Organeller – definition, funktion och typer i cellbiologi

Organeller: definition, funktion och typer i cellbiologi — från eukaryota strukturer till bakteriers mikrokompartment. Klart, illustrerat och lättförståeligt.

Inom cellbiologin är en organell en del av en cell som utför en specifik uppgift.

Organellerna har vanligtvis ett eget plasmamembran runt sig. De flesta av cellens organeller finns i cytoplasman.

Namnet organell kommer från idén att dessa strukturer är för cellerna vad ett organ är för kroppen.

Det finns många typer av organeller i eukaryota celler. Man trodde tidigare att prokaryoter inte hade några organeller, men nu har man hittat några exempel. De är inte organiserade som eukaryota organeller och är inte avgränsade av plasmamembran. De kallas bakteriella mikrokompartment.

Vad är en organell och varför är de viktiga?

En organell är en specialiserad struktur inom en cell som utför en eller flera specifika funktioner. Genom att avgränsa kemiska processer i egna utrymmen kan cellen öka effektiviteten, skydda andra delar av cellen från reaktiva ämnen och reglera biokemiska vägar separat. Organeller ligger oftast i cytoplasman hos eukaryota celler och kan ha en eller två membran, beroende på typ.

Typer av organeller och deras funktioner

• Kärnan (nukleus) – innehåller cellens DNA och är centrum för replikation och transkription; innehåller ofta en nukleol där ribosomala RNA tillverkas.
• Mitokondrier – cellens "kraftverk" där ATP bildas genom cellandning. Har dubbla membran och eget DNA; antas härstamma från endosymbiotiska bakterier.
• Kloroplaster (i växtceller) – här sker fotosyntesen; också dubbla membran och eget DNA, och har sitt ursprung i fotosyntetiska bakterier enligt endosymbiosteorin.
• Endoplasmatiskt retikulum (ER) – ett nätverk av membran; grovt ER har ribosomer och bygger proteiner för sekretion eller membraninsättning, medan slätt ER deltar i lipidsyntes och avgiftning.
• Golgiapparaten – bearbetar, sorterar och transporterar proteiner och lipider, samt paketerar dem i vesiklar för utsöndring eller leverans till lysosomer.
• Lysosomer – innehåller nedbrytande enzymer som bryter ner makromolekyler, gamla organeller och intagna partiklar.
• Peroxisomer – innehåller enzym för oxidation av fettsyror och nedbrytning av väteperoxid.
• Vakuoler – stora i växtceller; lagrar vatten, joner och näringsämnen samt bidrar till celltryck (turgor).
• Ribosomer – syntetiserar proteiner; är inte membranbundna men räknas ofta som viktiga cellulära strukturer (ej avgränsade med membran).
• Cytoskelettet – nätverk av filament (mikrotubuli, aktinfilament, intermediära filament) som ger cellen form, möjliggör intracellular transport och deltar i celldelning.
• Centrosom/centrioler – organiserar mikrotubuli och spelar roll i cellens delningsapparat (särskilt i djurceller).
• Transportvesiklar – små membranblåsor som för material mellan organeller eller till cellmembranet.

Membranbundna kontra icke-membranbundna organeller

Många organeller är omgivna av ett membran (enkelt eller dubbelt) vilket gör att de kan upprätthålla egna miljöer. Exempel på icke-membranbundna organeller eller subcellulära strukturer är ribosomer, nukleolen, P-bodies och stressgranula. Dessa bildas ofta genom fasavgränsning (liquid–liquid phase separation) snarare än ett lipidmembran.

Organellers ursprung och dynamik

Mitokondrier och kloroplaster har troligen uppkommit genom endosymbios — bakterier som intogs av en förfader till dagens eukaryota celler och blev varaktiga samarbetspartner. Många organeller är dynamiska: de kan dela sig, förena sig (fusion) eller bildas på nytt, och material transporteras kontinuerligt mellan dem via vesikulär trafik. Proteiner riktas till rätt organell med hjälp av signalsekvenser och mottagarmolekyler (t.ex. signalpeptider, transloconer i mitokondriemembran).

Organeller i prokaryoter

Tidigare trodde man att prokaryoter saknade organeller helt, men man har nu identifierat flera typer av organisationer, bland annat bakteriella mikrokompartment (som karboxysomer) och andra proteinbaserade kapslar. Dessa mikrokompartment är inte omgivna av lipidmembran utan av proteinhöljen och möjliggör lokaliserade biokemiska reaktioner i bakterier.

Betydelse för hälsa, sjukdomar och forskning

Organellernas funktion är central för cellens välmående. Störningar i organellernas funktion kan orsaka sjukdomar, till exempel mitokondriella sjukdomar, lysosomala lagringssjukdomar eller problem i endoplasmatiskt retikulum som leder till felveckning av proteiner. I forskningen används tekniker som elektronmikroskopi, fluorescensmikroskopi (GFP-taggar), biokemisk fraktionering och molekylära verktyg för att studera organellers struktur och funktion.

Sammanfattning

Organeller gör det möjligt för celler att specialisera och organisera biokemiska processer. De varierar i struktur och funktion mellan celltyper (t.ex. växt- och djurceller) och kan vara membranbundna eller icke-membranbundna. Nyare upptäckter visar även att prokaryoter kan ha organiserade mikrokonstruktioner som utför avgränsade funktioner.

Frågor och svar

F: Vad är en organell?

F: Var finns de flesta av cellens organeller?

F: Vad är ursprunget till termen "organell"?

F: Finns det olika typer av organeller i eukaryota celler?

F: Har prokaryoter en egen typ av organeller?

Sök med bokstav