Organelle - Organelle

Organelle
Detalhes
Pronúncia / Ɔr do ɡ do ə n ɛ l /
Parte de Célula
Identificadores
Latina Organella
Malha D015388
º H1.00.01.0.00009
FMA 63832
Termos anatômicos da microanatomia

Em biologia celular , uma organela é uma subunidade especializada, geralmente dentro de uma célula , que tem uma função específica. O nome organela vem da ideia de que essas estruturas são partes das células, assim como os órgãos são para o corpo , daí organela, sendo o sufixo -ela um diminutivo . As organelas são incluídas separadamente em suas próprias bicamadas lipídicas (também chamadas de organelas ligadas à membrana) ou são unidades funcionais espacialmente distintas sem uma bicamada lipídica circundante (organelas não ligadas à membrana). Embora a maioria dos organelos são unidades funcionais dentro das células, algumas unidades funcionais que se estendem para fora das células são frequentemente denominado organelos, tais como cílios , o flagelo e archaellum , e o trichocyst .

As organelas são identificadas por microscopia e também podem ser purificadas por fracionamento celular . Existem muitos tipos de organelas, particularmente em células eucarióticas . Eles incluem estruturas que compõem o sistema endomembrana interno (como o envelope nuclear , retículo endoplasmático e aparelho de Golgi ) e outras estruturas como mitocôndrias e plastídios . Embora os procariotos não possuam organelas eucarióticas, alguns contêm microcompartimentos bacterianos com casca de proteína , que se acredita atuarem como organelas procarióticas primitivas ; e também há evidências de outras estruturas delimitadas por membrana. Além disso, o flagelo procariótico que se projeta para fora da célula e seu motor, bem como o pilus amplamente extracelular , são freqüentemente chamados de organelas.

História e terminologia

Biologia Celular
Diagrama de célula animal
Animal Cell.svg
Componentes de uma célula animal típica:
  1. Nucléolo
  2. Núcleo
  3. Ribossomo (pontos como parte de 5)
  4. Vesícula
  5. Retículo endoplasmatico rugoso
  6. Aparelho de Golgi (ou corpo de Golgi)
  7. Citoesqueleto
  8. Retículo endoplasmático liso
  9. Mitocôndria
  10. Vacúolo
  11. Citosol (fluido que contém organelas ; com o qual, compreende o citoplasma )
  12. Lisossoma
  13. Centrossoma
  14. Membrana celular

Em biologia, os órgãos são definidos como unidades funcionais confinadas dentro de um organismo . A analogia dos órgãos corporais com as subestruturas celulares microscópicas é óbvia, pois mesmo a partir de trabalhos iniciais, os autores dos respectivos livros raramente elaboram a distinção entre os dois.

Na década de 1830, Félix Dujardin refutou a teoria de Ehrenberg que dizia que os microrganismos têm os mesmos órgãos dos animais multicelulares, apenas menores.

Creditado como o primeiro a usar um diminutivo de órgão (isto é, pequeno órgão) para estruturas celulares foi o zoólogo alemão Karl August Möbius (1884), que usou o termo organula (plural de organulum , o diminutivo do latim organum ). Em nota de rodapé, que foi publicada como correção no próximo número da revista, ele justificou sua sugestão de chamar órgãos de organismos unicelulares de "organela", uma vez que são apenas partes formadas de maneira diferente de uma célula, ao contrário dos órgãos multicelulares de organismos multicelulares. .

Tipos

Embora a maioria dos biólogos celulares considere o termo organela como sinônimo de compartimento celular , um espaço muitas vezes ligado por uma ou duas bicamadas lipídicas, alguns biólogos celulares optam por limitar o termo para incluir apenas os compartimentos celulares que contêm ácido desoxirribonucléico (DNA), tendo se originado de organismos microscópicos anteriormente autônomos adquiridos por endossimbiose .

Sob esta definição, haveria apenas duas grandes classes de organelas (ou seja, aquelas que contêm seu próprio DNA e se originaram de bactérias endossimbióticas ):

Outras organelas também são sugeridas como tendo origens endossimbióticas, mas não contêm seu próprio DNA (notadamente o flagelo - veja a evolução dos flagelos ).

Uma segunda definição menos restritiva de organelas é que elas são estruturas ligadas à membrana. No entanto, mesmo usando essa definição, algumas partes da célula que mostraram ser unidades funcionais distintas não se qualificam como organelas. Portanto, o uso de organela também para se referir a estruturas não ligadas à membrana, como os ribossomos, é comum e aceito. Isto levou muitos textos para delinear entre ligadas à membrana e não da membrana organelos ligados. As organelas não ligadas à membrana, também chamadas de grandes complexos biomoleculares , são grandes conjuntos de macromoléculas que realizam funções específicas e especializadas, mas não possuem limites de membrana. Muitos deles são chamados de "organelas proteicas", pois sua estrutura principal é feita de proteínas. Essas estruturas celulares incluem:

Os mecanismos pelos quais essas organelas não ligadas à membrana se formam e retêm sua integridade espacial foram comparados à separação de fase líquido-líquido .

Organelas eucarióticas

As células eucarióticas são estruturalmente complexas e, por definição, são organizadas, em parte, por compartimentos internos que são eles próprios envolvidos por membranas lipídicas que se assemelham à membrana celular mais externa . As organelas maiores, como o núcleo e os vacúolos , são facilmente visíveis ao microscópio óptico . Eles estavam entre as primeiras descobertas biológicas feitas após a invenção do microscópio .

Nem todas as células eucarióticas têm cada uma das organelas listadas abaixo. Organismos excepcionais têm células que não incluem algumas organelas que poderiam ser consideradas universais para os eucariotos (como as mitocôndrias). Também há exceções ocasionais ao número de membranas ao redor das organelas, listadas nas tabelas abaixo (por exemplo, algumas que são listadas como membrana dupla às vezes são encontradas com membranas simples ou triplas). Além disso, o número de organelas individuais de cada tipo encontrado em uma determinada célula varia dependendo da função dessa célula.

Principais organelas eucarióticas
Organelle Função principal Estrutura Organismos Notas
membrana celular separa o interior de todas as células do ambiente externo (o espaço extracelular), que protege a célula de seu ambiente. líquido bidimensional todos os eucariotos
parede celular A parede celular é uma estrutura rígida composta de celulose que dá forma à célula, ajuda a manter as organelas dentro da célula e não deixa a célula explodir por pressão osmótica. vários plantas, protistas, organismos cleptoplásticos raros
cloroplasto ( plastídio ) fotossíntese , captura a energia da luz solar compartimento de membrana dupla plantas, protistas, organismos cleptoplásticos raros tem DNA próprio; teorizado para ser engolfado pela célula eucariótica ancestral (endossimbiose)
retículo endoplasmático tradução e dobramento de novas proteínas (retículo endoplasmático rugoso), expressão de lipídios (retículo endoplasmático liso) compartimento de membrana única todos os eucariotos o retículo endoplasmático rugoso é coberto por ribossomos, tem dobras que são sacos planos; retículo endoplasmático liso tem dobras que são tubulares
flagelo locomoção sensorial proteína alguns eucariotos
Aparelho de Golgi classificação, embalagem, processamento e modificação de proteínas compartimento de membrana única todos os eucariotos face cis (convexa) mais próxima ao retículo endoplasmático rugoso; transface (côncava) mais distante do retículo endoplasmático rugoso
mitocôndria produção de energia a partir da oxidação de substâncias de glicose e liberação de trifosfato de adenosina compartimento de membrana dupla mais eucariotos elemento constituinte do condriomo ; tem DNA próprio; teorizado para ter sido engolfado por uma célula eucariótica ancestral (endossimbiose)
núcleo Manutenção de DNA, controla todas as atividades da célula, transcrição de RNA compartimento de membrana dupla todos os eucariotos contém grande parte do genoma
vacúolo armazenamento, transporte, ajuda a manter a homeostase compartimento de membrana única eucariotos

Mitocôndrias e plastídios, incluindo cloroplastos, têm membranas duplas e seu próprio DNA . De acordo com a teoria endossimbiótica , acredita-se que eles tenham se originado de organismos procarióticos não completamente consumidos ou invasores .

Organelas eucarióticas menores e componentes celulares
Organela / macromolécula Função principal Estrutura Organismos
acrossoma ajuda os espermatozóides a se fundirem com o óvulo compartimento de membrana única a maioria dos animais
autofagossomo vesícula que sequestra material citoplasmático e organelas para degradação compartimento de membrana dupla todos os eucariotos
centríolo âncora para o citoesqueleto , organiza a divisão celular formando fibras do fuso Proteína de microtúbulo animais
cílio movimento em ou de meio externo; "via crítica de sinalização de desenvolvimento". Proteína de microtúbulo animais, protistas, poucas plantas
cnidocisto ferroada túbulo oco enrolado cnidários
aparelho de visão detecta a luz, permitindo que a fototaxia ocorra algas verdes e outros organismos fotossintéticos unicelulares , como euglenídeos
glicossomo realiza glicólise compartimento de membrana única Alguns protozoários , como os tripanossomos .
glioxissomo conversão de gordura em açúcares compartimento de membrana única plantas
hidrogenosoma produção de energia e hidrogênio compartimento de membrana dupla alguns eucariotos unicelulares
lisossoma quebra de moléculas grandes (por exemplo, proteínas + polissacarídeos) compartimento de membrana única animais
melanossomo armazenamento de pigmento compartimento de membrana única animais
mitossomo provavelmente desempenha um papel na montagem do cluster ferro-enxofre (Fe-S) compartimento de membrana dupla alguns eucariotos unicelulares sem mitocôndria
miofibrila contração de miócitos filamentos empacotados animais
nucléolo produção pré-ribossomo proteína-DNA-RNA mais eucariotos
oceloide detecta luz e possivelmente formas, permitindo que a fototaxia ocorra compartimento de membrana dupla membros da família Warnowiaceae
parênteses não caracterizado não caracterizado fungos
peroxissomo quebra do peróxido de hidrogênio metabólico compartimento de membrana única todos os eucariotos
porossomo portal secretor compartimento de membrana única todos os eucariotos
proteassoma degradação de proteínas desnecessárias ou danificadas por proteólise complexo de proteína muito grande todos os eucariotos, todos os arquéias e algumas bactérias
ribossomo (80S) tradução de RNA em proteínas Proteína RNA todos os eucariotos
grânulo de estresse armazenamento de mRNA sem membranas

( complexos mRNP )

mais eucariotos
Domínio TIGER proteínas que codificam mRNA sem membranas a maioria dos organismos
vesícula transporte de material compartimento de membrana única todos os eucariotos

Outras estruturas relacionadas:

Organelas procarióticas

(A) Micrografia eletrônica de células de Halothiobacillus neapolitanus , as setas destacam os carboxissomos . (B) Imagem de carboxissomos intactos isolados de H. neapolitanus . As barras de escala são de 100 nm.
Estrutura de Candidatus Brocadia anammoxidans , mostrando um anammoxossomo e membrana intracitoplasmática

Os procariotos não são tão estruturalmente complexos quanto os eucariotos e já foram considerados como tendo pouca organização interna e sem compartimentos celulares e membranas internas ; mas lentamente, detalhes estão surgindo sobre estruturas internas procarióticas que derrubam essas suposições. Uma das primeiras falsas foi a ideia desenvolvida na década de 1970 de que as bactérias podem conter dobras da membrana celular denominadas mesossomos , mas mais tarde se demonstrou que eram artefatos produzidos pelos produtos químicos usados ​​para preparar as células para a microscopia eletrônica .

No entanto, há evidências crescentes de compartimentalização em pelo menos alguns procariontes. Pesquisas recentes revelaram que pelo menos alguns procariontes possuem microcompartimentos , como os carboxissomos . Esses compartimentos subcelulares têm 100–200 nm de diâmetro e são envolvidos por uma camada de proteínas. Ainda mais impressionante é a descrição dos magnetossomos ligados à membrana em bactérias, relatada em 2006.

O filo bacteriano Planctomycetes revelou uma série de características de compartimentalização. O plano da célula de Planctomycetes inclui uma membrana intracitoplasmática que separa o citoplasma em parifoplasma (um espaço externo livre de ribossomo) e pirelulosomo (ou riboplasma, um espaço interno contendo ribossomo). Anammoxossomos ligados à membrana foram descobertos em cinco gêneros "anammox" de Planctomycetes, que realizam a oxidação anaeróbia do amônio . Nas espécies Gemmata obscuriglobus de Planctomycetes, foi relatada uma estrutura semelhante a um núcleo rodeada por membranas lipídicas.

A compartimentação é uma característica das estruturas fotossintéticas procarióticas . As bactérias roxas possuem "cromatóforos" , que são centros de reação encontrados nas invaginações da membrana celular. Bactérias verdes sulfurosas possuem clorossomos , que são complexos de antenas fotossintéticas encontradas ligadas às membranas celulares. As cianobactérias têm membranas tilacóides internas para fotossíntese dependente de luz ; estudos revelaram que a membrana celular e as membranas tilacóides não são contínuas uma com a outra.

Organelas procarióticas e componentes celulares
Organela / macromolécula Função principal Estrutura Organismos
anammoxossomo oxidação anaeróbica de amônio membrana lipídica ladderane Bactéria " Candidatus " dentro de Planctomycetes
carboxissomo fixação de carbono microcompartimento bacteriano de casca de proteína algumas bactérias
clorossomo fotossíntese complexo de coleta de luz ligado à membrana celular bactéria sulfurosa verde
flagelo movimento em meio externo filamento de proteína alguns procariontes
magnetossomo orientação magnética cristal inorgânico, membrana lipídica bactéria magnetotática
nucleóide Manutenção de DNA, transcrição para RNA Proteína DNA procariontes
pilus Adesão a outras células para conjugação ou a um substrato sólido para criar forças móveis. um apêndice semelhante a um cabelo saindo (embora parcialmente embutido) na membrana plasmática células procarióticas
plasmídeo Troca de DNA DNA circular algumas bactérias
ribossomo (70S) tradução de RNA em proteínas Proteína RNA bactérias e arquéias
membranas tilacóides fotossíntese proteínas e pigmentos do fotossistema principalmente cianobactérias

Veja também

Referências

links externos