Šūnu bioloģijā organella ir šūnas daļa, kas veic noteiktu darbu.

Organellām parasti ap tām ir sava plazmas membrāna. Lielākā daļa šūnas organoīdu atrodas citoplazmā.

Organelas nosaukums radies no idejas, ka šīs struktūras šūnām ir tas pats, kas ķermenim ir orgāni.

Eikariotiskajās šūnās ir daudz organellu veidu. Agrāk uzskatīja, ka prokariotiem organellu nav, taču tagad ir atrasti daži piemēri. Tās nav organizētas kā eikarijotu organellas un nav norobežotas ar plazmas membrānām. Tās sauc par baktēriju mikrokomparentiem.

Kas ir organellas un kā tās darbojas

Organellas ir specializētas šūnas daļas, kas veic noteiktus procesus — piemēram, enerģijas ražošanu, vielu šķelšanu, proteīnu sintezi vai lagūnas (uzglabāšanu). Dažas organellas ir norobežotas ar membrānām (membrānas organellas), citas nav (piemēram, ribosomas). Organellu darbību koordinē šūnas ģenētiskā informācija un proteīnu mērķtiecīga pārvietošana (signāls peptīdi, transportproteīni).

Galvenie organellu veidi eikariotiskajās šūnās

  • Šūnas kodols (nucleus) — satur DNS, regulē ģenētisko informāciju un šūnas darbību, norobežots ar dubultu membrānu (kodola membrāna).
  • Mitohondriji — "šūnas enerģijas stacijas", ražo ATP aerobajā elpošanā; tiem ir divslāņu membrāna un sava DNS.
  • Hloroplasti (auglīgās šūnās) — fotosintēzes orgānellas augu un dažu protistu šūnās; arī tiem ir sava DNS un divslāņu membrāna.
  • Endoplazmatiskā tīklojuma (RE) sistēma — rupjais RE ar ribosomām sintezē proteīnus, gludais RE veido lipīdus, detoksicē vielas un uzglabā jonu rezerves (piem., Ca2+).
  • Golgi komplekss — modificē, šķiro un paketē proteīnus un lipīdus uz izvešanu vai iekššūnas izmantošanu.
  • Lizosomas — satur gremošanas fermentus, sadala atlikumus un bojātas organellas (autofāgija).
  • Peroksisomas — pārstrādā toksiskas vielas (piem., sāļskābes pārpalikumus), oksidē lipīdus.
  • Vakuolas — īpaši lielas augu šūnās; uzglabā ūdeni, sāļus, cukurus un segregē vielas.
  • Ribosomas — proteīnu sintēzes vietas; nav membrānā norobežotas.
  • Centrosoma / centrioles — iesaistītas šūnu dalīšanās procesā un citos mikrotubulu organizēšanas procesos dzīvnieku šūnās.
  • Flagellas un cilijas — kustības struktūras, kas sastāv no proteīniem (mikrotubuli), dažkārt tiek uzskatītas par organellām.

Funkcijas — ko organellas nodrošina šūnai

  • Enerģijas ražošana (mitohondriji), fotosintēze (hloroplasti).
  • Proteīnu sintēze, modificēšana un transportēšana (rupjais RE, Golgi, ribosomas).
  • Metabolisma reakciju norise un toksīnu noārdīšana (peroksisomas, gludais RE).
  • Šūnas iekšējo materiālu pārstrāde un atkritumu izvadīšana (lizosomas, vakuolas).
  • Šūnas formas uzturēšana un mehāniskā atbalsta nodrošināšana (citoskelets).
  • Šūnu dalīšanās un signālu pārraide (centrosomas, membrānas receptori).

Eikarioti pret prokariotiem

Kā minēts iepriekš, eikariotiskajās šūnās organellas parasti ir skaidri diferenciētas un daudzām no tām ir membrānas. Agrāk tika uzskatīts, ka prokariotiem (baktērijām un arhejiem) organellu nav, bet pēdējos gados atklājumi par baktēriju mikrokomparentiem un citām iekššūnas struktūrām parādīja, ka arī prokariotiem var būt funkcionālas, lokālas reģionālās kompartmentācijas. Šīs struktūras parasti nav apklātas ar klasiskajām dobajām plazmas membrānām kā eikariotos.

Organellu izcelsme

Daudzu organellu izcelsmi skaidro endosimbiotiskā teorija: piemēram, mitohondriji un hloroplasti, visticamāk, radušies no brīvi dzīvojošām baktērijām, kuras senos laikos iekļuva primitīvās eikariotu šūnās un izveidoja simbiotiskas attiecības. Šī teorija atbalstās uz attiecīgajām organellām esošo DNS, dubulto membrānu un ribosomu līdzību ar baktēriju ribosomām.

Kā pētām organellas

  • Gaismas un elektronu mikroskopija — ļauj redzēt struktūras un to attiecības šūnā.
  • Šūnu frakcionēšana un centrifugēšana — atdala organellas pēc blīvuma un izmanto, lai pētītu to biokīmiju.
  • Molekulārie paņēmieni — proteomika, genomika un fluorescējošas marķēšanas metodes, lai noteiktu proteīnu lokalizāciju un funkcijas.

Klīniskā nozīme

Organellu disfunkcija var izraisīt slimības. Piemēram, mitohondriālās slimības ietekmē enerģijas ražošanu un var izpausties muskuļu vai nervu sistēmas problēmās. Lizosomu uzkrāšanās traucējumi (lizomosomu uzglabāšanās slimības) rodas, ja fermenti nestrādā pareizi un šūnā uzkrājas nesašķeltas vielas.

Nobeigums

Organellas nodrošina šūnas darbības specializāciju — tās sadala sarežģītās šūnas funkcijas mazākos, efektīvi kontrolējamos procesos. Izprotot organellu uzbūvi, funkcijas un mijiedarbību, iegūstam dziļāku priekšstatu par šūnu veselību, attīstību un slimībām.