Ląstelių organeliai gyvūnų ir augalų ląstelėse (charakteristikos ir funkcijos)

Ląstelių organeliai yra vidinės struktūros, sudarančios ląsteles - „mažų organų“ forma, atliekančios struktūrines, metabolines, sintetines, gamybos ir energijos vartojimo funkcijas.

Šios struktūros yra ląstelių citoplazmoje ir apskritai visos eukariotinės ląstelės susideda iš bazinio organinių ląstelių. Tai gali būti diferencijuojama tarp membraninės (dabartinės plazmos membranos) ir neimembraninės (plazmos membranos trūkumo).

Kiekvienas organelis turi išskirtinių baltymų, kurie paprastai randami membranoje arba organelio viduje.

Yra organų, atsakingų už baltymų platinimą ir transportavimą (lizosomas), kiti atlieka metabolines ir bioenergetines funkcijas (chloroplastus, mitochondrijas ir peroksisomas), struktūrą ir ląstelių judėjimą (gijos ir mikrotubulus), ir yra tos, kurios yra paviršiaus dalis ląstelių (plazmos membrana ir ląstelių sienelės).

Prokariotinėms ląstelėms trūksta membraninių organelių, o eukariotinėse ląstelėse galima rasti abiejų rūšių organeles. Šios struktūros taip pat gali būti klasifikuojamos pagal funkciją, kurią jie atlieka ląstelėje.

Organiniai: membraniniai ir ne membraniniai

Membraninės organelės

Šios organelės turi plazmos membraną, kuri leidžia atskirti ląstelių citoplazmos vidinę aplinką. Membrana susidaro vezikulinės ir vamzdinės formos ir gali būti išpjautos kaip lygus endoplazminis tinklas arba sulankstytas į organelę, kaip ir mitochondrijose.

Šis organinių plazminių membranų organizavimas leidžia padidinti jo paviršiaus plotą ir taip pat suformuoti intracelulinius subkomponentus, kuriuose saugomos arba išskiriamos įvairios medžiagos, pvz., Baltymai.

Tarp organelių su membrana randame:

- Ląstelių membrana, kuri riboja ląstelę ir kitus ląstelių organelius.

- Rough endoplasmic reticulum (RER), kuriame vyksta baltymų sintezė ir naujai sintezuotų baltymų modifikacija.

Sklandus endoplazminis tinklelis (REL), kuriame sintetinami lipidai ir steroidai.

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

-Endosomos, dalyvauja endocitozėje ir taip pat klasifikuoja ir nukreipia baltymus į jų galutines paskirties vietas.

-Lisosomas, turi virškinimo fermentų ir dalyvauja fagocitozėje.

- Transporto molekulės transportuoja medžiagą ir dalyvauja endocitozėje ir eksocitozėje.

-Mitochondrija ir chloroplastai, gamina ATP, teikdami ląstelę energijai.

-Peroksisomai, yra susiję su H ₂ O ₂ ir riebalų rūgščių gamyba ir skaidymu.

Ne membraniniai organeliai

Šiuose organeliuose nėra plazminės membranos, kuri jas riboja, ir išskirtiniai baltymai paprastai yra surenkami į polimerus, kurie yra cytoskeleto struktūrinių elementų dalis.

Tarp ne membraninių citoplazminių organelių yra:

-Mikrotubulai, kurie sudaro cytoskeletą kartu su aktino mikrofilamentais ir tarpiniais gijos.

-Filamentai, yra cytoskeleto dalis ir yra klasifikuojami į mikrofilamentus ir tarpinius gijas.

-Centriolos, cilindrinės konstrukcijos, iš kurių gaunami pagrindiniai kiaušidžių kūnai.

-Ribosomos, dalyvaujančios baltymų sintezėje ir susidedančios iš ribosomų RNR (RNAr).

Organinės ląstelės gyvūnų ląstelėse

Gyvūnai kasdien atlieka apsaugą, maitinimą, virškinimą, judėjimą, dauginimąsi ir net mirtį. Daugelis šių veiklų taip pat atliekamos šiuose organizmuose esančiose ląstelėse, ir jas atlieka ląstelių organeliai, kurie sudaro ląstelę.

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

Ląstelėse galima diferencijuoti du pagrindinius regionus arba skyrius: branduolį, kuris yra ryškiausias eukariotinių ląstelių organelis, ir citoplazmą, kurioje yra kitų organelių ir kai kurių intarpų citoplazminėje matricoje (pvz., Tirpikliai ir organinės molekulės).

Pagrindinė

Branduolys yra didžiausia organelė ląstelėje ir yra ryškiausia eukariotinių ląstelių savybė, kuri juos skiria nuo prokariotinių ląstelių. Ją gerai riboja dvi membranos arba branduoliniai vokai, turintys poras. Branduolyje yra DNR, esanti chromatino pavidalu (kondensuota ir laša), ir branduolys.

Branduolinės membranos leidžia izoliuoti ląstelių citoplazmos branduolį, be to, tarnauja kaip minėto organelio struktūra ir atrama. Šį voką sudaro išorinė membrana ir vidinė membrana. Branduolinio apvalkalo funkcija yra užkirsti kelią molekulių pasiskirstymui tarp branduolinio vidaus ir citoplazmos.

Branduolinių membranų porų kompleksai leidžia selektyviai praeiti baltymus ir RNR, išlaikyti stabilią branduolio sudėtį ir taip pat atitinka pagrindinius vaidmenis reguliuojant genų ekspresiją.

Šiuose organeliuose yra ląstelių genomas, todėl jis naudojamas kaip ląstelės genetinės informacijos saugykla. RNR transkripcija ir apdorojimas bei DNR replikacija vyksta branduolyje, ir tik vertimas vyksta už šio organelio ribų.

Plazminė membrana

Plazma arba ląstelinė membrana yra struktūra, sudaryta iš dviejų amfipatinių lipidų sluoksnių, turinčių hidrofobinę ir hidrofilinę dalį (lipidų dvigubą sluoksnį) ir kai kuriuos baltymus (membraną ir periferinius integralus). Ši struktūra yra dinamiška ir dalyvauja įvairiuose fiziologiniuose ir biocheminiuose ląstelių procesuose.

Plazmos membrana yra atsakinga už tai, kad aplinkinės terpės vidus būtų izoliuotas. Jis kontroliuoja visų medžiagų ir molekulių, patekiančių į ląsteles ir išeinančias iš jų, eigą per įvairius mechanizmus, pvz., Paprastą difuziją (naudodamas koncentracijos gradientą) ir aktyvų transportavimą, kur reikalingi transportiniai baltymai.

Grubus endoplazminis tinklelis

Endoplazminis retikulas susideda iš tubulų ir maišelių (cisternų) tinklo, kurį supa membrana, kuri yra iš branduolio (išorinė branduolinė membrana). Jis taip pat yra vienas didžiausių ląstelių organelių.

Grubus endoplazminis tinklelis (RER) turi didelį ribosomų skaičių ant išorinio paviršiaus ir taip pat turi pūsleles, kurios tęsiasi iki Golgi aparato. Jis sudaro ląstelės baltymų sintezės sistemą. Sintetinti baltymai patenka į RER cisternas, kuriose jie transformuojami, kaupiami ir transportuojami.

Sekrecinės ląstelės ir tie, kurių plazmos membrana yra didelė, pvz., Neuronai, turi gerai išvystytą apytikslę endoplazminę retikululę. Ribosomos, sudarančios RER, yra atsakingos už sekrecinių baltymų ir baltymų, kurie sudaro kitas ląstelių struktūras, pvz., Lizosomų, Golgi aparatų ir membranų, sintezę.

Sklandus endoplazminis tinklelis

Sklandus endoplazminis tinklas (REL) dalyvauja lipidų sintezėje ir trūksta ribosomų, susijusių su membrana. Jį sudaro trumpi vamzdžiai, linkę turėti vamzdinę struktūrą. Jis gali būti atskirtas nuo RER arba gali būti išplėstas.

Ląstelės, susijusios su lipidų sinteze ir steroidų sekrecija, yra labai išsivysčiusios REL. Šis organelis taip pat įsikiša į kenksmingų medžiagų detoksikacijos ir konjugacijos procesus, kurie yra labai išsivystę kepenų ląstelėse.

Jie turi fermentų, kurie modifikuoja hidrofobinius junginius, tokius kaip pesticidai ir kancerogeninės medžiagos, paverčiant juos vandenyje tirpiais produktais, kurie lengvai nyksta.

Golgi aparatai

Golgi aparate gaunami endoplazminiame tinklelyje sintezuoti ir modifikuoti baltymai. Šiame organelyje šie baltymai gali būti modifikuoti, kad galiausiai jie būtų transportuojami į lizosomas, plazmos membranas arba skirti sekrecijai. Glikoproteinai ir sfingomielinas sintezuojami Golgi aparate.

Šis organelis susideda iš tam tikrų membranų supakuotų maišelių rūšių, vadinamų cisternomis, ir jie turi susijusių pūslelių. Ląstelės, išskiriančios baltymus eksocitoze, ir tie, kurie sintetina membranas ir baltymus, susijusius su membranomis, turi labai aktyvius Golgi įrenginius.

Golgi aparato struktūra ir funkcija turi poliškumą. Artimiausia RER dalis vadinama cis-Golgi tinklu (CGN) ir yra išgaubta. Į šį regioną patenka endoplazminio tinklelio baltymai, kurie bus vežami organelėje.

„Golgi“ kaminai sudaro vidurinį organelio regioną ir yra tas, kur vyksta šios struktūros medžiagų apykaitos veikla. Golgi komplekso brandinamasis regionas yra žinomas kaip trans-Golgi tinklas (TGN), pasižymi įgaubta forma ir yra baltymų organizavimo ir paskirstymo į galutines paskirties vietas taškas.

Lizosomos

Lizosomos yra organai, kuriuose yra fermentų, galinčių išskirti baltymus, nukleino rūgštis, angliavandenius ir lipidus. Jie iš esmės yra ląstelių virškinimo sistema, žeminantys biologiniai polimerai, užfiksuoti iš ląstelių išorės ir ląstelių produktai (autofagija).

Nors jie gali turėti skirtingų formų ir dydžių, priklausomai nuo virškinimui paimto produkto, šie organeliai paprastai yra tankūs sferiniai vakuolai.

Endocitozės metu užfiksuotos dalelės perkeliamos į endosomas, kurios vėliau subrendo į lizosomas, kaupdami rūgščių hidrolazes iš Golgi aparato. Šios hidrolazės yra atsakingos už baltymų, nukleino rūgščių, polisacharidų ir lipidų skaidymą.

Peroksisomai

Peroksisomai yra nedideli organeliai (mikroorganizmai) su paprasta plazmos membrana, kuriuose yra oksidacinių fermentų (peroksidazių). Šių fermentų oksidacijos reakcija gamina vandenilio peroksidą (H202).

Šiuose organeliuose katalazė yra atsakinga už H ₂ O ₂ reguliavimą ir virškinimą _, kontroliuojant jo ląstelių koncentraciją. Kepenų ir inkstų ląstelėse yra daug peroksisomų, kurie yra pagrindiniai organizmo detoksikacijos centrai.

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

Mitochondrija

Ląstelės, kurios suvartoja ir generuoja didelį energijos kiekį (pvz., Raumenų ląstelės), turi daug mitochondrijų. Šie organeliai vaidina svarbų vaidmenį metabolinių medžiagų gamyboje ląstelėse.

Jie yra atsakingi už energijos gamybą ATP formoje nuo angliavandenių ir riebalų rūgščių degradacijos per oksidacinio fosforilinimo procesą. Jie taip pat gali būti apibūdinami kaip mobilieji energijos generatoriai, galintys judėti ląstelėje, suteikiant reikiamą energiją.

Mitochondrijas pasižymi savo DNR ir gali koduoti RNAt, rRNR ir kai kuriuos mitochondrijų baltymus. Dauguma mitochondrijų baltymų paverčiami ribosomomis ir transportuojami į mitochondrijas specifiniais signalais.

Mitochondrijų surinkimas apima baltymus, koduotus savo genomo, kitų baltymų, koduotų branduoliniame genome, ir baltymų, importuotų iš citozolio. Šių organelių skaičius pasiskirstymo metu padidėja, nors šie padaliniai nėra sinchronizuojami su ląstelių ciklu.

Ribosomos

Ribosomos yra mažos organelės, kurios dalyvauja baltymų sintezėje. Jie susideda iš dviejų subvienetų, kurie yra vienas ant kito, kuriuose yra baltymų ir RNR. Jie atlieka svarbų vaidmenį statant polipeptidines grandines vertimo metu.

Ribosomos gali būti laisvos citoplazmoje arba susijusios su endoplazminiu tinklu. Aktyviai dalyvaujant baltymų sintezėje, jie yra susieti mRNR iki penkių ribosomų grandinėse, vadinamose poliribosomomis. Ląstelių, kurios specializuojasi baltymų sintezėje, kiekis yra didelis.

Organiniai augalai ląstelėse

Dauguma anksčiau aprašytų organelių (branduolys, endoplazminis tinklas, Golgi aparatas, ribosomos, plazmos membrana ir peroksisomos) yra augalų ląstelių dalis, kur jie iš esmės atlieka tas pačias funkcijas kaip ir gyvūnų ląstelėse.

Pagrindiniai augalų ląstelių organeliai, kurie išskiria juos nuo kitų organizmų, yra plastidai, vakuolai ir ląstelių sienelės. Šiuos organelius supa citoplazminė membrana.

Ląstelių sienelė

Ląstelės sienelė yra gliukoproteinis tinklas, esantis beveik visose augalų ląstelėse. Jis atlieka svarbų vaidmenį keičiantis medžiagomis ir molekulėmis, o vanduo cirkuliuoja įvairiais atstumais.

Ši struktūra susideda iš celiuliozės, hemiceliuliozės, pektinų, lignino, suberino, fenolio polimerų, jonų, vandens ir įvairių struktūrinių ir fermentinių baltymų. Šis organelis kilęs iš citokinezės, įterpiant ląstelinę plokštelę, kuri yra pertvaros, susidariusios sujungus Golgi pūsleles mitozinio figūros centre.

Kompleksiniai ląstelės sienelės polisacharidai yra sintezuojami Golgi aparate. Ląstelės sienelė, dar žinoma kaip ekstraląstelinė matrica (ECM), ne tik suteikia ląstelei kietumo ir apibrėžtų formų, bet ir dalyvauja procesuose, tokiuose kaip ląstelių augimas, diferenciacija ir morfogenezė bei atsakas į aplinkos stimulus.

Vacuolas

Vacuolai yra vienas didžiausių organinių ląstelių, esančių augalų ląstelėse. Juos supa paprasta membrana ir jie yra suformuoti kaip maišai, laikantys vandenį ir atsargines medžiagas, tokias kaip krakmolas ir riebalai arba atliekos ir druskos. Jie susideda iš hidrolizinių fermentų.

Jie įsikiša į eksocitozės ir endocitozės procesus. Iš Golgi aparato transportuojami baltymai patenka į vakuolus, kurie prisiima lizosomų funkciją. Jie taip pat dalyvauja palaikant turgorinį slėgį ir osmosinę pusiausvyrą.

Plastidai

Plastidai yra dvigubos membranos apsupti organeliai. Jie skirstomi į chloroplastus, amiloplastus, chromoplastus, oleinoplastus, proteinoplastus, proplástidos ir etioplastos.

Šie organeliai yra pusiau autonomiški, nes juose yra organų ar stromos matricoje esantis jų pačių genomas, taip pat replikacijos, transkripcijos ir vertimo mechanizmas.

Plastidai atlieka įvairias augalų ląstelių funkcijas, pvz., Medžiagų sintezę ir maistinių medžiagų bei pigmentų saugojimą.

Plastidų tipai

Chloroplastai laikomi svarbiausiais plastidais. Jie yra vieni didžiausių ląstelių organelių ir yra skirtinguose jo regionuose. Jie yra žaliuosiuose lapuose ir audiniuose, kuriuose yra chlorofilo. Dalyvauja saulės energijos surinkime ir atmosferos anglies fiksavimo procese fotosintezės procese.

- Amiloplastai randami atsarginiuose audiniuose. Jie neturi chlorofilo ir yra pilnas krakmolo, tarnaujantys kaip saugojimas šiems ir taip pat šaknų dangtelyje, kuriame jie dalyvauja gravitropiniame suvokime.

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

- Oleinoplastos laikyti alyvas, o proteoplastai saugo baltymus.

- Proplastidai yra mažos plastidijos, randamos šaknų ir stiebų meristematinėse ląstelėse. Jo funkcija nėra labai aiški, nors manoma, kad jie yra kitų plastidų pirmtakai. Proplastidijų reformacija susijusi su kai kurių brandžių plastidų diferencijavimu.

- Etioplastos yra tamsoje auginamų augalų sėklidėse. Šviesos sąlygomis jie greitai diferencijuojasi į chloroplastus.