STANIČNE ORGANELE U ŽIVOTINJSKIM I BILJNIM STANICAMA: KARAKTERISTIKE, FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2025

U stanične organele su strukture koje čine stanice - kao „mala tijela” - oni izvode, metaboličke, sintetski, strukturalne funkcije proizvodnje i potrošnje energije.

Te se strukture nalaze u staničnoj citoplazmi i općenito su sve eukariotske stanice sastavljene od osnovnog niza unutarćelijskih organela. One se mogu razlikovati između membranoznih (imaju plazma membranu) i nemembranskih (nedostaju im plazma membrane).

Izvor: pixabay.com

Svaka organela ima jedinstveni skup proteina koji se uglavnom nalaze na membrani ili unutar organele.

Postoje organele odgovorne za distribuciju i transport proteina (lizosomi), drugi obavljaju metaboličke i bioenergetske funkcije (kloroplasti, mitohondriji i peroksisomi), staničnu strukturu i kretanje (vlakna i mikrotubuli), a postoje i oni koji su dio površine stanica (plazma membrana i stanična stijenka).

Prokariotske stanice nemaju membranske organele, dok u eukariotskim stanicama možemo pronaći obje vrste organela. Te se strukture također mogu klasificirati prema njihovoj funkciji u stanici.

Organele: membranske i ne-membranske

Membranous organelles

Ovi organeli imaju plazma membranu koja omogućava odvajanje unutarnjeg okoliša od stanične citoplazme. Membrana ima vezikule i cjevaste oblike i može se nagurati kao u glatkom endoplazmatskom retikuluu ili presaviti u organelu kao u mitohondrijima.

Ova organizacija plazma membrane u organelama omogućava povećanje njezine površinske površine i također formiranje unutarćelijskih potporeza u kojima se skladište ili izlučuju razne tvari poput proteina.

Među membranskim organelama nalazimo sljedeće:

- Stanična membrana, koja ograničava stanične i ostale stanične organele.

-Grubi endoplazmatski retikulum (RER), mjesto na kojem se odvija sinteza proteina i modifikacija novo sintetiziranih proteina.

- glatki endoplazmatski retikulum (REL), gdje se sintetiziraju lipidi i steroidi.

-Golgi aparat, modificira i pakira proteine ​​i lipide za transport.

-Endosomi, sudjeluju u endocitozi te također razvrstavaju i preusmjeravaju proteine ​​na njihova konačna odredišta.

-Lizosomi, sadrže probavne enzime i sudjeluju u fagocitozi.

-Prevozite vezikule, prenesite materijal i sudjelujte u endocitozi i egzocitozi.

-Mitohondriji i kloroplasti proizvode ATP koji ćeliji daje energiju.

-Peroxisomes, koji su uključeni u proizvodnju i razgradnje H ₂ O ₂ i masnih kiselina.

Neemembrani organeli

Ove organele nemaju plazma membranu koja ih ograničava, a u njima se ekskluzivni proteini uglavnom samo skupljaju u polimere koji su dio strukturnih elemenata citoskeleta.

Među neemberanskim citoplazmatskim organelama nalazimo:

- Mikrotubule, koje čine citoskelet zajedno sa aktinskim mikrofilamentima i intermedijarnim nitima.

-Filamenti su dio citoskeleta i svrstavaju se u mikrofilamente i intermedijarne niti.

-Centrioli, cilindrične građevine iz kojih potječu bazalna tijela cilija.

-Ribosomi, uključeni su u sintezu proteina i čine ih ribosomalna RNA (rRNA).

Organele u životinjskim stanicama

Životinjska ćelija (Izvor: Animal_cell_structure_en.svg: LadyofHats (Mariana Ruiz) derivat djela: Mel 23 razgovor putem Wikimedia Commons)

Životinje svakodnevno obavljaju aktivnosti zaštite, hranjenja, probave, kretanja, reprodukcije, pa čak i smrti. Mnoge od tih aktivnosti provode se i unutar stanica koje čine ove organizme, a provode ih stanične organele koje čine stanicu.

Općenito, sve stanice u organizmu imaju istu organizaciju i koriste slične mehanizme za obavljanje svih svojih aktivnosti. Međutim, neke se stanice mogu toliko specijalizirati u jednoj ili više funkcija da se razlikuju od ostalih po tome što imaju veći broj ili veličinu određenih staničnih struktura ili regija.

Unutar stanica mogu se razlikovati dvije glavne regije ili odjeljci: jezgra, koja je najistaknutija organela eukariotskih stanica, i citoplazma koja sadrži ostale organele i neke inkluzije u citoplazmatskom matriksu (poput topila i organskih molekula).

srž

Jezgro je najveća organela u stanici i predstavlja najistaknutiju karakteristiku eukariotskih stanica, što je ono što ih razlikuje od prokariotskih stanica. Dobro je razgraničena s dvije nuklearne membrane ili ovojnice koje imaju pore. Unutar jezgre je DNK u obliku kromatina (kondenziranog i laksa) i nukleola.

Nuklearne membrane omogućuju izoliranje unutrašnjosti jezgre stanične citoplazme, osim što služe kao struktura i potpora spomenutog organele. Ova koverta je sastavljena od vanjske i unutarnje membrane. Funkcija nuklearne ovojnice je spriječiti prolazak molekula između nuklearne unutrašnjosti i citoplazme.

Kompleksi pora u nuklearnim membranama omogućuju selektivni prolazak proteina i RNA, održavajući unutarnji sastav jezgre stabilnim i također ispunjavajući ključnu ulogu u regulaciji ekspresije gena.

Stanični genom nalazi se u tim organelama, zbog čega služi kao skladište genetskih podataka stanice. Transkripcija i obrada RNA i replikacija DNA događaju se u jezgri, a samo prevođenje se događa izvan ove organele.

Membrana plazme

Plastična membrana

Membrana plazme ili stanica je struktura sastavljena od dva sloja amfipatskih lipida, s hidrofobnim i hidrofilnim dijelom (lipidni dvosloj) i nekim proteinima (integralna membrana i periferna). Ta je struktura dinamična i sudjeluje u raznim fiziološkim i biokemijskim procesima u stanicama.

Plazma membrana je odgovorna za održavanje ćelije u unutrašnjosti izoliranu od okruženja. On kontrolira prolazak svih tvari i molekula koje ulaze u stanicu i napuštaju je kroz različite mehanizme poput jednostavne difuzije (u korist koncentracijskog gradijenta) i aktivnog transporta, gdje su potrebni transportni proteini.

Grubi endoplazmatski retikulum

Endplazmatski retikulum sastoji se od mreže tubula i vreća (cisterni) koji su okruženi membranom koja se proteže od jezgre (vanjska nuklearna membrana). To je ujedno i jedna od najvećih organela u stanicama.

Grubi endoplazmatski retikulum (RER) ima veliki broj ribosoma na svojoj vanjskoj površini, a sadrži i vezikule koje se protežu do Golgijevog aparata. Dio je sustava sinteze proteina stanice. Sintetizirani proteini prelaze u RER spremnike gdje se transformiraju, akumuliraju i prevoze.

Sekrecijske stanice i stanice s velikom količinom plazma membrane, poput neurona, imaju dobro razvijen grubi endoplazmatski retikulum. Ribosomi koji čine RER odgovorni su za sintezu sekretornih proteina i proteina koji čine druge stanične strukture poput lizosoma, Golgijevog aparata i membrane.

Glatki endoplazmatski retikulum

Glatki endoplazmatski retikulum (REL) uključen je u sintezu lipida i nedostaju mu membrom povezani ribosomi. Sastoji se od kratkih tubula koje imaju tendenciju da imaju cjevastu strukturu. Može biti odvojen od RER-a ili biti njegov nastavak.

Stanice povezane sa sintezom lipida i izlučivanjem steroida imaju visoko razvijene REL-ove. Ova organela je također uključena u procese detoksikacije i konjugacije štetnih tvari, visoko razvijena u stanicama jetre.

Imaju enzime koji modificiraju hidrofobne spojeve poput pesticida i karcinogena, pretvarajući ih u proizvode topive u vodi koji se lako razgrađuju.

Golgijev aparat

U Golgijev aparat primaju se proteini sintetizirani i modificirani u endoplazmatskom retikuluu. U ovoj organeli, ti proteini mogu biti podvrgnuti drugim modifikacijama da bi se konačno transportovali u lizosome, plazma membrane ili bili namijenjeni za izlučivanje. Glikoproteini i sfingomijelin sintetizirani su u Golgijevom aparatu.

Ovu organelu čine neke vrste vrećica okružene membranom poznatom kao cisterne, a one predstavljaju pridružene vezikule. Stanice koje luče proteine ​​egzocitozom i one koje sintetiziraju membrane i proteine ​​povezane s membranom imaju visoko aktivni Golgijev aparat.

Struktura i funkcija Golgijevog aparata predstavlja polaritet. Dio koji je najbliži RER-u naziva se cis-Golgijeva mreža (CGN) i ima konveksni oblik. Proteini iz endoplazmatskog retikuluma ulaze u ovo područje da bi se transportirali unutar organele.

Kopica Golgia čini srednju regiju organele i tamo se odvijaju metaboličke aktivnosti te strukture. Područje sazrijevanja kompleksa Golgi poznato je kao trans-Golgijeva mreža (TGN), ima konkavan oblik i točka je organizacije i distribucije proteina prema njihovim krajnjim odredištima.

lizosomi

Dio stanice, uključujući lizosome

Lizosomi su organele koji sadrže enzime koji mogu razgraditi proteine, nukleinske kiseline, ugljikohidrate i lipide. Oni su u osnovi stanica probavnog sustava, razgrađujući biološke polimere zarobljene izvana i vlastiti proizvodi (autofagija).

Iako se mogu isporučiti u različitim oblicima i veličinama, ovisno o proizvodu koji je uhvaćen za probavu, ove organele su uglavnom guste sferne vakuole.

Čestice zarobljene endocitozom prenose se u endosome, koji kasnije sazrijevaju u lizosome agregacijom kiselih hidrolaze iz Golgijevog aparata. Ove hidrolaze odgovorne su za razgradnju proteina, nukleinskih kiselina, polisaharida i lipida.

peroksisom

Grafički prikaz peroksisoma.

Izvor: Rock 'n Roll

Peroksisomi su male organele (mikrotelesa) s jednostavnom plazma membranom, koje sadrže oksidativne enzime (peroksidaze). Kako je reakcija oksidacije provodi ovih enzima stvara vodik-peroksid (H ₂ O ₂).

U tim organela, katalaza je odgovorna za reguliranje i probavljanje H ₂ O _{2 od} kontroliranje njene stanične koncentracije. Stanice jetre i bubrega imaju značajne količine peroksisoma, koje su glavni centri detoksikacije u tijelu.

Broj peroksisoma sadržanih u stanici regulira se kao odgovor na prehranu, konzumiranje određenih lijekova i kao odgovor na različite hormonske podražaje.

Mitohondriji

Mitohondriji. Preuzeto i uredjeno iz: LadyofHats.

Stanice koje troše i stvaraju značajne količine energije (poput prugastih mišićnih stanica) imaju obilne količine mitohondrija. Ovi organeli igraju kritičnu ulogu u proizvodnji metaboličke energije u stanicama.

Oni su odgovorni za proizvodnju energije u obliku ATP-a iz razgradnje ugljikohidrata i masnih kiselina, kroz proces oksidacijske fosforilacije. Oni se također mogu opisati kao mobilni generatori snage koji se mogu kretati po stanici, osiguravajući potrebnu energiju.

Mitohondrije karakteriziraju sadržavanjem vlastite DNA i mogu kodirati tRNA, rRNA i neke proteine ​​mitohondrije. Većina proteina mitohondrija prenosi se na ribosome i prenosi se mitohondrijima djelovanjem specifičnih signala.

Skupljanje mitohondrija uključuje proteine ​​kodirane njihovim vlastitim genomom, ostale proteine ​​kodirane u nuklearnom genomu i proteine ​​uvezene iz citosola. Broj ovih organela povećava se podjelom tijekom interfaze, iako ta podjela nije sinkronizirana sa staničnim ciklusom.

ribosoma

Ribosomi su male organele koje sudjeluju u sintezi proteina. Oni su sastavljeni od dviju podjedinica jedna na drugu, koja sadrži bjelančevine i RNA. Oni igraju važnu ulogu u konstrukciji polipeptidnih lanaca tijekom prevođenja.

Ribosomi se mogu naći u citoplazmi ili povezani s endoplazmatskim retikulumom. Aktivnim sudjelovanjem u sintezi proteina veže ih mRNA u lancima do pet ribosoma koji se nazivaju poliribosomi. Stanice specijalizirane za sintezu proteina sadrže velike količine ovih organela.

Organele u biljnim stanicama

Morfoanatomija biljne stanice (Izvor: Ævar Arnfjörð Bjarmason / galerija putem Wikimedia Commonsa)

Većina prethodno opisanih organela (jezgra, endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, ribosomi, plazma membrana i peroksisomi) nalaze se kao dio biljnih stanica, gdje u osnovi obavljaju iste funkcije kao u životinjskim stanicama.

Glavne organele u biljnim stanicama koje ih razlikuju od ostalih organizama su plastide, vakuole i stanična stijenka. Ove organele okružene su citoplazmatskom membranom.

Stanični zid

Stanična stijenka je glukoproteinska mreža koja postoji u praktično svim biljnim stanicama. On igra važnu ulogu u staničnoj razmjeni tvari i molekula te u cirkulaciji vode na različitim udaljenostima.

Ova struktura sastoji se od celuloze, hemiceluloze, pektina, lignina, suberina, fenolnih polimera, iona, vode i raznih strukturnih i enzimskih proteina. Ova organela potječe iz citokineze umetanjem stanične ploče, koja je pregrada nastala fuzijom Golgijevih vezikula u središtu mitotske figure.

Složeni polisaharidi stanične stijenke sintetizirani su u Golgijevom aparatu. Stanična stijenka, poznata i kao izvanstanični matriks (ECM), ne daje samo žilavosti i definiranim oblicima, već sudjeluje u procesima kao što su rast stanica, diferencijacija i morfogeneza te reakcija na podražaje iz okoline.

vakuole

Vakuole su jedna od najvećih organela prisutnih u biljnim stanicama. Okruženi su jednostavnom membranom i oblikuju se u vreće, u koje se čuvaju vode i rezervne tvari poput škroba i masti ili otpadnih tvari i soli. Sačinjeni su od hidroliznih enzima.

Oni interveniraju u procesima egzocitoze i endocitoze. Proteini koji se prenose iz Golgijevog aparata ulaze u vakuole, koji preuzimaju funkciju lizosoma. Oni također sudjeluju u održavanju turgor tlaka i osmotske ravnoteže.

plastida

Plastide su organele okružene dvostrukom membranom. Razvrstavaju se u kloroplaste, amiloplaste, kromoplaste, oleinoplaste, proteinoplaste, proplaste i etioplaste.

Ti su organeli poluautonomni, jer sadrže vlastiti genom poznat kao nukleoid u matrici ili stromu organele, kao i strojeve za umnožavanje, prepis i prevođenje.

Plastidi ispunjavaju različite funkcije u biljnim stanicama, poput sinteze tvari i skladištenja hranjivih tvari i pigmenata.

Vrste plastida

Kloroplasti se smatraju najvažnijim plastiidima. Oni su među najvećim organelama u stanicama i nalaze se u raznim regijama unutar nje. Prisutni su u zelenom lišću i tkivima, sadrže klorofil. Oni interveniraju u hvatanju sunčeve energije i fiksaciji atmosferskog ugljika u procesu fotosinteze.

-Amiloplasti se nalaze u rezervnim tkivima. Manjka im klorofil i puni su škroba, koji služe kao skladište za njih i također sudjeluju u gravitropskoj percepciji u korijenskoj kapici.

-Hromoplasti pohranjuju pigmente koji se nazivaju karotenima, a koji su povezani s narančastom i žutom bojom jesenskog lišća, cvijeća i plodova.

-Oleinoplasti pohranjuju ulja dok proteinoplasti pohranjuju proteine.

-Proplastidija su mali plastidi koji se nalaze u meristematskim stanicama korijena i stabljika. Njihova funkcija nije baš jasna, iako se vjeruje da su prekursori ostalih plastida. Reformacija proplastida povezana je s ponovnom diferencijacijom nekih zrelih plastida.

-Etioplasti se nalaze u kotiledonima biljaka koje se uzgajaju u mraku. Izloženi na svjetlost brzo se diferenciraju u kloroplaste.

Reference

1. Alberts, B., i Bray, D. (2006). Uvod u staničnu biologiju. Panamerican Medical Ed.
2. Briar, C., Gabriel, C., Lasserson, D., & Sharrack, B. (2004). Osnove živčanog sustava. Elsevier,
3. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Stanica. (str. 397-402). Marban.
4. Flores, RC (2004). Biologija 1. Urednički Progreso.
5. Jiménez García, L. J i H. Merchand Larios. (2003). Stanična i molekularna biologija. Meksiko. Uredništvo Pearson Education.
6. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., i Darnell, J. (2003). Molekularna stanična biologija. Peto izdanje. New York: WH Freeman.
7. Magloire, K. (2012). Razbijanje ispita iz biologije za AP. Princeton Review.
8. Pierce, BA (2009). Genetika: konceptualni pristup. Panamerican Medical Ed.
9. Ross, MH, Pawlina, W. (2006). Histologija. Uredništvo Médica Panamericana.
10. Sandoval, E. (2005). Tehnike primijenjene na ispitivanju anatomije biljaka (Vol. 38). UNAM.
11. Scheffler, I. (2008). Mitohondriji. Drugo izdanje. Wiley
12. Starr, C., Taggart, R., Evers, C., i Starr, L. (2015). Biologija: Jedinstvo i raznolikost života. Nelson Education.
13. Stille, D. (2006). Životinjske stanice: Najmanje jedinice života. Istraživanje znanosti.
14. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Uvod u mikrobiologiju. Panamerican Medical Ed.