresas, RC (2004). Biologija 1. „Progreso“ redakcija.
5. Jiménez García, L. J ir H. Merchand Larios. (2003). Ląstelių ir molekulių biologija. Meksika. Redakcija „Pearson Education“.
6. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., ir Darnell, J. (2003). Molekulinių ląstelių biologija. Penktas leidimas. Niujorkas: WH Freeman.
7. Magloire, K. (2012). AP biologijos egzamino laikymas. Prinstono apžvalga.
8. Pierce, BA (2009). Genetika: konceptualus požiūris. Panamerican Medical Ed.
9. Ross, MH, Pawlina, W. (2006). Histologija. Redakcija Médica Panamericana.
10. Sandoval, E. (2005). Augalų anatomijos tyrimo metodai (38 tomas). UNAM.
11. Scheffleris, I. (2008). Mitochondrijos. Antrasis leidimas. Vilis
12. Starr, C., Taggart, R., Evers, C., & Starr, L. (2015). Biologija: gyvenimo vienybė ir įvairovė. Nelsono švietimas.
13. Stille, D. (2006). Gyvūnų ląstelės: mažiausi gyvenimo vienetai. Mokslo tyrinėjimas.
14. „Tortora“, G. J., „Funke“, „BR“ ir „Case“, CL (2007). Įvadas į mikrobiologiją. Panamerican Medical Ed.