Organele so drobne strukture, ki v celicah opravljajo zelo specifične funkcije. Izraz se nanaša na organe, ki primerja način delovanja teh struktur v celicah z načinom delovanja organov v telesu. V različnih vrstah rastlinskih, živalskih in bakterijskih celic lahko najdemo številne različne organele. Vsak ima svojo pomembno nalogo, kot je proizvodnja energije ali proizvodnja beljakovin.
Vrste
Te strukture imajo široko paleto funkcij, od katerih je večina nalog, ki so ključnega pomena za življenje celice. Najpomembnejše strukture so jedro, endoplazmatski retikulum (ER), Golgijev aparat, mitohondriji in kloroplasti. Vsak od teh se ponavadi nahaja na določenih območjih celic. Običajno se jedro nahaja blizu središča, v bližini sta ER in Golgi, preostali organeli pa se širijo znotraj celice.
Vrsta in število organelov, prisotnih v celici, se razlikujeta, odvisno od namena celice. Na primer, skoraj vse rastlinske in živalske celice vsebujejo jedro, z izjemo zrelih rdečih krvnih celic, ki ne vsebujejo organelov ali genetskega materiala. Drug primer je, da imajo mišične celice običajno veliko več mitohondrijev kot druge vrste celic, ker je za učinkovito delovanje mišičnih celic potrebno več energije.
struktura
Raziskovalci verjamejo, da je splošni razlog za razvoj organelov ta, da celice koristijo izolaciji številnih kompleksnih kemičnih reakcij, ki se pojavljajo v njih. V rastlinskih in živalskih celicah je vsaka zaprta v svojo membrano, ki pomaga enoti pri delovanju. Ena od glavnih prednosti te zaščite je, da se v enoti, zaprti z membrano, lahko spremenijo kemični pogoji, kot je pH, ne da bi to vplivalo na celotno celico. Podobno je vsebina vsakega izolirana od tega, kar se dogaja v celici na splošno.
Nekatere organele so tako velike, da je njihovo obliko in površino mogoče videti pod svetlobnim mikroskopom. Sem spadajo mitohondriji in Golgi, pa tudi celično jedro. Za natančnejši ogled pa je potreben elektronski mikroskop. Šele ko so te strukture lahko pregledali z elektronsko mikroskopijo, so raziskovalci začeli razumeti, kako delujejo.
Proizvodnja energije
Mitohondriji so odgovorni za oskrbo celic z uporabno energijo. Najdemo jih v najbolj zapletenih organizmih, vključno z glivami in rastlinami ter živalmi. Glavna funkcija teh struktur je proizvajati molekulo, imenovano adenozin trifosfat ali ATP, ki je glavni vir energije v živalskih in glivnih celicah ter sekundarni vir za rastline. Mitohondriji imajo tudi dodatne funkcije, vključno z regulacijo celičnega metabolizma in shranjevanjem kalcija.
Določene organele najdemo le znotraj določene vrste organizma. Najbolj znan primer so kloroplasti, ki jih najdemo le v celicah rastlin in alg. Kloroplasti uporabljajo sončno svetlobo za proizvodnjo glukoze s postopkom, znanim kot fotosinteza. Drug primer je karboksisom, ki ga najdemo le v nekaterih vrstah bakterij. Karboksisomi omogočajo bakterijam, da spremenijo ogljik v organske molekule, ki jih lahko uporabijo za energijo.
Proizvodnja beljakovin in interakcije DNK
Številne organele lahko komunicirajo med seboj, bodisi zaradi svoje bližine bodisi s kemično signalizacijo. Na primer, endoplazmatski retikulum se poveže z Golgijevim aparatom in obe enoti sta vključeni v proizvodnjo novih beljakovin. Novi proteini se proizvajajo v endoplazmatskem retikulumu, od tam pa se preselijo v Golgi, kjer se modificirajo in pakirajo za transport na druge lokacije v celici.
Drug primer te komunikacije je tista, ki se zgodi med jedrom celice in drugimi organeli v njej. Čeprav se jedro in DNK, ki ga vsebuje, fizično ne povezujeta z drugimi celičnimi strukturami, komunicira s preostalo celico prek proteinskih signalnih molekul. Membrana, ki obdaja jedro, nadzoruje, kaj lahko vstopi in zapusti strukturo, tako da omejuje promet na posebne beljakovine, ki so sposobne interakcije z verigami DNK.
Bolezni
Tako kot so večji organi lahko prizadeti zaradi zdravstvenih težav, so lahko tudi posamezne organele podvržene zdravstvenim stanji in prirojenim motnjam. Te strukture so tako bistvene za delovanje celic, da bolezni, ki jih prizadenejo, pogosto povzročajo hude simptome in so v nekaterih primerih usodne. Disfunkcija ima lahko obsežne in nepričakovane rezultate.
Disfunkcija endoplazemskega retikuluma je bila vpletena v stanja, kot so cistična fibroza, ter pri Alzheimerjevi, Huntingtonovi in Parkinsonovi bolezni. V vsakem primeru naj bi celična disfunkcija, ki obremenjuje ER, prispevala k simptomom, ki se razvijejo. Bolezni, ki prizadenejo Golgija, vključujejo prirojene motnje, ki povzročajo bolezni jeter, duševno prizadetost in epileptične napade, in običajno povzročijo smrt, preden otrok dopolni dve leti.
Velika družina stanj, znanih kot mitohondrijske motnje, lahko povzroči vse, od prebavnih težav do slepote, odvisno od specifične narave motnje, ki jo prizadene oseba. Ta stanja je lahko težko zdraviti, saj običajno vključujejo prirojene okvare, ki povzročajo poškodbe vseh organelov, vključenih v določeno vrsto celice.