ŠŪNU ORGANELLĀS DZĪVNIEKU UN AUGU ŠŪNĀS: RAKSTUROJUMS, FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Ar šūnu organoīdi ir struktūras, kas veido šūnas - kā "mazos", - viņi veic, vielmaiņas, sintētiskās, strukturālās funkcijas ražošanu un enerģijas patēriņu.

Šīs struktūras ir ietvertas šūnu citoplazmā, un kopumā visas eikariotu šūnas sastāv no intracelulāru organellu pamata komplekta. Tās var atšķirt membrānas (tām ir plazmas membrāna) un bez membrānas (tām trūkst plazmas membrānas).

Avots: pixabay.com

Katrā organellā ir unikāls olbaltumvielu komplekts, kas parasti atrodas uz membrānas vai organelle iekšpusē.

Ir organoīdi, kas ir atbildīgi par olbaltumvielu (lizosomu) izplatīšanu un transportēšanu, citi veic vielmaiņas un bioenerģētiskās funkcijas (hloroplasti, mitohondriji un peroksisomas), šūnu struktūru un kustību (pavedieni un mikrotubulas), un ir arī tādi, kas ir virsmas daļa šūna (plazmas membrāna un šūnas siena).

Prokariotu šūnās trūkst membrānu organellu, savukārt eikariotu šūnās mēs varam atrast abu veidu organellus. Šīs struktūras var klasificēt arī pēc to funkcijas šūnā.

Organelli: membrānas un bez membrānas

Membrānas organellas

Šīm organellām ir plazmas membrāna, kas ļauj atdalīt iekšējo vidi no šūnu citoplazmas. Membrānai ir vezikulāras un cauruļveida formas, un to var krokāt tāpat kā gludā endoplazmatiskā retikulā vai salocīt organelā kā mitohondrijos.

Šāda plazmas membrānas organizācija organellās ļauj palielināt to virsmas laukumu un arī veidot starpšūnu apakšnodalījumus, kur tiek glabātas vai izdalītas dažādas vielas, piemēram, olbaltumvielas.

Starp membrānas organellām atrodami šādi:

-Šūnu membrāna, kas norobežo šūnu un citus šūnu organellus.

-Lielais endoplazmatiskais retikulums (RER) - vieta, kur notiek olbaltumvielu sintēze un tikko sintezētu olbaltumvielu modifikācija.

-Smags endoplazmatisks retikulums (REL), kurā tiek sintezēti lipīdi un steroīdi.

-Golgi aparāts, modificē un iesaiņo proteīnus un lipīdus transportēšanai.

-Endosomas, piedalās endocitozē, kā arī klasificē un novirza olbaltumvielas to galamērķī.

-Lizosomas, satur gremošanas enzīmus un piedalās fagocitozē.

-Transportējiet pūslīšus, tulkojiet materiālu un piedalieties endocitozes un eksocitozes procesā.

-Mitohondriji un hloroplasti rada ATP, nodrošinot šūnai enerģiju.

-Peroksizomi, kas iesaistīti H ₂ O ₂ un taukskābju ražošanā un sadalīšanā .

Nemierīgi organelli

Šīm organellām nav plazmas membrānas, kas tos definētu, un tajās ekskluzīvie proteīni parasti pats samontējas polimēros, kas ir citoskeleta struktūras elementu daļa.

Starp nepiemērotajiem citoplazmas organelliem mēs atrodam:

-Mikrotubulas, kas kopā ar aktīna mikrošķiedrām un starpposmiem veido citoskeletu.

- Filamenti, ir daļa no citoskeleta un tiek klasificēti mikrofilamenos un starpposmos.

-Centrioli, cilindriskas struktūras, no kurām iegūst cilijas pamatķermeņus.

-Ribosomas, ir iesaistītas olbaltumvielu sintēzē un sastāv no ribosomālas RNS (rRNS).

Organelli dzīvnieku šūnās

Dzīvnieku šūna (Avots: Animal_cell_structure_en.svg: LadyofHats (Mariana Ruiz) atvasinātais darbs: Mel 23 saruna, izmantojot Wikimedia Commons)

Dzīvnieki katru dienu veic aizsardzību, barošanu, gremošanu, pārvietošanu, pavairošanu un pat nāvi. Daudzas no šīm darbībām tiek veiktas arī šūnās, kas veido šos organismus, un tās veic šūnu organellas, kas veido šūnu.

Parasti visām organisma šūnām ir vienāda organizācija un visu darbību veikšanai tiek izmantoti līdzīgi mehānismi. Tomēr dažas šūnas var tik daudz specializēties vienā vai vairākās funkcijās, ka tās atšķiras no citām ar to, ka tām ir lielāks noteiktu šūnu struktūru vai reģionu skaits vai lielums.

Šūnās var atšķirt divus galvenos reģionus vai nodalījumus: kodolu, kas ir vissvarīgākā eikariotu šūnu organelle, un citoplazmu, kas satur pārējās organellas un dažus citoplazmas matricas ieslēgumus (piemēram, izšķīdušās vielas un organiskās molekulas).

Core

Kodols ir lielākais šūnas organells un pārstāv izcilākās eikariotu šūnu īpašības, kas atšķir tās no prokariotu šūnām. To labi norobežo divas kodola membrānas vai apvalki, kuriem ir poras. Kodolā atrodas DNS hromatīna (kondensēta un caurejoša) un nukleola formā.

Kodola membrānas ļauj izolēt šūnu citoplazmas kodola iekšpusi, papildus kalpojot par minētās organellijas struktūru un atbalstu. Šo aploksni veido ārējā un iekšējā membrāna. Kodola apvalka funkcija ir novērst molekulu pāreju starp kodolu iekšpusi un citoplazmu.

Pora kompleksi kodolenerģijas membrānās ļauj selektīvi iziet olbaltumvielas un RNS, saglabājot stabilu kodola iekšējo sastāvu un pildot arī galvenās funkcijas gēnu ekspresijas regulēšanā.

Šūnu genoms ir ietverts šajās organellās, tāpēc tas kalpo kā šūnas ģenētiskās informācijas krātuve. RNS transkripcija un apstrāde, kā arī DNS replikācija notiek kodolā, un tikai translācija notiek ārpus šīs organellas.

Plazmas membrāna

Plastmasas membrāna

Plazmas vai šūnu membrāna ir struktūra, kas sastāv no diviem amfātisko lipīdu slāņiem ar hidrofobisko un hidrofīlo daļu (lipīdu divslāņu) un dažiem proteīniem (integrālā membrāna un perifērija). Šī struktūra ir dinamiska un piedalās dažādos fizioloģiskos un bioķīmiskajos procesos šūnās.

Plazmas membrāna ir atbildīga par šūnas iekšpuses izolāciju no apkārtējās vides. Tas kontrolē visu vielu un molekulu caurlaidību, kas iekļūst šūnā un iziet no tās, izmantojot dažādus mehānismus, piemēram, vienkāršu difūziju (par labu koncentrācijas gradientam) un aktīvo transportu, kur nepieciešami transporta proteīni.

Rupjš endoplazmas retikulums

Endoplazmatisko retikulumu veido kanāliņu un maisu (cisternu) tīkls, ko ieskauj membrāna, kas stiepjas no kodola (ārējā kodolenerģijas membrāna). Tas ir arī viens no lielākajiem organelliem šūnās.

Neapstrādātajam endoplazmatiskajam retikulum (RER) uz ārējās virsmas ir liels skaits ribosomu, un tajā ir arī pūslīši, kas stiepjas līdz Golgi aparātam. Tā ir daļa no šūnas olbaltumvielu sintēzes sistēmas. Sintezētie proteīni nonāk RER tvertnēs, kur tie tiek pārveidoti, uzkrāti un transportēti.

Sekrecijas šūnām un šūnām ar lielu daudzumu plazmas membrānas, piemēram, neironiem, ir labi attīstīts aptuvens endoplazmatisks retikulums. Ribosomas, kas veido RER, ir atbildīgas par sekretējošo olbaltumvielu un olbaltumvielu, kas veido citas šūnu struktūras, piemēram, lizosomas, Golgi aparāti un membrānas, sintēzi.

Gluds endoplazmatisks retikulums

Gluds endoplazmatisks retikulums (REL) ir iesaistīts lipīdu sintēzē, un tam trūkst ar membrānu saistīto ribosomu. To veido īsas kanāliņi, kuriem parasti ir cauruļveida struktūra. Tas var būt nodalīts no RER vai būt tā pagarinājums.

Šūnām, kas saistītas ar lipīdu sintēzi un steroīdu sekrēciju, ir augsti attīstīti REL. Šī organelle ir iesaistīta arī kaitīgo vielu detoksikācijas un konjugācijas procesos, jo tā ir ļoti attīstīta aknu šūnās.

Viņiem ir fermenti, kas modificē hidrofobiskos savienojumus, piemēram, pesticīdus un kancerogēnus, pārvēršot tos ūdenī šķīstošos produktos, kas viegli sadalās.

Golgi aparāts

Golgi aparātā tiek saņemti olbaltumvielas, kas sintezētas un modificētas endoplazmatiskajā retikulumā. Šajā organellā šie proteīni var tikt pakļauti citām modifikācijām, lai tos beidzot varētu transportēt uz lizosomām, plazmas membrānām vai paredzēt sekrēcijai. Glikoproteīni un sfingomielīns tiek sintezēti Golgi aparātā.

Šo organeli veido dažu veidu maisiņi, ko ieskauj membrāna, kas pazīstama kā cisternas, un tajos ir saistītas pūslīši. Šūnām, kas izdala proteīnus ar eksocitozi, un tām, kas sintezē membrānas un ar membrānām saistītos proteīnus, ir ļoti aktīvs Golgi aparāts.

Golgi aparāta uzbūve un funkcija atspoguļo polaritāti. Daļu, kas ir vistuvāk RER, sauc par cis-Golgi tīklu (CGN), un tai ir izliekta forma. Endoplazmas retikulāra proteīni nonāk šajā reģionā, lai tos pārvadātu organellā.

Golgi kaudze veido organelle vidējo reģionu un ir vieta, kur notiek šīs struktūras metabolisma aktivitātes. Golgi kompleksa nogatavināšanas reģions ir pazīstams kā trans-Golgi tīkls (TGN), tam ir ieliekta forma un tas ir olbaltumvielu organizēšanas un izplatīšanas punkts to galapunktos.

Lizosomas

Šūnas daļa, ieskaitot lizosomu

Lizosomas ir organoīdi, kas satur fermentus, kas spēj sadalīt olbaltumvielas, nukleīnskābes, ogļhidrātus un lipīdus. Tās būtībā ir šūnu gremošanas sistēma, noārdošie bioloģiskie polimēri, kas notverti no šūnas ārpuses, un pašu šūnu produkti (autofagija).

Lai arī tie var būt dažādu formu un izmēru, atkarībā no sagremotajam produktam, šie organellie parasti ir blīvi sfēriski vakuoli.

Ar endocitozi sagūstītās daļiņas tiek transportētas uz endosomām, kuras vēlāk no Golgi aparāta apvienojot skābes hidrolāzes nobriest lizosomām. Šīs hidrolāzes ir atbildīgas par olbaltumvielu, nukleīnskābju, polisaharīdu un lipīdu sadalīšanos.

Peroksisomas

Peroksizoma grafiskais attēlojums.
Avots: Rock 'n Roll

Peroksisomas ir mazi organeli (mikroorganismi) ar vienkāršu plazmas membrānu, kas satur oksidatīvos enzīmus (peroksidāzes). Šo fermentu veiktā oksidācijas reakcija rada ūdeņraža peroksīdu (H ₂ O ₂ ).

Šajās organellās katalāze ir atbildīga par H ₂ O ₂ regulēšanu un sagremošanu _, kontrolējot tās koncentrāciju šūnās. Aknu un nieru šūnās ir ievērojams daudzums peroksisomu, tie ir galvenie detoksikācijas centri organismā.

Šūnā esošo peroksisomu skaitu regulē, reaģējot uz uzturu, noteiktu zāļu lietošanu un reaģējot uz dažādiem hormonāliem stimuliem.

Mitohondriji

Mitohondriji. Uzņemts un rediģēts no: LadyofHats.

Šūnās, kas patērē un rada ievērojamu enerģijas daudzumu (piemēram, sagrieztu muskuļu šūnās), ir bagātīgs mitohondriju daudzums. Šīm organellām ir kritiska loma metabolisma enerģijas ražošanā šūnās.

Viņi ir atbildīgi par enerģijas ražošanu ATP veidā ogļhidrātu un taukskābju sadalīšanās rezultātā, izmantojot oksidatīvo fosforilēšanas procesu. Tos var raksturot arī kā mobilos enerģijas ģeneratorus, kas spēj pārvietoties pa šūnu, nodrošinot nepieciešamo enerģiju.

Mitohondrijus raksturo tas, ka tie satur savu DNS un var kodēt tRNS, rRNS un dažus mitohondriju proteīnus. Lielākā daļa mitohondriju olbaltumvielu tiek tulkotas uz ribosomām un ar specifisku signālu palīdzību tiek transportētas uz mitohondrijiem.

Mitohondriju montāža ietver olbaltumvielas, ko kodē viņu pašu genoms, citas olbaltumvielas, kas kodētas kodolgenomā, un olbaltumvielas, kas importētas no citosola. Šo organellu skaits palielinās, daloties starpfāzēs, kaut arī šie dalījumi nav sinhronizēti ar šūnu ciklu.

Ribosomas

Ribosomas ir mazi organoīdi, kas piedalās olbaltumvielu sintēzē. Tos veido divas apakšvienības, kas atrodas viena virs otras un satur olbaltumvielas un RNS. Tiem ir svarīga loma polipeptīdu ķēžu veidošanā tulkošanas laikā.

Ribosomas citoplazmā var atrasties brīvas vai saistītas ar endoplazmatisko retikulumu. Aktīvi piedaloties olbaltumvielu sintēzē, tos saista mRNS ķēdēs līdz piecām ribosomām, ko sauc par poliribosomām. Šūnās, kas specializējas olbaltumvielu sintēzē, ir liels daudzums šo organellu.

Organelles augu šūnās

Augu šūnas morfoanatomija (Avots: Ævar Arnfjörð Bjarmason / galerija, izmantojot Wikimedia Commons)

Lielākā daļa no iepriekš aprakstītajām organellām (kodols, endoplazmatiskais retikulums, Golgi aparāts, ribosomas, plazmas membrāna un peroksisomas) ir atrodamas augu šūnu sastāvā, kur tās pamatā veic tādas pašas funkcijas kā dzīvnieku šūnās.

Galvenās organelles augu šūnās, kas tos atšķir no citiem organismiem, ir plastidi, vakuoli un šūnas siena. Šīs organellas ieskauj citoplazmas membrāna.

Šūnu siena

Šūnu siena ir glikoproteīnu tīkls, kas pastāv praktiski visās augu šūnās. Tam ir liela nozīme vielu un molekulu apmaiņā šūnās un ūdens apritē dažādos attālumos.

Šo struktūru veido celuloze, hemicelulozes, pektīni, lignīns, suberīns, fenola polimēri, joni, ūdens un dažādi strukturālie un fermentatīvie proteīni. Šīs organellas izcelsme ir citokinēzē, ievietojot šūnu plāksni, kas ir starpsiena, ko veido Golgi pūslīšu saplūšana mitotiskās figūras centrā.

Golgi aparātā tiek sintezēti sarežģīti šūnu sienas polisaharīdi. Šūnas siena, kas pazīstama arī kā ārpusšūnu matrica (ECM), ne tikai nodrošina šūnas izturību un noteiktas formas, bet arī piedalās tādos procesos kā šūnu augšana, diferenciācija un morfoģenēze, kā arī reakcija uz vides stimuliem.

Vacuoles

Vacuoles ir viena no lielākajām organellām, kas atrodas augu šūnās. Tos ieskauj vienkārša membrāna, un tie ir veidoti kā maisi, kas uzglabā ūdeni un rezerves vielas, piemēram, cietes un taukus vai atkritumu un sāļu atkritumus. Tie sastāv no hidrolītiskiem fermentiem.

Viņi iejaucas eksocitozes un endocitozes procesos. No Golgi aparāta transportētie olbaltumvielas nonāk vakuolos, kas uzņemas lizosomu funkcijas. Viņi arī piedalās turgora spiediena un osmotiskā līdzsvara uzturēšanā.

Plastids

Plastidas ir organellas, ko ieskauj dubultā membrāna. Tos klasificē hloroplastos, amiloplastos, hromoplastos, oleinoplastos, proteīnoplastos, proplastos un etioplastos.

Šīs organellas ir daļēji autonomas, jo tajās ir savs genoms, kas pazīstams kā nukleoīds organelle matricā vai stromā, kā arī replikācijas, transkripcijas un tulkošanas iekārtas.

Plastides pilda dažādas funkcijas augu šūnās, piemēram, vielu sintēzi un barības vielu un pigmentu uzglabāšanu.

Plastidu veidi

Hloroplasti tiek uzskatīti par vissvarīgākajiem plastidiem. Tie ir vieni no lielākajiem organelliem šūnās un sastopami dažādos tās reģionos. Tie atrodas zaļās lapās un audos, kas satur hlorofilu. Viņi iejaucas saules enerģijas uztveršanā un atmosfēras oglekļa fiksācijā fotosintēzes procesā.

-Amyloplasts ir atrodami rezerves audos. Viņiem trūkst hlorofila, un tie ir pilni ar cieti, kas kalpo par šo produktu krātuvi, kā arī piedalās gravitropiskajā uztverē saknes vāciņā.

-Hromoplastos tiek glabāti pigmenti, ko sauc par karotīniem, kuri ir saistīti ar rudens lapu, ziedu un augļu oranžām un dzeltenām krāsām.

-Oleinoplasti uzglabā eļļas, bet proteinoplasti - olbaltumvielas.

-Proplastidia ir mazi plastidi, kas atrodami sakņu un stublāju meristematiskajās šūnās. Viņu funkcija nav ļoti skaidra, lai gan tiek uzskatīts, ka tie ir citu plastidu prekursori. Proplastidu reformācija ir saistīta ar dažu nobriedušu plastidu atkārtotu diferenciāciju.

-Etioplasti ir atrodami tumsā audzētu augu dīgļlapās. Saskaroties ar gaismu, tie ātri diferencējas hloroplastos.

Atsauces

1. Alberts, B., un Bray, D. (2006). Ievads šūnu bioloģijā. Panamerican Medical Ed.
2. Briar, C., Gabriel, C., Lasserson, D., & Sharrack, B. (2004). Nepieciešamās lietas nervu sistēmā. Elsevier,
3. Kūpers, GM, Hausmans, RE & Wright, N. (2010). Šūna. (397.-402. lpp.). Marbans.
4. Floresa, RC (2004). Bioloģija 1. Redakcijas Progreso.
5. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Šūnu un molekulārā bioloģija. Meksika. Redakcijas Pīrsona izglītība.
6. Lodish, H., Berks, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2003). Molekulāro šūnu bioloģija. Piektais izdevums. Ņujorka: WH Freeman.
7. Magloire, K. (2012). AP bioloģijas eksāmena kārtošana. Prinstonas apskats.
8. Pīrss, BA (2009). Ģenētika: konceptuāla pieeja. Panamerican Medical Ed.
9. Ross, MH, Pawlina, W. (2006). Histoloģija. Redakcija Médica Panamericana.
10. Sandoval, E. (2005). Augu anatomijas pētīšanai izmantotās metodes (38. sēj.). UNAM.
11. Šeflers, I. (2008). Mitohondriji. Otrais izdevums. Vilejs
12. Starr, C., Taggart, R., Evers, C., & Starr, L. (2015). Bioloģija: dzīves vienotība un daudzveidība. Nelsona izglītība.
13. Stille, D. (2006). Dzīvnieku šūnas: dzīves mazākās vienības. Pētot zinātni.
14. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Ievads mikrobioloģijā. Panamerican Medical Ed.