Organeller

Organeller er spesialiserte, organiserte strukturer i en levende celle som utfører bestemte funksjoner, omtrent slik organer gjør i en kropp. Betegnelsen, avledet fra «lite organ», beskriver treffende deres rolle som cellens funksjonelle rom. Forekomsten og kompleksiteten av organeller er en av de viktigste forskjellene mellom de to hovedtypene av celler. Eukaryote celler (som finnes i planter, dyr, sopp og protister) inneholder tallrike membranomsluttede organeller. Prokaryote celler (bakterier og arkéer) mangler cellekjerne og andre membranomsluttede organeller, selv om de har funksjonelle områder som nukleoiden der DNA er lokalisert.

Den mest fremtredende organellen i eukaryote celler er cellekjernen. Den huser cellens genetiske materiale (DNA) og fungerer som kontrollsenter for celleaktivitetene. Andre viktige organeller er mitokondriene, ofte kalt cellens «kraftverk». De produserer mesteparten av cellens forsyning av adenosintrifosfat (ATP), som brukes som kilde til kjemisk energi. Ribosomer, som står for proteinsyntesen, finnes over hele cellen, enten fritt i cytoplasmaet eller festet til det endoplasmatiske retikulum (ER). ER er et nettverk av membraner som er involvert i syntese av proteiner og lipider. Golgiapparatet modifiserer, sorterer og pakker disse molekylene for utskillelse eller levering til andre organeller. Lysosomene fungerer som cellens gjenvinningssentraler og bryter ned avfallsstoffer og cellerester.

Studiet av organeller er en hjørnestein i cellebiologien og er avgjørende for å forstå livets kompleksitet. Oppdelingen i rom som organellene gir, muliggjør effektiv og samtidig utførelse av ulike biokjemiske prosesser som ellers ville ha forstyrret hverandre. For eksempel holdes det sure miljøet som kreves for fordøyelse inne i et lysosom, atskilt fra resten av cellens nøytrale cytoplasma. Den evolusjonære opprinnelsen til enkelte organeller, slik som mitokondrier og kloroplaster (i planteceller), forklares av endosymbioseteorien. Denne teorien går ut på at de en gang var frittlevende prokaryote organismer som ble slukt av en forfedret vertscelle, og at det oppsto et gjensidig fordelaktig forhold. Teorien støttes av at disse organellene har eget DNA og egne ribosomer, forskjellige fra vertscellens.

For menneskers helse er det avgjørende at organellene fungerer som de skal. Dysfunksjonelle organeller er den underliggende årsaken til en rekke genetiske og metabolske sykdommer. Mitokondriesykdommer, som skyldes svikt i mitokondriene, kan for eksempel ramme nesten enhver del av kroppen. Særlig utsatt er hjerne, muskler og hjerte, på grunn av deres høye energibehov. På tilsvarende måte oppstår lysosomale avleiringssykdommer, som Tay-Sachs sykdom, når lysosomene mangler bestemte enzymer. Dette fører til en giftig opphopning av ufordøyde stoffer. Å forstå organellenes kompliserte virkemåte er derfor kritisk for å kunne diagnostisere disse tilstandene. Det er også et hovedfokus i utviklingen av nye terapeutiske strategier, inkludert genterapi og målrettet legemiddellevering, som skal korrigere eller kompensere for defekter i organellene.