Organellit ovat pieniä rakenteita, jotka suorittavat hyvin erityisiä toimintoja soluissa. Termi viittaa elimiin, verraten tapaa, jolla nämä rakenteet toimivat soluissa, tapaan, jolla elimet toimivat kehossa. Useita erilaisia organelleja löytyy erilaisten kasvi-, eläin- ja bakteerisolujen sisältä. Jokaisella on oma tärkeä tehtävänsä, kuten energian tuottaminen tai proteiinien valmistus.
Tyypit
Näillä rakenteilla on laaja valikoima toimintoja, joista suurin osa on solun elämän kannalta kriittisiä tehtäviä. Tärkeimmät rakenteet ovat ydin, endoplasminen verkkokalvo (ER), Golgi -laite, mitokondriot ja kloroplastit. Jokaisella näistä on taipumus sijaita tietyillä solualueilla. Tyypillisesti ydin sijaitsee lähellä keskustaa, ja ER ja Golgi sijaitsevat lähellä, ja loput organellit leviävät solun sisällä.
Solussa olevien organellien tyyppi ja määrä vaihtelee solun tarkoituksesta riippuen. Esimerkiksi lähes kaikki kasvi- ja eläinsolut sisältävät ytimen lukuun ottamatta kypsiä punasoluja, jotka eivät sisällä organelleja tai geneettistä materiaalia. Toinen esimerkki on, että lihassoluissa on tyypillisesti paljon enemmän mitokondrioita kuin muissa solutyypeissä, koska tarvitaan enemmän energiaa lihassolujen tehokkaan toiminnan ylläpitämiseksi.
Tuote mallit
Tutkijat uskovat, että yleinen syy organellien kehittymiseen on se, että solut hyötyvät monien monimutkaisten kemiallisten reaktioiden eristämisestä. Kasvi- ja eläinsoluissa jokainen on koteloitu omaan kalvoonsa, mikä auttaa yksikköä toimimaan. Yksi tämän suojauksen tärkeimmistä eduista on, että kalvolla suljetussa yksikössä kemiallisia olosuhteita, kuten pH: ta, voidaan muuttaa vaikuttamatta koko soluun. Samoin kunkin sisältö eristetään siitä, mitä solussa yleensä tapahtuu.
Tietyt organellit ovat niin suuria, että niiden muoto ja pinta voidaan nähdä valomikroskoopilla. Näitä ovat mitokondriot ja Golgi sekä solun ydin. Elektronimikroskooppia tarvitaan kuitenkin niiden tarkempaan tarkasteluun. Vasta kun nämä rakenteet voitiin tutkia elektronimikroskopian avulla, tutkijat alkoivat ymmärtää, miten ne toimivat.
Energiantuotanto
Mitokondriat ovat vastuussa solujen toimittamisesta käyttökelpoisella energialla. Niitä esiintyy useimmissa monimutkaisissa organismeissa, mukaan lukien sienet ja kasvit sekä eläimet. Näiden rakenteiden päätehtävänä on tuottaa molekyyli nimeltä adenosiinitrifosfaatti tai ATP, joka on tärkein energianlähde eläin- ja sienisoluissa ja toissijainen lähde kasveille. Mitokondrioilla on myös muita toimintoja, mukaan lukien solujen aineenvaihdunnan säätely ja kalsiumin varastointi.
Tietyt organellit löytyvät vain tietyntyyppisestä organismista. Tunnetuin esimerkki on kloroplastit, joita esiintyy vain kasvien ja levien soluissa. Kloroplastit käyttävät auringonvaloa glukoosin tuottamiseen fotosynteesin kautta. Toinen esimerkki on karboksisomi, jota esiintyy vain tietyissä bakteerilajeissa. Karboksisomien avulla bakteerit voivat muuttaa hiilen orgaanisiksi molekyyleiksi, joita ne voivat käyttää energiaksi.
Proteiinin tuotanto ja DNA -vuorovaikutukset
Monet organellit pystyvät kommunikoimaan keskenään joko läheisyytensä tai kemiallisen signaloinnin kautta. Esimerkiksi endoplasminen verkkokalvo muodostaa yhteyden Golgi -laitteeseen, ja molemmat yksiköt osallistuvat uusien proteiinien tuotantoon. Uusia proteiineja valmistetaan endoplasmisessa verkkokalvossa, ja sieltä ne siirtyvät Golgiin, missä ne muunnetaan ja pakataan kuljetettavaksi muihin paikkoihin solussa.
Toinen esimerkki tästä viestinnästä on se, joka tapahtuu solun ytimen ja sen sisällä olevien muiden organellien välillä. Vaikka ydin ja sen sisältämä DNA eivät ole fyysisesti yhteydessä muihin solurakenteisiin, se kommunikoi muun solun kanssa proteiinisignaalimolekyylien kautta. Ydin ympäröivä kalvo ohjaa sitä, mitä rakenteeseen voi päästä ja poistua, rajoittamalla liikennettä erityisiin proteiineihin, jotka pystyvät vuorovaikutuksessa DNA -juosteiden kanssa.
Sairaudet
Aivan kuten suuret elimet voivat vaikuttaa terveysongelmiin, yksittäiset organellit voivat myös altistua sairauksille ja synnynnäisille häiriöille. Nämä rakenteet ovat niin välttämättömiä solutoiminnalle, että niihin vaikuttavat sairaudet aiheuttavat usein vakavia oireita ja joissakin tapauksissa kuolemaan johtavia. Toimintahäiriöllä voi olla laaja-alaisia ja odottamattomia tuloksia.
Endoplasmisen verkkokalvon toimintahäiriö on liittynyt sellaisiin tiloihin kuin kystinen fibroosi ja Alzheimerin, Huntingtonin ja Parkinsonin taudit. Kussakin tapauksessa solujen toimintahäiriöiden, jotka aiheuttavat stressiä ER: lle, uskotaan vaikuttavan kehittyviin oireisiin. Golgiin vaikuttavia sairauksia ovat synnynnäiset häiriöt, jotka aiheuttavat maksasairauksia, henkistä vammaa ja kohtauksia, ja ne aiheuttavat tyypillisesti kuoleman ennen kuin lapsi täyttää kaksi vuotta.
Suuri sairauksien perhe, joka tunnetaan mitokondriosairauksina, voi aiheuttaa kaiken ruoansulatusongelmista sokeuteen riippuen häiriön erityisluonteesta, johon henkilö vaikuttaa. Näitä tiloja voi olla vaikea hoitaa, koska niihin liittyy yleensä synnynnäisiä vikoja, jotka vahingoittavat kaikkia soluja sisältäviä organelleja.