Organele su malene strukture koje obavljaju vrlo specifične funkcije unutar stanica. Pojam se odnosi na organe, uspoređuje način na koji te strukture djeluju u stanicama s načinom na koji organi funkcioniraju u tijelu. Unutar različitih vrsta biljnih, životinjskih i bakterijskih stanica može se naći niz različitih organela. Svaki ima svoju važnu zadaću, kao što je proizvodnja energije ili proizvodnja proteina.
Tipovi
Ove strukture imaju širok raspon funkcija, od kojih su većina zadaci koji su kritični za život stanice. Najvažnije strukture su jezgra, endoplazmatski retikulum (ER), Golgijev aparat, mitohondriji i kloroplasti. Svaki od njih ima tendenciju da se nalazi u određenim područjima stanica. Tipično, jezgra se nalazi blizu središta, s ER i Golgijem koji se nalaze u blizini, a preostale organele se šire unutar stanice.
Vrsta i broj organela prisutnih unutar stanice varira, ovisno o namjeni stanice. Na primjer, gotovo sve biljne i životinjske stanice sadrže jezgru, s izuzetkom zrelih crvenih krvnih stanica, koje ne sadrže organele ili genetski materijal. Drugi primjer je da mišićne stanice obično imaju mnogo više mitohondrija od drugih tipova stanica, jer je potrebno više energije za učinkovit rad mišićnih stanica.
Struktura
Istraživači vjeruju da je opći razlog razvoja organela taj što stanice imaju koristi od izolacije mnogih složenih kemijskih reakcija koje se događaju u njima. Unutar biljnih i životinjskih stanica, svaka je uvučena u svoju membranu, što pomaže jedinici da funkcionira. Jedna od glavnih prednosti ove zaštite je da se, unutar jedinice zatvorene membranom, kemijski uvjeti kao što je pH mogu mijenjati bez utjecaja na cijelu stanicu. Slično, sadržaj svakog od njih je izoliran od onoga što se događa unutar stanice u cjelini.
Određene organele su toliko velike da se njihov oblik i površina mogu vidjeti pod svjetlosnim mikroskopom. To uključuje mitohondrije i Golgi, kao i staničnu jezgru. Međutim, neophodan je elektronski mikroskop da bi ih bolje pregledali. Tek kada su te strukture mogle biti ispitane putem elektronske mikroskopije, istraživači su počeli shvaćati kako funkcioniraju.
Proizvodnja energije
Mitohondriji su odgovorni za opskrbu stanica korisnom energijom. Nalaze se u većini složenih organizama, uključujući gljive i biljke, kao i životinje. Glavna funkcija ovih struktura je proizvodnja molekule zvane adenozin trifosfat ili ATP, koja je glavni izvor energije u stanicama životinja i gljiva, a sekundarni izvor za biljke. Mitohondriji također imaju dodatne funkcije, uključujući regulaciju staničnog metabolizma i skladištenje kalcija.
Određene organele nalaze se samo unutar određene vrste organizma. Najpoznatiji primjer su kloroplasti, koji se nalaze samo u stanicama biljaka i algi. Kloroplasti koriste sunčevu svjetlost za proizvodnju glukoze kroz proces poznat kao fotosinteza. Drugi primjer je karboksisom, koji se nalazi samo u određenim bakterijskim vrstama. Karboksisomi omogućuju bakterijama da pretvore ugljik u organske molekule koje mogu koristiti za energiju.
Proizvodnja proteina i interakcije DNK
Mnoge organele mogu komunicirati jedna s drugom, bilo zbog svoje blizine, bilo putem kemijske signalizacije. Na primjer, endoplazmatski retikulum se povezuje s Golgijevim aparatom, a obje ove jedinice sudjeluju u proizvodnji novih proteina. Novi proteini se proizvode u endoplazmatskom retikulumu, a odatle se kreću u Golgi, gdje se modificiraju i pakiraju za transport na druga mjesta u stanici.
Drugi primjer ove komunikacije je ona koja se događa između jezgre stanice i ostalih organela unutar nje. Iako se jezgra i DNK koji sadrži ne povezuju fizički s drugim staničnim strukturama, ona komunicira s ostatkom stanice putem proteinskih signalnih molekula. Membrana koja obavija jezgru kontrolira što može ući i izaći iz strukture, ograničavajući promet na posebne proteine koji su u stanju komunicirati s lancima DNK.
Bolesti
Baš kao što veći organi mogu biti zahvaćeni zdravstvenim problemima, pojedine organele također mogu biti podložne zdravstvenim stanjima i kongenitalnim poremećajima. Te su strukture toliko bitne za staničnu funkciju da bolesti koje ih zahvaćaju često uzrokuju teške simptome i, u nekim slučajevima, smrtonosne. Disfunkcija može imati široke i neočekivane rezultate.
Disfunkcija endoplazmatskog retikuluma implicirana je u stanjima kao što su cistična fibroza, te u Alzheimerovu, Huntingtonovu i Parkinsonovu bolest. U svakom slučaju, smatra se da stanična disfunkcija koja stavlja stres na ER doprinosi simptomima koji se razvijaju. Bolesti koje utječu na Golgija uključuju kongenitalne poremećaje koji uzrokuju bolest jetre, mentalnu invalidnost i napadaje, a obično uzrokuju smrt prije nego što dijete navrši dvije godine.
Velika obitelj stanja poznatih kao mitohondrijski poremećaji mogu uzrokovati sve, od probavnih problema do sljepoće, ovisno o specifičnoj prirodi poremećaja na koji je osoba zahvaćena. Ova stanja mogu biti teška za liječenje, jer obično uključuju prirođene defekte koji uzrokuju oštećenje svih organela uključenih u danom tipu stanice.