Organelli ir mazas struktūras, kas šūnās veic ļoti specifiskas funkcijas. Šis termins ir atsauce uz orgāniem, pielīdzinot to, kā šīs struktūras darbojas šūnās, ar orgānu darbību organismā. Dažādu veidu augu, dzīvnieku un baktēriju šūnās var atrast virkni dažādu organellu. Katram ir savs svarīgs uzdevums, piemēram, enerģijas ražošana vai olbaltumvielu ražošana.
Veidi
Šīm struktūrām ir plašs funkciju klāsts, no kurām lielākā daļa ir uzdevumi, kas ir būtiski šūnas dzīvībai. Vissvarīgākās struktūras ir kodols, endoplazmatiskais tīkls (ER), Golgi aparāts, mitohondriji un hloroplasti. Katrs no tiem mēdz atrasties noteiktās šūnu vietās. Parasti kodols atrodas netālu no centra, netālu atrodas ER un Golgi, un atlikušās organellas izplatās šūnā.
Šūnā esošo organellu veids un skaits atšķiras atkarībā no šūnas mērķa. Piemēram, gandrīz visās augu un dzīvnieku šūnās ir kodols, izņemot nobriedušas sarkanās asins šūnas, kas nesatur nekādus organellus vai ģenētisko materiālu. Vēl viens piemērs ir tāds, ka muskuļu šūnās parasti ir daudz vairāk mitohondriju nekā citos šūnu veidos, jo ir nepieciešams vairāk enerģijas, lai muskuļu šūnas darbotos efektīvi.
struktūra
Pētnieki uzskata, ka galvenais organellu attīstības iemesls ir tas, ka šūnas gūst labumu no daudzo sarežģīto ķīmisko reakciju izolēšanas, kas tajās notiek. Augu un dzīvnieku šūnās katrs ir iekļauts savā membrānā, kas palīdz vienībai funkcionēt. Viena no šīs aizsardzības galvenajām priekšrocībām ir tāda, ka membrānas slēgtā vienībā ķīmiskos apstākļus, piemēram, pH, var mainīt, neietekmējot visu šūnu. Līdzīgi katra saturs ir izolēts no tā, kas notiek šūnā kopumā.
Dažas organellas ir tik lielas, ka to formu un virsmu var redzēt gaismas mikroskopā. Tajos ietilpst mitohondriji un Golgi, kā arī šūnu kodols. Tomēr, lai tos skatītu tuvāk, ir nepieciešams elektronu mikroskops. Tikai tad, kad šīs struktūras varēja pārbaudīt ar elektronu mikroskopijas palīdzību, pētnieki sāka saprast, kā tās darbojas.
Enerģijas ražošana
Mitohondriji ir atbildīgi par šūnu nodrošināšanu ar izmantojamu enerģiju. Tie ir sastopami vairumā sarežģītu organismu, tostarp sēnēs un augos, kā arī dzīvniekos. Šo struktūru galvenā funkcija ir ražot molekulu, ko sauc par adenozīna trifosfātu jeb ATP, kas ir galvenais enerģijas avots dzīvnieku un sēnīšu šūnās un sekundārs avots augiem. Mitohondrijiem ir arī papildu funkcijas, tostarp šūnu metabolisma regulēšana un kalcija uzglabāšana.
Dažas organellas ir atrodamas tikai noteikta veida organismā. Vispazīstamākais piemērs ir hloroplasti, kas atrodami tikai augu un aļģu šūnās. Hloroplasti izmanto saules gaismu, lai ražotu glikozi, izmantojot procesu, kas pazīstams kā fotosintēze. Vēl viens piemērs ir karboksizoms, kas sastopams tikai noteiktās baktēriju sugās. Karboksisomas ļauj baktērijām pārvērst oglekli organiskās molekulās, ko tās var izmantot enerģijas iegūšanai.
Olbaltumvielu ražošana un DNS mijiedarbība
Daudzas organellas spēj sazināties viena ar otru vai nu to tuvuma dēļ, vai ar ķīmisko signālu palīdzību. Piemēram, endoplazmatiskais tīkls savienojas ar Golgi aparātu, un abas šīs vienības ir iesaistītas jaunu proteīnu ražošanā. Jaunas olbaltumvielas tiek ražotas endoplazmatiskajā retikulumā, un no turienes tiek pārvietotas uz Golgi, kur tās tiek modificētas un iepakotas transportēšanai uz citām šūnas vietām.
Vēl viens šīs komunikācijas piemērs ir tas, kas notiek starp šūnas kodolu un citām tajā esošajām organellām. Lai gan kodols un tajā esošā DNS fiziski nesavienojas ar citām šūnu struktūrām, tas sazinās ar pārējo šūnu, izmantojot proteīnu signalizācijas molekulas. Membrāna, kas aptver kodolu, kontrolē to, kas var iekļūt struktūrā un iziet no tās, ierobežojot satiksmi ar īpašiem proteīniem, kas spēj mijiedarboties ar DNS pavedieniem.
Slimības
Tāpat kā lielākus orgānus var ietekmēt veselības problēmas, arī atsevišķas organellas var būt pakļautas medicīniskiem stāvokļiem un iedzimtiem traucējumiem. Šīs struktūras ir tik būtiskas šūnu funkcionēšanai, ka slimības, kas tās ietekmē, bieži izraisa smagus simptomus un dažos gadījumos ir letālas. Disfunkcijai var būt plaša spektra un negaidīti rezultāti.
Endoplazmatiskā retikulāta disfunkcija ir saistīta ar tādiem stāvokļiem kā cistiskā fibroze un Alcheimera, Hantingtona un Parkinsona slimības. Tiek uzskatīts, ka katrā gadījumā šūnu disfunkcija, kas rada stresu ER, veicina simptomus, kas attīstās. Slimības, kas ietekmē Golgi, ietver iedzimtus traucējumus, kas izraisa aknu slimības, garīgu invaliditāti un krampjus, un parasti tās izraisa nāvi, pirms bērns sasniedz divu gadu vecumu.
Liela slimību grupa, kas pazīstama kā mitohondriju traucējumi, var izraisīt visu, sākot no gremošanas problēmām līdz aklumam, atkarībā no cilvēka skartā traucējuma specifiskā rakstura. Šos stāvokļus var būt grūti ārstēt, jo tie parasti ir saistīti ar iedzimtiem defektiem, kas izraisa bojājumus visām attiecīgajā šūnu tipā iesaistītajām organellām.