ความหมายและชนิดของเซลล์
เซลล์ (cell) เป็นโครงสร้างและหน่วยทำงานที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตแทบทุกชนิด ในบางครั้ง อาจเรียกว่า หน่วยที่เป็นองค์ประกอบของชีวิต “building blocks of life” สิ่งมีชีวิตบาง ชนิด เช่น แบคทีเรีย ประกอบด้วยเซลล์เพียง 3 เซลล์ (unicellular) แต่สัตว์หลายชนิด เช่น มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ (multicellular) (มนุษย์มีเซลล์อยู่ประมาณ 100 ล้าน ล้าน เซลล์)
ประเภทของเซลล์
แบ่งออกเป็น 2 ชนิด ตามโครงสร้างของเซลล์ ได้แก่ เซลล์โพรคาริโอต และเซลล์ยูคาริโอต
• 1. เซลล์โพรคาริโอต เป็นเซลล์ของสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็กมาก มีโครงสร้างของเซลล์อย่างง่าย ไม่สลับซับซ้อน ขนาดของเซลล์มีตั้งแต่ 0.2-10 ไมโครเมตร พบใน เซลล์ของสิ่งมีชีวิตชั้นต่ำเช่น แบคทีเรีย สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน(cyanobacteria) และไมโครพลาสมา (mycoplasma) เป็นต้น
เซลล์โพรคาริโอตมีลักษณะสำคัญคือ มีเยื่อหุ้มเซลล์ (cellmembrane) มีออร์แกเนลล์ ที่ไม่มีเยื่อหุ้ม คือไรโบโซม และเป็นเซลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส ท าให้สารพันธุกรรมหรือ โครโมโซมลอยซึ่งประกอบไปด้วยกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) ชนิดเกลียวคู่ 1 โมเลกุลลอย อยู่ภายในเซลล์ และจะม้วนตัวจับกันแน่นอยู่ตรงบริเวณที่เรียกว่า นิวคลีอิก (nucleoic)
• 2. เซลล์ยูคาริโอต เป็นเซลล์ของสิ่งมีชีวิตชั้นสูง เช่น เห็ด รา พืช และ สัตว์ มีขนาดใหญ่ กว่าเซลล์โพรคาริโอต 1,000 ถึง 10,000 เท่า เซลล์ยูคาริโอตมีลักษณะพิเศษ คือ มีเยื่อหุ้มเซลล์ มีออร์ แกเนลล์ ที่มีเยื่อหุ้มและไม่มีเยื่อหุ้ม เช่น ไรโบโซม ไมโทคอนเดรีย กอลจิคอมเพล็กซ์ RER SER และ ไลโซโซม เป็นต้น และที่ส าคัญคือ มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส ท าให้โครโมโซมซึ่งมีอยู่เป็นจ านวนมากอยู่ ภายในนิวเคลียสไม่ออกมาปะปนกับออร์แกเนลล์ อื่น ๆ ที่อยู่ในไซโทพลาสซึม
โครงสร้างของเซลล์
ภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตประกอบด้วยน้ ามากที่สุดถึงร้อยละ 75-85 โปรตีนร้อยละ 10-20 ไขมัน ร้อยละ 2-3 คาร์โบไฮเดรตร้อยละ 1 และ สารละลายอนินทรีย์ร้อยละ 1 เซลล์ของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดแม้จะมี ขนาดและรูปร่างแตกต่างกัน แต่จะมีองค์ประกอบพื้นฐานภายในเซลล์ที่คล้ายคลึงกัน องค์ประกอบภายใน เซลล์ของสิ่งมีชีวิต สามารถแบ่งออกเป็น 3 ส่วนใหญ่ ๆ คือ นิวเคลียส ออร์แกแนลล์ และส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์
1. นิวเคลียส เป็นโครงสร้างที่มีความสำคัญที่สุดของเซลล์ นิวเคลียสประกอบด้วย 3 ส่วน คือ
1.1. เยื่อหุ้มนิวเคลียส : เป็นเยื่อหุ้ม 2 ชั้นที่ห่อหุ้มนิวเคลียสไว้ มีลักษณะเป็นเยื่อหุ้มที่มีรูพรุน ( nuclear pore) ส าหรับใช้เป็นทางเข้าออกของสารเคมีภายในนิวเคลียสกับไซโทพลาสซึม เซลล์ทั่ว ๆ ไปจะมี นิวเคลียส 1 อัน ยกเว้นเซลล์ของกล้ามเนื้อลายจะมีนิวเคลียสหลายอัน เซลล์เม็ดเลือดแดงไม่มีนิวเคลียส
1.2. นิวคลีโอพลาสซึม : เป็นส่วนที่อยู่ภายในนิวเคลียสประกอบไปด้วย น้ า ไอออน เอนไซม์ กรด นิวคลีอิก ( DNA และ RNA) โปรตีน และ โครโมโซม ซึ่งในสภาวะปกติโครโมโซมจะมีลักษณะเป็นเส้นใยขนาด เล็กเป็นร่างแหคล้ายเส้นด้ายเรียกว่า โครมาติน (chromatin) กระจายอยู่ทั่วนิวเคลียส บนโครมาตินจะ ประกอบไปด้วยยีน คือ DNA รวมกับโปรตีนฮิสโตน ในระยะที่เซลล์มีการแบ่งตัวโครมาตินจะหดตัวสั้นลงเป็น แท่งมีแขน 2 แขน เรียกว่า โครโมโซม (chromosome)
1.3 นิวคลีโอลัส (Nucleolus) : เป็นสารที่มีลักษณะคล้ายวุ้น เป็นกลุ่มของเส้นใยที่ขดเป็นก้อนกลม ฝังตัวอยู่ในเนื้อนิวเคลียส มีรูปร่างไม่แน่นอน ไม่มีเยื่อหุ้ม ภายในประกอบไปด้วย RNA และ โปรตีนเป็นส่วน ใหญ่ ซึ่งเชื่อว่าทำหน้าที่ในการสังเคราะห์ RNA
2. ออร์แกเนลล์
ออร์แกเนลล์ (organelle) คือ โครงสร้างย่อยที่มีขนาดเล็กอยู่ภายในเซลล์และมีหน้าที่เฉพาะ ออร์แกเนลล์ (organelle) สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ และสามารถแยกให้บริสุทธิ์ได้โดยวิธีการ กระบวนการปั่นแยกส่วนของเซลล์ (cell fractionation)
2.1 เอนโดพลาสมิกเรติคูรัม (Endoplasmic reticulum )
เป็นorganelleที่มีลักษณะเป็นตา ข่าย มีท่ออยู่ภายใน แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
2.1.1. เอนโดพลาสมิกเรติคูรัมชนิดเรียบ ( Smooth Endoplasmic Recticulum:SER) เป็นท่อกลวง ทรงกระบอก มีเยื่อหุ้มชั้นเดียวไม่มีไรโบโซมมาเกาะทีผิว
หน้าที่ของ SER
1. สังเคราะห์ลิพิด
2. สร้างฮอร์โมน เช่น เสตอรอยด์ และเทสโทสเตอโรน
3. ทำลายสารพิษและยาต่างๆ
4. สังเคราะห์และเก็บไกลโคเจนไว้ที่เซลล์ตับและกล้ามเนื้อ
2.2.2. เอนโดพลาสมิกเรติคูรัมชนิดขรุขระ( Rough endoplasmic recticulum: RER ) เป็นท่อกลวง ทรงกระบอก มีไรโบโซมเกาะอยู่ที่ผิวทำให้ RER มีลักษณะขรุขระ พบได้ในเซลล์ทุกชนิด หน้าที่ของ RER สังเคราะห์โปรตีนและส่งโปรตีนไปกอลจิคอมเพล็กซ์
2.2 ไรโบโซม ( Ribosome )
เป็นออร์กาแนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มและมีขนาดเล็กที่สุดกระจายอยู่ทั่วไป ในไซโตพลาสซึมและเกาะอยู่บนผิวของ RER
ไรโบโซมเกิดจาก Ribosomal RNA (rRNA) รวมกับโปรตีน ประกอบด้วยหน่วยย่อย 2 หน่วยซ้อนกัน คือ หน่วยย่อยเล็ก (small subunit, S) และ หน่วยย่อยใหญ่ (large subunit, L) ในเซลล์ยูคาริโอตมีขนาด 80S ในเซลล์โพรคาริโอตมีขนาด 70S
หน้าที่ของไรโบโซม
1. ไรโบโซมที่อยู่เป็นอิสระในไซโทพลาซึมทำหน้าที่สร้างโปรตีนที่อยู่ใน ไซโทพลาสซึม
2. ไรโบโซม ที่ติดอยู่บนร่างแหเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม ทำหน้าที่สร้าง โปรตีน อยู่ที่เยื่อหุ้มเซลล์ และ โปรตีนที่จะถูกส่งออกไปยังนอกเซลล์
2.3 กอลจิคอมเพล็กซ์ ( Golgi complex )
มีชื่อเรียกที่แตกต่างกัน หลายอย่าง คือ กอลจิบอดี (Golgi body) กอลจิแอพพาราตัส (Golgi apparatus) เป็นออร์แกเนลล์ที่มีมีรูปร่างเป็นลักษณะคล้ายชามซึ่ง เรียกว่า ซิสเทอร์นา (cisterna หรือ flattened sac) เป็นถุงแบนๆ หรือเป็นท่อเรียงซ้อนกัน เป็นชั้นๆ มีจำนวนไม่แน่นอน มีประมาณ 5-10 ชั้น มักพบ 2-8 อัน ตรงปลายของถุงมักโป่งออก ถุงเหล่านี้มีผนัง 2 ชั้น หรือยูนิตเมมเบรนเหมือนๆ กับเยื่อหุ้มนิวเคลียส และเยื่อหุ้มเซลล์ และมีโครงสร้างคล้าย SER ภายในถุงมี ของเหลวบรรจุอยู่ โดยทั่วไป จะพบในเซลล์สัตว์มีกระดูกสันหลัง มากกว่าสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง
หน้าที่ของกอลจิคอมเพล็กซ์
1.รับโปรตีนจาก RER แล้วท าให้โปรตีนความเข้มข้นขึ้น และ รวมกันให้เป็นกลุ่มก้อน เพื่อส่งโปรตีน ออกไปนอกเซลล์
2.เติมกลุ่มคาร์โบไฮเดรตให้กับโปรตีนหรือลิพิดที่ส่งมา จาก ER เกิดเป็น ไกลโคโปรตีนและไกลโคลิพิด
3.สังเคราะห์ไลโซโซม
4.สังเคราะห์สารเพกติน
2.4 ไลโซโซม (lysosome)
เป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มชั้นเดียวมีลักษณะเป็นถุงภายในบรรจุ เอนไซม์หลายชนิด มักอยู่ใกล้กับ golgi complex เป็นออร์แกเนลล์ที่พบเฉพาะในเซลล์สัตว์ จะไม่พบไลโซโซมในเซลล์ของพืช
หน้าที่ของไลโซโซม
1. ย่อยสลายสารโมเลกุลขนาดใหญ่ให้กลายเป็นโมเลกุลเล็ก
2. ย่อยสลายสิ่งแปลกปลอมต่าง ๆ ที่อยู่ภายในเซลล์และ กำจัดเซลล์ที่ชรา
2.5 แวคิลโอล(Vacuole)
มีลักษณะเป็นถุงที่มีเยื่อหุ้ม สำหรับเวสสิเคิลที่มีขนาดใหญ่อาจเรียกว่า แวคิลโอล สรุปเนื้อหาวิทยาศาสตร์ แวคิลโอลสามารถแบ่งออกเป็น3ประเภทตามรูปร่างและหน้าที่ได้ดังนี้
1.คอนแทร็กไทล์แวคิลโอล(Contractile vacuole) ท าหน้าที่รักษาสมดุลของน้ำ พบ ในสิงมีชีวิต เซลล์เดียวเช่น อะมีบ้า พารามีเซียม เป็นต้น
2.ฟูดแวคิลโอล(Food vacuole) ทำหน้าที่บรรจุอาหารที่รับมาจากภายนอกเซลล์ เพื่อย่อยสลาย ต่อไป
3.เฟรตแวคิวโอล(Fat vacuole)ทำหน้าที่สะสมหยดไขมัน
4.เซ็นทัลแวคิลโอล(Central vacuole)ท าหน้าที่ในการสะสมสารสีชนิดต่างๆเช่น น้ำ แร่ธาตุ สารสี บางชนิด เป็นต้น
2.6 ไมโทคอนเดรีย (Mitochondria)
เป็น organelle ที่มีขนาดใหญ่ พบได้ในเซลล์ทุกชนิดที่ใช้ ออกซิเจน เป็นแหล่งพลังงาน รูปร่างทรงกลมเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1 ไมโครเมตร มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น ได้แก่ เยื่อหุ้มชั้นนอก (outer membrane) และเยื่อหุ้มชั้นใน (inner membrane) เยื่อหุ้มชั้นในจะมีเอนไซม์และ ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์พลังงาน ภายในไมโทคอนเดรีย มีส่วนที่พับไปมาเรียกว่า คริสตี ( cristae ) และส่วนที่เป็นของเหลว เรียกว่า แมทริกซ์ (matrix) หน้าที่ของไมโทคอนเดรีย เป็นแหล่งสร้างพลังงาน (ATP) ภายในเซลล์
2.7 คลอโรพลาสท์ (chloroplast)
เป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้นเป็นพลาสติค (plastid) ชนิดหนึ่งที่มีสีเขียว พบเฉพาะในพืชและแบคทีเรียบางชนิดที่สังเคราะห์แสงได้ ประกอบไปด้วย คลอโรฟิล (chlorophyll) DNA RNA ไรโบโซม, โปรตีน, คาร์โบโฮเดรทและเอ็นไซม์บางชนิด รูปร่างมีหลายแบบ เช่น รูป ไข่ รูปจาน หรือรูปกระบอง หน้าที่ของคลอโรพลาสท์ เกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห์แสง
2.8 เซนทริโอล (centriole)
เป็นออร์แกเนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มเซลล์ พบในเซลล์สัตว์และสิ่งมีชีวิต เซลล์เดียวเป็นบริเวณที่ยึดเส้ยใยสปินเดิลช่วยในการเคลื่อนที่ของโครโมโซมและแยกโครมาทิดแต่ละคู่ออกจาก กันขณะเซลล์แบ่งตัว
2.9 ไซโตสเกเลตอน ( Cytoskeleton)
เป็นร่างแห ตาข่ายของเส้นใยโปรตีนที่แผ่ขยายปกคลุมอยู่ ทั่วไซโทพลาซึม ทำหน้าที่คงรูปร่างของเซลล์ โดยทำให้เซลล์ทนต่อแรงอัดจากภายนอก เส้นใยโปรตีนที่ ประกอบเป็นสารโครงร่างเซลล์ มี 3 ชนิด คือ ไมโครทูบูล ไมโครฟิลาเมนต์ และอินเตอร์มีเดียทฟิลาเมนต์
3. ส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์ ได้แก่ เยื่อหุ้มเซลล์ และ ผนังเซลล์
1.1 เยื่อหุ้มเซลล์ ( Cell membrane ) เป็นเยื่อหุ้มที่ห่อหุ้มเซลล์เอาไว้ มีโครงสร้างประกอบด้วย ชั้นไขมันเรียงตัวกัน 2 ชั้น (lipid bilayer) มีโครงสร้าง 2 ส่วน คือ ส่วนหัวและส่วนหาง โดยชั้นไขมันจะเอา ส่วนหัว (polar head) ซึ่งมีคุณสมบัติชอบน้ า (hydrophilic) หันออกด้านนอกเพื่อสัมผัสกับน้ าที่อยู่ภายนอก เซลล์ และเอาส่วนหาง (tail) ซึ่งมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ า (hydropho bic) หันเข้าด้านใน ระหว่างชั้นไขมัน 2 ชั้นจะมีโมเลกุลอื่น ๆ เช่น โปรตีน คาร์โบไฮเดรต แทรกอยู่เป็นระยะ ๆ
หน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์
1. ห่อหุ้มเซลล์และป้องกันอันตรายให้แก่เซลล์
2. มีคุณสมบัติเป็นเยื่อเลือกผ่าน (semipermeable membrane) โดยทำหน้าที่
ควบคุมการเข้าออกของน้ำ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์สารอาหารและควบคุมการ
เข้าออกของอิออนของโลหะ
3. ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนที่อยู่ที่เยื่อหุ้มเซลล์
1.2 ผนังเซลล์ ( Cell wall )
เป็นโครงสร้างที่แข็งแรงมากประกอบด้วยสายพอลิแซ็กคาไรด์จำนวนมาก ผนังเซลล์จะพบในเซลล์ของพืช โดยผนังเซลล์จะอยู่ด้านนอกสุดจะห่อหุ้มเยื่อหุ้มเซลล์ อีกชั้นหนึ่ง ทำให้เซลล์มีความแข็งแรงมายิ่งขึ้น *สำหรับในเซลล์สัตว์จะไม่มีผนังเซลล์
ขอบคุณแหล่งช้อมูล https://sites.google.com/site/cell941tu78/neuxha
