SEJTES ORGANELLÁK ÁLLATI ÉS NÖVÉNYI SEJTEKBEN: JELLEMZŐK, FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2025

A sejtorganellák azok a struktúrák, amelyek képezik a sejteket - „kis testként” - ellátják a metabolikus, szintetikus, a termelés és az energiafogyasztás szerkezeti funkcióit.

Ezeket a struktúrákat a sejt citoplazma tartalmazza, és általában az összes eukarióta sejt alapvető intracelluláris organellákból áll. Ezek megkülönböztethetők a membrán (plazmamembránnal rendelkeznek) és a nem membrán (a plazma membrán hiánya) között.

Forrás: pixabay.com

Mindegyik organellenek egyedi fehérjekészlete van, amelyek általában a membránon vagy az organellek belsejében találhatók.

Vannak olyan organellák, amelyek felelősek a fehérjék (lizoszómák) eloszlásáért és szállításáért, mások metabolikus és bioenergetikai funkciókat (kloroplasztok, mitokondriumok és peroxiszómák), a sejt felépítését és mozgását (szálak és mikrotubulusok) végzik, és vannak olyanok, amelyek a felület részét képezik sejt (plazmamembrán és sejtfal).

A prokarióta sejtekben nincs membrán szerv, míg az eukarióta sejtekben mindkét típusú szerv megtalálható. Ezeket a struktúrákat a sejtben betöltött funkciójuk alapján is besorolhatjuk.

Organellák: membrán és nem membrán

Membrán organellák

Ezeknek az organelláknak plazmamembránja van, amely lehetővé teszi a belső környezet elválasztását a sejt citoplazmájától. A membrán hólyagos és cső alakú, és a sima endoplazmatikus retikulumban redőzhető, vagy az organellekbe hajtogatható, mint a mitokondriumokban.

A plazmamembránnak ez az elrendezése az organellákban lehetővé teszi azok felületének növelését és intracelluláris alrészek létrehozását, ahol különféle anyagok, például fehérjék tárolódnak vagy szekretálódnak.

A membrán organellák között a következőket találjuk:

- A sejtmembrán, amely körülhatárolja a sejtet és más sejtes organellákat.

- Nagy endoplazmatikus retikulum (RER), az a hely, ahol a fehérje szintézis és az újonnan szintetizált fehérjék módosítása zajlik.

-Nagy endoplazmatikus retikulum (REL), ahol lipideket és szteroidokat szintetizálnak.

-Golgi készülék, módosítja és csomagolja a fehérjéket és lipideket a szállításhoz.

-Endoszómák, részt vesznek az endocitózisban, valamint osztályozzák és irányítják a fehérjéket a végső rendeltetési helyükhöz.

-Lizoszómák, emésztő enzimeket tartalmaznak és részt vesznek a fagocitózisban.

- Transzportálja a vezikulumokat, lefordítja az anyagot és részt vesz az endocitózisban és az exocitózisban.

-Mitochondriumok és kloroplasztok ATP-t termelnek, energiát adva a sejtnek.

-Peroxiszómák, amelyek részt vesznek a H ₂ O ₂ és zsírsavak előállításában és lebontásában.

Nem membrán organellák

Ezeknek az organelláknak nincs plazmamembránja, amely meghatározná őket, és ezekben az exkluzív fehérjék általában önállódnak a polimerekbe, amelyek a citoszkeleton szerkezeti elemeinek részei.

A nem membrán citoplazmatikus organellák között megtaláljuk:

-Mikrotubulusok, amelyek képezik a citoszkeletont aktin mikrofilamentumokkal és közbenső filamentumokkal együtt.

- A filamentumok a citoszkeleton részét képezik, és azokat mikroszálakba és közbenső filamentumokba osztják.

-Centrioli, hengeres szerkezetek, amelyekből a cilia alaptestei származnak.

-Riboszómák, részt vesznek a fehérjeszintézisben, és riboszómális RNS-ből (rRNS) állnak.

Organellák az állati sejtekben

Állati sejt (Forrás: Animal_cell_structure_en.svg: LadyofHats (Mariana Ruiz) származékos munka: Mel 23 beszélgetés a Wikimedia Commons segítségével)

Az állatok napi védelmi, etetési, emésztési, mozgási, szaporodási és akár halálos tevékenységeket végeznek. Ezen tevékenységek nagy részét az ezeket az organizmusokat alkotó sejteken is végzik, és a sejtet alkotó celluláris organellák végzik.

Általában véve, hogy a szervezet sejtjei azonos szervezettel rendelkeznek, és hasonló mechanizmusokat használnak minden tevékenységük elvégzéséhez. Néhány sejt azonban annyira specializálódhat egy vagy több funkcióban, hogy különbözik a többitől azzal, hogy bizonyos sejtszerkezetek vagy régiók nagyobb számú vagy méretű.

Két fő régió vagy rekesz lehet megkülönböztetni a sejteken belül: a mag, amely az eukarióta sejtek legszembetűnőbb organellája, és a citoplazma, amely a többi organellát és a citoplazmatikus mátrix egyes zárványait tartalmazza (például oldott anyagok és szerves molekulák).

Mag

A sejtmag a sejtek legnagyobb szervezete, és az eukarióta sejtek legkiemelkedőbb tulajdonságát képviseli, ami megkülönbözteti őket a prokarióta sejtektől. Jól határolja két pórusos membrán vagy boríték. A magban a kromatin (kondenzált és laza) és a mag formájában található DNS.

A nukleáris membránok lehetővé teszik a sejt citoplazmamagjának belsejének elkülönítését, amellett, hogy az említett organellák szerkezetét és hordozóját szolgálják. Ez a boríték egy külső és egy belső membránból áll. A nukleáris burkolat célja, hogy megakadályozza a molekulák áthaladását a nukleáris belső tér és a citoplazma között.

A nukleáris membránokban lévõ póruskomplexek lehetõvé teszik a fehérjék és az RNS-ek szelektív átjutását, megtartva a mag belső összetételét, és kulcsszerepet játszva a gén expressziójának szabályozásában.

A sejtgenom ezekben az organellákban található, ezért a sejt genetikai információinak tárolására szolgál. Az RNS transzkripciója és feldolgozása, valamint a DNS replikációja a sejtmagban történik, és csak a transzláció ezen organellen kívül történik.

Plazma membrán

Műanyag membrán

A plazma- vagy sejtmembrán olyan szerkezet, amely két rétegű amfipatikus lipidekből áll, hidrofób és hidrofil részből (lipid kettős réteg) és néhány fehérjéből (integrált membrán és perifériás). Ez a szerkezet dinamikus és részt vesz a sejtek különböző fiziológiai és biokémiai folyamataiban.

A plazmamembrán felelős a sejt belsejének a környezettől való elszigeteltségéért. Ez ellenőrzi az összes anyag és molekula áthaladását, amelyek a sejtbe belépnek és távoznak különböző mechanizmusok révén, például egyszerű diffúzióval (a koncentráció-gradiens javára) és aktív transzporton keresztül, ahol transzportfehérjékre van szükség.

Durva endoplazmikus retikulum

Az endoplazmatikus retikulum olyan tubulusokból és tasakokból (tartályokból) álló hálózatból áll, amelyeket a magból (a külső magmembránból) kinyúló membrán vesz körül. Ez a sejtek egyik legnagyobb szerves része.

A durva endoplazmatikus retikulum (RER) külső felületén számos riboszóma található, és tartalmaz olyan vezikulumokat is, amelyek a Golgi-készülékig terjednek. Ez a sejt proteinszintézis-rendszerének része. A szintetizált fehérjék átjutnak a RER tartályokba, ahol transzformálódnak, felhalmozódnak és szállíthatók.

A szekréciós sejtek és a nagy mennyiségű plazmamembránnal rendelkező sejtek, például a neuronok, jól fejlett durva endoplazmatikus retikulummal rendelkeznek. A RER-t alkotó riboszómák felelnek a szekréciós fehérjék és olyan fehérjék szintéziséért, amelyek más sejtszerkezeteket alkotnak, mint például a lizoszómák, a Golgi-készülék és a membránok.

Sima endoplazmatikus retikulum

A sima endoplazmatikus retikulum (REL) részt vesz a lipidszintézisben, és nincs membránhoz kapcsolódó riboszóma. Rövid csövekből áll, amelyek hajlamosak egy csőszerkezetre. Elkülönülhet a RER-től vagy annak kiterjesztése.

A lipidszintézissel és a szteroid szekrécióval kapcsolatos sejtek rendkívül fejlett REL-ekkel rendelkeznek. Ez az organellek szintén részt vesz a méregtelenítés és a káros anyagok konjugációjának folyamatában, mivel a májsejtekben fejlett fejlődést mutatnak.

Enzimek vannak, amelyek módosítják a hidrofób vegyületeket, például a peszticideket és a rákkeltő anyagokat, vízoldható termékekké alakítva őket, amelyek könnyen lebonthatók.

Golgi készülék

A Golgi-készülékben az endoplazmatikus retikulumban szintetizált és módosított proteineket kapjuk. Ebben a szervben ezek a fehérjék más módosításokon menhetnek keresztül, hogy végül átjuthassanak lizoszómákba, plazmamembránokba vagy szekréció céljára szolgálnak. A glikoproteineket és a szingomyelint a Golgi készülékben szintetizálják.

Ezt az organellent bizonyos fajta zsákok alkotják, amelyeket egy ciszternáknak nevezett membrán vesz körül, és ezekben vannak vezikulumok. Azoknak a sejteknek, amelyek exocitózissal választják el a fehérjéket, és azoknak a sejteknek, amelyek membránhoz és membránhoz kapcsolódó fehérjéket szintetizálnak, rendkívül aktív Golgi-berendezésük van.

A Golgi készülék felépítése és működése polaritást mutat. A RER-hez legközelebb eső részt cis-Golgi hálózatnak (CGN) nevezzük, és konvex alakú. Az endoplazmatikus retikulum proteinjei ebbe a régióba lépnek be, hogy szállítsák az organelleten belül.

A Golgi-halom képezi az organellek középső részét, és ezen a struktúrán metabolikus tevékenységek zajlanak. A Golgi komplex érési régióját transz-Golgi hálózatnak (TGN) nevezik, konkáv alakú, és a fehérjék szerveződésének és eloszlásának pontja a végső rendeltetési helyük felé.

lizoszómák

A sejt része, beleértve a lizoszómát

A lizoszómák olyan organellák, amelyek enzimeket tartalmaznak, amelyek képesek lebontani a fehérjéket, nukleinsavakat, szénhidrátokat és lipideket. Alapvetően a sejtek emésztőrendszere, a sejt kívülről elfogott biológiai polimerek és a sejtek saját termékei (autofágia).

Bár az emésztésre elfogott terméktől függően, különböző formájú és méretűek lehetnek, ezek az organellák általában sűrű gömb alakú vákuumok.

Az endocitózissal elfogott részecskék endoszómákba kerülnek, amelyek később lizoszómákká alakulnak át a Golgi készülékből származó savas hidrolázok aggregálásával. Ezek a hidrolázok felelősek a fehérjék, nukleinsavak, poliszacharidok és lipidek lebontásáért.

peroxiszómákra

A peroxiszóma grafikus ábrázolása.

Forrás: Rock 'n Roll

A peroxiszómák egy egyszerű plazmamembránnal rendelkező kicsi organellák (mikroorganizmusok), amelyek oxidatív enzimeket (peroxidázokat) tartalmaznak. Az enzimek által végzett oxidációs reakció hidrogén-peroxidot (H ₂ O ₂) eredményez.

Ezekben az organellákban a kataláz felel a H ₂ O ₂ szabályozásáért és emésztéséért, a sejtkoncentráció szabályozásával. A máj és a vesesejtek jelentős mennyiségű peroxiszómát tartalmaznak, ezek a test fő méregtelenítő központjai.

A sejtekben található peroxiszómák számát az étrendre, bizonyos gyógyszerek fogyasztására és a különféle hormonális ingerekre adott válaszként szabályozzuk.

A mitokondriumok

Mitokondrium. Felvett és szerkesztette: LadyofHats.

Azok a sejtek, amelyek jelentős mennyiségű energiát fogyasztanak és generálnak (például csíkos izomsejtek), bőséges mennyiségű mitokondriummal rendelkeznek. Ezek az organellák kritikus szerepet játszanak a metabolikus energia előállításában a sejtekben.

Ők felelősek az energia előállításáért ATP formájában a szénhidrátok és zsírsavak lebontása révén az oxidatív foszforilációs folyamat során. Leírhatók olyan mobil áramfejlesztőkként is, amelyek képesek a cellán mozogni, és biztosítják a szükséges energiát.

A mitokondriumokra jellemző, hogy saját DNS-t tartalmaznak, és kódolhatják a tRNS-t, rRNS-t és néhány mitokondriális fehérjét. A mitokondriális fehérjék többsége a riboszómákon transzlatálódik és specifikus szignálok útján szállítják a mitokondriumokba.

A mitokondriumok összeállítása magában foglalja a saját genom által kódolt fehérjéket, a nukleáris genomban kódolt egyéb fehérjéket és a citoszolból behozott fehérjéket. Ezen organellák száma megoszlással növekszik az interfázisok során, bár ezek az osztódások nem szinkronizálódnak a sejtciklussal.

A riboszómák

A riboszómák olyan kis szervek, amelyek részt vesznek a fehérje szintézisében. Ezek két alegységből állnak, amelyek egymásra vannak helyezve, és fehérjéket és RNS-t tartalmaznak. Fontos szerepet játszanak a polipeptidláncok felépítésében a transzláció során.

A riboszómák szabadon megtalálhatók a citoplazmában vagy társulhatnak az endoplazmatikus retikulumhoz. A fehérjék szintézisében való aktív részvételükkel az mRNS-hez köthetők, legfeljebb öt riboszóma láncban, úgynevezett poliriboszómáknak. A proteinszintézisre szakosodott sejtek nagy mennyiségben tartalmaznak ezeket az organellákat.

Organellák a növényi sejtekben

Növényi sejt morfoanatómiája (Forrás: Ævar Arnfjörð Bjarmason / galéria a Wikimedia Commons segítségével)

A korábban leírt organellák többségét (mag, endoplazmás retikulum, Golgi készülék, riboszómák, plazmamembrán és peroxiszómák) növényi sejtek részeként találják meg, ahol alapvetően ugyanazokat a funkciókat látják el, mint az állati sejtek.

A növényi sejtekben a fő organizmusok, amelyek megkülönböztetik őket más organizmusoktól, a plasztidok, vákuumok és a sejtfal. Ezeket az organellákat citoplazmatikus membrán veszi körül.

Sejtes fal

A sejtfal egy glükoprotein hálózat, amely gyakorlatilag minden növényi sejtben létezik. Fontos szerepet játszik az anyagok és molekulák celluláris cseréjében és a víz keringésében különböző távolságra.

Ez a szerkezet cellulózból, hemicellulózokból, pektinekből, ligninből, suberinből, fenol polimerekből, ionokból, vízből és különféle szerkezeti és enzimatikus fehérjékből áll. Ez az organellek a citokinezisből származnak, a sejtlemez beillesztésével, amely egy olyan válaszfal, amelyet Golgi vezikulumok összeolvadása a mitotikus ábra közepén alkot.

Komplex sejtfal-poliszacharidokat szintetizálnak a Golgi-készülékben. A sejtfal, amelyet extracelluláris mátrixnak (ECM) is neveznek, nem csak a szívósságot és meghatározott alakzatokat biztosít a sejt számára, hanem részt vesz olyan folyamatokban is, mint a sejtnövekedés, differenciálódás és morfogenezis, valamint a környezeti ingerekre adott válaszok.

vacuolumok

A vákuumok a növényi sejtekben jelenlévő legnagyobb organellák. Egy egyszerű membrán veszi körül őket, és zsák alakúak, amelyek vizet és tartalék anyagokat, például keményítőket és zsírokat vagy hulladék anyagokat és sókat tárolnak. Hidrolitikus enzimekből állnak.

Beavatkoznak az exocitózis és az endocitózis folyamataiba. A Golgi készülékből szállított fehérjék vákuumokba kerülnek, amelyek a lizoszómák funkcióját vállalják. Részt vesznek a turgor nyomás és az ozmotikus egyensúly fenntartásában.

plasztidok

A plasztádok organellák, amelyeket kettős membrán vesz körül. Osztályozhatók kloroplasztok, amyloplastok, kromoplasztok, oleinoplastok, proteinoplasztok, proplastok és etioplasztok kategóriába.

Ezek az organellák félig autonóm jellegűek, mivel magukban foglalják maguknak a genomot, amelyet nukleoidként ismertek az organelle mátrixban vagy a strómában, valamint replikációs, transzkripciós és transzlációs mechanizmusokat.

A plasztidok különféle funkciókat látnak el a növényi sejtekben, mint például anyagok szintézise, ​​valamint tápanyagok és pigmentek tárolása.

A plasztid típusai

A kloroplasztok tekintik a legfontosabb plasztikumoknak. Ezek a sejtekben a legnagyobb organellák között vannak, és a régió különböző régióiban megtalálhatók. A klorofilltartalmú zöld levelekben és szövetekben vannak jelen. Beavatkoznak a napenergia elfogásába és a légköri szén rögzítésébe a fotoszintézis folyamatában.

- Az amloplasztok a tartalék szövetekben találhatók. Hiányoznak a klorofill és tele vannak keményítővel, amely ezek tárolására szolgál, és részt vesznek a gyökér sapka gravitrop észlelésében is.

-A kromoplasztok karotinoknak nevezett pigmenteket tárolnak, amelyek az őszi levelek, virágok és gyümölcsök narancssárga és sárga színével társulnak.

-Oleinoplasztok tárolják az olajakat, míg a proteinoplasztok tárolják a fehérjéket.

-Proplastidia kis plasztidok, amelyeket a gyökér és a szár meristematikus sejtjeiben találnak. Funkciójuk nem túl egyértelmű, bár úgy gondolják, hogy prekurzorok a többi plasztidnak. A proplastidok átalakulása egyes érett plasztidok újbóli differenciálódásával jár.

- Az etioplasztok a sötétben termesztett növények szikleveiben találhatók. Fény hatására gyorsan megkülönböztetnek kloroplasztokra.

Irodalom

1. Alberts, B. és Bray, D. (2006). Bevezetés a sejtbiológiába. Panamerican Medical Ed.
2. Briar, C., Gabriel, C., Lasserson, D. és Sharrack, B. (2004). Az idegrendszer alapvető elemei. Elsevier,
3. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). A sejt. (397-402. oldal). Marban.
4. Flores, RC (2004). Biológia 1. Szerkesztői Progreso.
5. Jiménez García, L. J és H. Merchand Larios. (2003). Sejtes és molekuláris biológia. Mexikó. Szerkesztői Pearson Education.
6. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., és Darnell, J. (2003). Molekuláris sejtbiológia. Ötödik kiadás. New York: WH Freeman.
7. Magloire, K. (2012). Az AP biológiai vizsga feltörése. Princeton Review.
8. Pierce, BA (2009). Genetika: Fogalmi megközelítés. Panamerican Medical Ed.
9. Ross, MH, Pawlina, W. (2006). Szövettan. Szerkesztő Médica Panamericana.
10. Sandoval, E. (2005). A növény anatómiájának tanulmányozására alkalmazott technikák (38. kötet). UNAM.
11. Scheffler, I. (2008). Mitokondrium. Második kiadás. Wiley
12. Starr, C., Taggart, R., Evers, C., és Starr, L. (2015). Biológia: Az élet egysége és sokszínűsége. Nelson Education.
13. Stille, D. (2006). Állati sejtek: Az élet legkisebb egységei. A tudomány felfedezése.
14. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Bevezetés a mikrobiológiába. Panamerican Medical Ed.