Жасуша ішіндегі мамандандырылған құрылымдар

Кіріспе

Жасуша ішіндегі арнайы бөлімше

Жасуша биологиясында органелла – бұл белгілі бір функцияны атқаратын, әдетте жасуша ішіндегі арнайы бөлімше. Органелла атауы осы құрылымдар жасушаның бөліктері болғандықтан, ағза денедегі органдар сияқты, пайда болды, сондықтан органелла, ал “elle” жұрнағы – кішіртеу сөз жасаушы жұрнақ. Органеллалар жеке липидтік екі қабатқа (мембраналық органеллалар деп те аталады) немесе айналасында липидтік екі қабаты жоқ кеңістіктегі ерекше функционалдық бірліктер (мембраналық емес органеллалар) түрінде кездеседі. Көптеген органеллалар жасуша ішіндегі функционалдық бірліктер болғанымен, жасушадан тысқары орналасқан кейбір функционалдық бірліктер де органеллалар деп аталады, мысалы, кірпікшелер, флагеллум және археллум, трихоцист (оларды мембранаға байланған деп санауға болады, яғни олар мембранаға жалғасқан (немесе байланған)). Органеллалар микроскопия арқылы анықталады, сондай-ақ жасушаларды фракциялау арқылы тазартуға болады. Органеллалардың көптеген түрлері бар, әсіресе эукариотикалық жасушаларда. Оларға эндомембрана жүйесін құрайтын құрылымдар (ядролық қабықша, эндоплазмалық тор және Гольджи аппараты сияқты) және митохондриялар мен пластидтер сияқты басқа құрылымдар кіреді. Прокариоттарда эукариотикалық органеллалар болмаса да, кейбіреулерінде ақуыз қабықшалы бактериялық микрокомпартаменттер бар, олар бастапқы прокариотикалық органеллалар ретінде әрекет етеді деп есептеледі; сонымен қатар, басқа мембранамен шектелген құрылымдардың да дәлелі бар. Дене мүшелерінің микроскопиялық жасушалық субструктураларға ұқсастығы айқын, себебі ерте туындылардың авторлары олардың арасындағы айырмашылықты сирек түсіндіреді. 1830 жылдары Феликс Дюжардин микроорганизмдердің көпжасушалы жануарлардың мүшелерімен бірдей, тек кішірек мүшелері бар деген Эренберг теориясын жоққа шығарды. Жасуша құрылымдарына қатысты «орган» (яғни кішкентай орган) деген кішіртеуін алғаш қолданған неміс зоологы Карл Август Мёбиус (1884), ол «органула» (органулумның көпше түрі, латын тіліндегі organum сөзінің кішіртеу түрі) терминін қолданды. Журналдың келесі санында түзету ретінде жарияланған түсіндірмеде ол бір жасушалы организмдердің мүшелерін «органелла» деп атау туралы ұсынысын негіздеді, өйткені олар тек бір жасушаның әртүрлі пішіндес бөліктері, көпжасушалы организмдердің көпжасушалы мүшелерінен өзгеше.

In cell biology, an organelle is a specialized subunit, usually within a cell, that has a specific function. The name organelle comes from the idea that these structures are parts of cells, as organs are to the body, hence organelle, the suffix elle being a diminutive. Organelles are either separately enclosed within their own lipid bilayers (also called membrane bounded organelles) or are spatially distinct functional units without a surrounding lipid bilayer (non membrane bounded organelles). Although most organelles are functional units within cells, some function units that extend outside of cells are often termed organelles, such as cilia, the flagellum and archaellum, and the trichocyst (these could be referred to as membrane bound in the sense that they are attached to (or bound to) the membrane). Organelles are identified by microscopy, and can also be purified by cell fractionation. There are many types of organelles, particularly in eukaryotic cells. They include structures that make up the endomembrane system (such as the nuclear envelope, endoplasmic reticulum, and Golgi apparatus), and other structures such as mitochondria and plastids. While prokaryotes do not possess eukaryotic organelles, some do contain protein shelled bacterial microcompartments, which are thought to act as primitive prokaryotic organelles; and there is also evidence of other membrane bounded structures. The analogy of bodily organs to microscopic cellular substructures is obvious, as from even early works, authors of respective textbooks rarely elaborate on the distinction between the two. In the 1830s, Félix Dujardin refuted Ehrenberg theory which said that microorganisms have the same organs of multicellular animals, only minor. Credited as the first to use a diminutive of organ (i. e., little organ) for cellular structures was German zoologist Karl August Möbius (1884), who used the term organula (plural of organulum, the diminutive of Latin organum). In a footnote, which was published as a correction in the next issue of the journal, he justified his suggestion to call organs of unicellular organisms "organella" since they are only differently formed parts of one cell, in contrast to multicellular organs of multicellular organisms.

Прокариоттар органелдері

Прокариоттар эукариоттар сияқты құрылымдық жағынан күрделі емес, және бұрын олардың ішкі ұйымдастырылуының аз және жасушалық бөліктер мен ішкі мембраналарының жоқ деп есептелген; бірақ бірте-бірте, осы пікірлерді жоққа шығаратын прокариоттардың ішкі құрылымдары туралы мәліметтер пайда болуда. Дегенмен, кем дегенде кейбір прокариоттарда бөлішкеленудің куәліктері көбейіп келеді. Жақындағы зерттеулер көрсеткендей, кейбір прокариоттар карбоксисомалар сияқты микроөлмелерге ие. Бұл субклеткалық бөліктердің диаметрі 100-200 нм және олар ақуыз қабығымен қоршалған. Бактериялық филум Planctomycetota бірнеше бөлішкелену ерекшеліктерін ашты. Planctomycetota жасуша жоспарына цитоплазманы парифоплазмаға (сыртқы рибосомасыз кеңістік) және пиреллюлозомаға (немесе рибоплазмаға, ішкі рибосомалы кеңістік) бөлетін интрацитоплазмалық мембраналар кіреді. Planctomycetota "анаммокс" тұқымдасының бес түрінде анаэробты аммоний тотығуын жүзеге асыратын мембраналық анаммоксисомалар табылды. Gemmata obscuriglobus Planctomycetota түрінде липид мембраналармен қоршалған ядроға ұқсас құрылым анықталған. Бөлішкелену – прокариоттық фотосинтез құрылымдарының бір ерекшелігі. Қызғылт бактерияларда "хроматофорлар" бар, олар жасуша мембранасының инвагинацияларында орналасқан реакциялық орталықтар. Жасыл күкірт бактерияларында хлоросомалар бар, олар жасуша мембраналарына бекітілген фотосинтез антенналық кешендері. Цианобактерияларда жарыққа тәуелді фотосинтез үшін ішкі тилакоид мембраналары бар; зерттеулер көрсеткендей, жасуша мембранасы мен тилакоид мембраналары бір-бірімен үздіксіз емес. Прокариоттық органеллалар мен жасуша компоненттері Органелла/макромолекула Негізгі функциясы Құрылымы Организмдер Анаммоксисома Анаэробты аммоний тотығуы Липид мембранасы Planctomycetota бактерияларының "Candidatus" тұқымдасы Карбоксисома Көміртегіні бекіту Ақуыз қабығы Бактериялық микроөлмелер Сома бактериялары Хлоросома Фотосинтез Жарық энергиясын жинау кешені Жасуша мембранасына бекітілген Жасыл күкірт бактериялары Жалпақша Сыртқы ортада қозғалыс Протеин жіпшелері Кейбір прокариоттар Магнетосома Магниттік бағдарлану Белгілі бір кристалдар, липид мембранасы Магнетотактикалық бактериялар Нүклеоид ДНК-ны сақтау, РНК-ға транскрипция ДНК, ақуыз Прокариоттар Пилиус Қозғалыс күштерін жасау үшін басқа жасушаларға немесе қатты субстратқа жабысу Плазмалық мембранадан шығып тұрған (ішінара кіріктірілген) шашты тәрізді қосымша Прокариоттық жасушалар Плазмида ДНК алмасуы Шеңберлі ДНК Кейбір бактериялар Рибосома (70S) РНК-ны ақуыздарға аудармалау РНК, ақуыз Бактериялар мен архея Тилакоид мембраналары Фотосинтез Фотожүйе ақуыздары мен пигменттері Көбінесе цианобактериялар.

Prokaryotes are not as structurally complex as eukaryotes, and were once thought to have little internal organization, and lack cellular compartments and internal membranes; but slowly, details are emerging about prokaryotic internal structures that overturn these assumptions. However, there is increasing evidence of compartmentalization in at least some prokaryotes. Recent research has revealed that at least some prokaryotes have microcompartments, such as carboxysomes. These subcellular compartments are 100–200 nm in diameter and are enclosed by a shell of proteins. The bacterial phylum Planctomycetota has revealed a number of compartmentalization features. The Planctomycetota cell plan includes intracytoplasmic membranes that separates the cytoplasm into paryphoplasm (an outer ribosome free space) and pirellulosome (or riboplasm, an inner ribosome containing space). Membrane bounded anammoxosomes have been discovered in five Planctomycetota "anammox" genera, which perform anaerobic ammonium oxidation. In the Planctomycetota species Gemmata obscuriglobus, a nucleus like structure surrounded by lipid membranes has been reported. Compartmentalization is a feature of prokaryotic photosynthetic structures. Purple bacteria have "chromatophores", which are reaction centers found in invaginations of the cell membrane. Green sulfur bacteria have chlorosomes, which are photosynthetic antenna complexes found bonded to cell membranes. Cyanobacteria have internal thylakoid membranes for light dependent photosynthesis; studies have revealed that the cell membrane and the thylakoid membranes are not continuous with each other. +Prokaryotic organelles and cell components Organelle/macromolecule Main function Structure Organismsanammoxosomeanaerobic ammonium oxidationladderane lipid membrane"Candidatus" bacteria within Planctomycetotacarboxysomecarbon fixationprotein shell bacterial microcompartmentsome bacteriachlorosomephotosynthesislight harvesting complex attached to cell membranegreen sulfur bacteriaflagellummovement in external mediumprotein filamentsome prokaryotesmagnetosomemagnetic orientationinorganic crystal, lipid membranemagnetotactic bacterianucleoidDNA maintenance, transcription to RNADNA proteinprokaryotespilusAdhesion to other cells for conjugation or to a solid substrate to create motile forces. a hair like appendage sticking out (though partially embedded into) the plasma membraneprokaryotic cellsplasmidDNA exchangecircular DNAsome bacteriaribosome (70S)translation of RNA into proteinsRNA proteinbacteria and archaeathylakoid membranesphotosynthesisphotosystem proteins and pigmentsmostly cyanobacteria