Войти
| Органелла | |
|---|---|
| Подробности | |
| Произношение | |
| Часть | ячейки |
| Идентификаторы | |
| Latin | Organella |
| MeSH | D015388 |
| TH | H1.00.01.0.00009 |
| FMA | 63832 |
| Анатомические термины микроанатомии. [редактировать в Викиданных ] | |
В клеточной биологии органелла - это специализированная субъединица, обычно в клетке, которая выполняет определенную функцию. Название органелла происходит от идеи, что эти структуры являются частями клеток, как органы для тела, следовательно, органелла, суффикс -elle является уменьшительным. Органеллы либо заключены отдельно в свои собственные липидные бислои (также называемые мембраносвязанными органеллами), либо представляют собой пространственно отдельные функциональные единицы без окружающего липидного бислоя (органеллы, не связанные с мембраной). Хотя большинство органелл являются функциональными единицами внутри клеток, некоторые функциональные единицы, выходящие за пределы клетки, часто называют органеллами, например, реснички, жгутик и архаеллум и трихоцисты.
Органеллы идентифицируются с помощью микроскопии, а также могут быть очищены фракционированием клеток. Существует много типов органелл, особенно в эукариотических клетках. Они включают структуры, составляющие внутреннюю эндомембранную систему (такие как ядерная оболочка, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи ), и другие структуры, такие как митохондрии и пластиды. Хотя прокариоты не обладают эукариотическими органеллами, некоторые действительно содержат белковые -оболочечные бактериальные микрокомпартменты, которые, как считается, действуют как примитивные прокариотические органеллы ; есть также свидетельства наличия других структур, связанных с мембраной. Кроме того, прокариотический жгутик, который выступает за пределы клетки, и его мотор, а также в значительной степени внеклеточная пилус часто называют органеллами.
| Биология клетки | |
|---|---|
| животная клетка | |
 Компоненты типичной животной клетки:
|
В биологии органы определяются как ограниченные функциональные единицы в пределах организм. аналогия органов тела и микроскопических клеточных субструктур очевидна, поскольку даже в ранних работах авторы соответствующих учебников редко уточняют различие между ними.
В 1830-е годы Феликс Дюжарден опровергал Эренберга теория, которая гласила, что микроорганизмы имеют те же органы, что и многоклеточные животные, только второстепенные.
Считается первым, кто использовал миниатюрный орган (т. Е. Маленький орган) для клеточных структур был немецкий зоолог Карл Август Мёбиус (1884), который использовал термин organula (множественное число от organulum, уменьшительное от латинского organum). В сноске, которая была опубликована в качестве исправления в следующем номере журнала, он обосновал свое предложение называть органы одноклеточных организмов «органеллами», поскольку они являются лишь по-разному сформированными частями одной клетки, в отличие от многоклеточных органов многоклеточных организмов..
В то время как большинство клеточных биологов считают термин «органелла» синонимом клеточного компартмента, пространство, часто ограниченное одним или двумя липидными бислоями, некоторые клеточные биологи выбирают чтобы ограничить термин включением только тех клеточных компартментов, которые содержат дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), происходящую от ранее автономных микроскопических организмов, приобретенных посредством эндосимбиоза.
В соответствии с этим определением, будет только два широких классы органелл (т. е. те, которые содержат свою собственную ДНК и произошли от эндосимбиотических бактерий ):
Прочие орга Предполагается, что nelles имеют эндосимбиотическое происхождение, но не содержат собственной ДНК (особенно жгутика - см. эволюция жгутиков ).
Второе, менее ограничительное определение органелл состоит в том, что они являются мембраносвязанными структурами. Однако даже при использовании этого определения некоторые части клетки, которые, как было показано, являются отдельными функциональными единицами, не квалифицируются как органеллы. Поэтому использование органелл для обозначения не связанных с мембранами структур, таких как рибосомы, является обычным и приемлемым. Это привело к тому, что во многих текстах проводится разграничение между мембраносвязанными и немембранными органеллами. Органеллы, не связанные с мембраной, также называемые большими биомолекулярными комплексами, представляют собой большие сборки макромолекул, которые выполняют определенные и специализированные функции, но у них отсутствуют мембранные границы. Многие из них называются «белковые органеллы», поскольку многие структуры состоят из белков. Такие клеточные структуры включают:
Механизмы, с помощью которых такие немембранные органеллы форму и сохранение своей пространственной целостности можно сравнить с разделением фаз жидкость-жидкость.
Эукариотические клетки имеют сложную структуру и по определению частично организованы внутренними компартментами, которые сами по себе являются окружена липидными мембранами, которые напоминают внешнюю клеточную мембрану. Более крупные органеллы, такие как ядро и вакуоли, легко видны в световой микроскоп . Они были одними из первых биологических открытий, сделанных после изобретения микроскопа.
Не все эукариотические клетки имеют каждую из перечисленных ниже органелл. У исключительных организмов есть клетки, которые не содержат некоторых органелл, которые в противном случае можно было бы считать универсальными для эукариот (например, митохондрии). Существуют также случайные исключения из числа мембран, окружающих органеллы, перечисленных в таблицах ниже (например, некоторые из них, перечисленные как двухмембранные, иногда встречаются с одинарными или тройными мембранами). Кроме того, количество отдельных органелл каждого типа, обнаруженных в данной клетке, варьируется в зависимости от функции этой клетки.
| Органеллы | Основная функция | Структура | Организмы | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| клеточная мембрана | разделяет внутреннюю часть всех клеток из внешней среды (внеклеточного пространства), которая защищает клетку от окружающей среды. | двумерная жидкость | все эукариоты | |
| клеточная стенка | клеточная стенка состоит из пептидогликана и является жестким, придает форму клетке, помогает удерживать органеллы внутри клетки и не позволяет клетке разорваться из-за изменений осмотического давления. | целлюлоза | растения, протисты, редкие клептопластические организмы | |
| хлоропласт (пластида ) | фотосинтез, улавливает энергию солнечного света | двухмембранный отсек | растения, протисты, редкие клептопластические организмы | имеют собственную ДНК; предполагается, что они будут поглощены предковой эукариотической клеткой (эндосимбиоз) |
| эндоплазматический ретикулум | трансляция и сворачивание новых белков (грубая эндоплазматическая сеть м), экспрессия липидов (гладкая эндоплазматическая сеть) | одинарная мембрана | у всех эукариот | грубая эндоплазматическая сеть покрыта рибосомами, имеет складки, которые представляют собой плоские мешочки; гладкий эндоплазматический ретикулум имеет складки, которые представляют собой трубчатые |
| жгутики | движения, сенсорный | белок | некоторые эукариоты | |
| аппарат Гольджи | сортировка, упаковка, обработка и модификация белков | одномембранный компартмент | все эукариоты | цис-лицевой (выпуклый), ближайший к шероховатому эндоплазматическому ретикулуму; транс-гранная (вогнутая), наиболее удаленная от грубого эндоплазматического ретикулума |
| митохондрия | производство энергии в результате окисления глюкозных веществ и высвобождение аденозинтрифосфата | двухмембранного компартмента | большинства эукариот | составляющий элемент хондриома ; имеет собственную ДНК; предполагается, что он был поглощен предковой эукариотической клеткой (эндосимбиоз) |
| ядро | Поддержание ДНК, контролирует всю активность клетки, РНК транскрипцию | двойную мембрану | все эукариоты | содержит основную часть генома |
| вакуоли | хранение, транспортировка, помогает поддерживать гомеостаз | одномембранный отсек | эукариоты |
Митохондрии и пластиды, включая хлоропласты, имеют двойные мембраны и собственную ДНК. Согласно эндосимбиотической теории, предполагается, что они произошли от не полностью потребленных или вторгшихся прокариотических организмов.
| Органеллы / макромолекулы | Основная функция | Структура | Организмы |
|---|---|---|---|
| акросома | помогает сперматозоидам слиться с яйцеклеткой | одинарная мембрана | большинства животных |
| аутофагосома | везикула, которая секвестрирует цитоплазматический материал и органеллы для деградации | двухмембранный компартмент | все эукариоты |
| центриоль | заякоряет цитоскелет, организует деление клеток формирование волокон веретена | микротрубочек белок | животных |
| ресничка | движение во внешней среде или во внешней среде; «критический путь передачи сигналов». | микротрубочка белок | животные, простейшие, немного растений |
| книдоциста | жгучая | спиральная полая трубочка | книдариан |
| прибор для определения глазного пятна | обнаруживает свет, позволяя фототаксису иметь место | зеленым водорослям и другим одноклеточным фотосинтетическим организмам, таким как эвглениды | |
| гликозома | осуществляет гликолиз | одномембранный компартмент | Некоторые простейшие, такие как трипаносомы. |
| глиоксисомы | превращение жира в сахара | одинарная мембрана | растения |
| гидрогеносома | энергия и производство водорода | двухмембранная камера | несколько одноклеточных эукариот |
| лизосома | распад больших молекул (например, белков + полисахаридов) | одинарный мембранный отсек | животные |
| меланосома | хранение пигмента | одинарный мембранный отсек | животные |
| митосома | , вероятно, играет роль в железо-серном кластере r (Fe-S) сборка | двойная мембрана | несколько одноклеточных эукариот, у которых отсутствуют митохондрии |
| миофибриллы | миоциты сокращение | связанные филаменты | животные |
| ядрышко | продукция пре-рибосомы | белок-ДНК-РНК | большинство эукариот |
| оцеллоид | обнаруживает свет и возможно формы, позволяющие фототаксис иметь место | двухмембранный отсек | члены семейства Warnowiaceae |
| в скобках | не охарактеризованы | не охарактеризованы | грибы |
| пероксисомы | расщепление метаболической перекиси водорода | одномембранный компартмент | все эукариоты |
| протеасомы | деградация ненужных или поврежденных белков путем протеолиза | очень большого белкового комплекса | всех эукариот, всех архей и некоторых бактерий |
| рибосомы (80S) | трансляция РНК в белки | РНК-белок | все эукариоты |
| стрессовая гранула | запас мРНК | безмембранный (m RNP комплексы) | большинство эукариот |
| домен TIGER | мРНК, кодирующие белки | безмембранные | большинство организмов |
| везикулы | транспорт материала | одномембранный компартмент | все эукариоты |
Другие родственные структуры:
.
(A) Электронная микрофотография клеток Halothiobacillus neapolitanus, стрелками выделены карбоксисомы. (B) Изображение интактных карбоксисом, выделенных из H. neapolitanus. Масштабная шкала составляет 100 нм. 
Структура Candidatus Brocadia anammoxidans, демонстрирующая анаммоксосому и внутрицитоплазматическую мембрану Прокариоты не так сложны по структуре, как эукариоты, и были когда-то считалось, что у него нет внутренних структур, заключенных липидными мембранами. В прошлом они часто рассматривались как имеющие слабую внутреннюю организацию и лишенные клеточных компартментов ; но постепенно появляются подробности о внутренних структурах прокариот. Ранним ложным поворотом была идея, разработанная в 1970-х годах, что бактерии могут содержать клеточную мембрану складки, названные мезосомами, но позже было показано, что это артефакты, производимые химическими веществами, используемыми для подготовки клеток. для электронной микроскопии.
Однако появляется все больше свидетельств компартментализации, по крайней мере, у некоторых прокариот. Недавние исследования показали, что по крайней мере некоторые прокариоты имеют микрокомпартменты, например, карбоксисомы. Эти субклеточные компартменты имеют диаметр 100–200 нм и окружены белковой оболочкой. Еще более поразительным является описание связанных с мембраной магнитосом у бактерий, опубликованное в 2006 году.
Бактериальный тип Planctomycetes выявил ряд особенностей компартментализации. Планктомицеты имеют внутрицитоплазматические мембраны, которые разделяют цитоплазму на парфоплазму (внешнее пространство, свободное от рибосом) и пиреллулосому (или рибоплазму, внутреннее пространство, содержащее рибосомы). Связанные с мембраной анаммоксосомы были обнаружены у пяти родов Planctomycetes anammox. У Planctomycetes Gemmata obscuriglobus описана структура, подобная ядру, окруженная липидными мембранами.
Компартментализация - это особенность прокариотических фотосинтетических структур. Пурпурный. бактерии имеют «хроматофоры», которые представляют собой реакционные центры, обнаруженные в инвагинациях клеточной мембраны. Зеленые серные бактерии имеют хлоросомы, которые представляют собой фотосинтетические антенные комплексы, связанные с клеточными мембранами. Цианобактерии имеют внутренние тилакоидные мембраны для светозависимого фотосинтеза ; исследования показали, что клеточная мембрана и тилакоидные мембраны не непрерывны друг с другом.
| Органеллы / макромолекулы | Основная функция | Структура | Организмы |
|---|---|---|---|
| анаммоксосома | анаэробное окисление аммония | ладдеран липидная мембрана | "Candidatus "бактерии в составе Planctomycetes |
| карбоксисомы | фиксации углерода | белка -оболочка бактериальный микрокомпартмент | некоторые бактерии |
| хлоросома | фотосинтез | светособирающий комплекс, прикрепленный к клеточной мембране | зеленые серные бактерии |
| жгутик | движение во внешней среде | белковая нить | некоторые прокариоты и эукариоты |
| магнитосома | магнитная ориентация | неорганический кристалл, липидная мембрана | магнитотактические бактерии |
| нуклеоид | поддержание ДНК, транскрипция в РНК | ДНК-белок | прокариот |
| пилус | Адгезия к другим клеткам для конъюгации или к твердой субстанции стратегию создания движущих сил. | волосовидный отросток, торчащий (хотя и частично встроенный) в плазматическую мембрану | прокариотические клетки |
| плазмида | обмен ДНК | кольцевая ДНК | некоторых бактерий |
| рибосома (70S) | трансляция РНК в белки | РНК-белок | бактерии и археи |
| тилакоид мембраны | фотосинтез | белки и пигменты фотосистемы | в основном цианобактерии |
Среда, относящаяся к органеллам на Wikimedia Commons