เซลล์ และโครงสร้างหน้าที่ของส่วนประกอบเซลล์

เซลล์ (cell) คือส่วนที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิต

โครงสร้างพื้นฐานของเซลล์ แบ่งเป็น 3 ส่วนใหญ่ๆคือ

 แผนภาพแสดงส่วนประกอบของเซลล์

1. ส่วนห่อหุ้มเซลล์ ประกอบด้วย

• ผนังเซลล์ พบในเซลล์พืช แบคทีเรีย และรา แต่ไม่พบในเซลล์สัตว์ ทำหน้าที่ให้ความแข็งแรง ค้ำจุนเซลล์ ป้องกันการสูญเสียน้ำ
• เยื่อหุ้มเซลล์ ประกอบด้วยฟอสโฟลิพิด 2 ชั้น (Phospholipid bilayer) ที่มี hydrophilic (ด้านชอบน้ำ) หันออกด้านนอก และ hydrophobic (ด้านไม่ชอบน้ำ) หันเข้าด้านใน โดยระหว่างชั้นจะมีโปรตีน คลอเรสเตอรอล และไกลโคโปรตีนแทรกอยู่ เยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่คัดกรองสารเข้าออกเซลล์เพราะคุณสมบัติเป็น เยื่อเลือกผ่าน (semipermeable membrane )  โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์เรียกว่า fluid-mosaic model 
• ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างผนังเซลล์และเยื่อหุ้มเซลล์ คือ หากมีการไหลของน้ำเข้าเซลล์ หรือ มีความเข้มข้นของสารมากเกินไป ผนังเซลล์จะเป็นโครงสร้างที่ป้องกันไม่ให้เกิดเซลล์แตกได้

2. Genetic material : สารพันธุกรรม (DNA) ทำหน้าที่ควบคุมและออกคำสั่งการทำงานเซลล์ผ่านการถอดรหัสเป็น RNA และโปรตีนตามลำดับ 

• โปรคาริโอต DNA ของแบคทีเรียลอยอยู่ในไซโทพลาซึม  มีลักษณะเป็นวงกลม (circular DNA)  อาจพบสารพันธุกรรมนอกโครโมโซมเรียกว่า พลาสมิด (plasmid) 
• ยูคาริโอต DNA มีลักษณะเป็นเส้น (linear DNA) สารพันธุกรรมถูกเก็บไว้ในนิวเคลียส นอกจากนี้ยังพบ นิวคลีโอลัส (nuclolus)  เป็นก้อนดำ ทึบ มีการสังเคราะห์RNA ทำหน้าที่สร้างไรโบโซมและพบของเหลวภายในนิวเคลียสอีกด้วย

3. ไซโทพลาซึม ประกอบด้วยส่วนที่เป็นของเหลวเรียกว่าไซโทซอล (cytosol) และส่วนที่เป็นออร์แกเนลต่างๆภายในเซลล์

• ออร์แกเนลที่ไม่มีเยื่อหุ้ม
  • ไรโบโซม (ribosome) ทำหน้าที่สังเคราะห์โปรตีนจาก mRNA ประกอบด้วย rRNA และโปรตีน พบที่ 1) ลอยอิสระในไซโทพลาซึมทำหน้าที่สร้างโปรตีนในเซลล์ 2) ที่ RER ไว้สร้างโปรตีนส่งออกนอกเซลล์ 3) ติดกับเยื่อหุ้มนิวเคลียส และ 4) พบในคลอโรพลาสต์และไมโทคอนเดรีย
  • เซนทริโอล (centriole) พบได้ในเซลล์สัตว์และสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ทำหน้าที่สร้างเส้นใยสปินเดลไว้แยกโครมาทิดออกจากกันเมื่อมีการแบ่งเซลล์ และบังคับการเคลื่อนไหวของแฟลคเจลลัมและซิเลีย
  • กลุ่มเส้นใยที่ค้ำจุนโครงร่างเซลล์ 
    1) ไมโครทูบูล (microtubule) เป็นเส้นใยที่มีขนาดใหญ่ มีโปรตีนเรียงเป็นเส้นตรง ทำหน้าที่ช่วยในการเคลื่อนไหวของ แฟลคเจลลัม ซิเลีย 
    2) ไมโครฟิลาเมนท์ (microfilament) ทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของเซลล์ การหดตัวของเซลล์กล้ามเนื้อ การสร้างเท้าเทียม
    3) อินเตอร์มีเดท ฟิลาเมนท์ (intermediate filament)  ช่วยยึด รักษา รูปร่างของเซลล์  หน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ เคลื่อนไหว เช่น เคราติน ช่วยยึดเซลล์ พบมากสุดในเซลล์ผิวหนัง ขน เล็บ 
    
    
• ออร์แกเนลที่มีเยื่อหุ้ม 1 ชั้น เป็นกลุ่มถุงและเยื่อเมมเบรนที่ผลิตถุง
  • ร่างแหเอนโดพลาสมิคเรติคิวลัม (endoplasmic reticulum; ER) เชื่อมติดกับนิวเคลียส แบ่งเป็น
  • 1) ร่างแหชนิดเรียบ (smooth ER) ทำหน้าที่ผลิตไขมันและเก็บ Ca²⁺
    2) ร่างแหชนิดขรุขระ (rough ER) มีไรโบโซมมาเกาะ ทำหน้าที่ผลิตโปรตีนที่บรรจุในถุงเวสซิเคิล ทำหน้าที่สังเคราะห์โปรตีน
  • กอลจิคอมเพล็กซ์ (golgi complex)  เป็นถุงที่ไม่ได้ติดกันเหมือน ER ทำหน้าที่ปรับแต่งโปรตีน คัดแยก บรรจุ และส่งไปเป้าหมาย 
  • ไลโซโซม (lysosome) ทำหน้าที่เป็นถุง vesicle เก็บน้ำย่อยโดยใช้เอนไซม์ที่สังเคราะห์จาก RER เพื่อย่อยโปรตีนที่เสื่อมสภาพ 
  • แวคิวโอล (vacuole) เป็นถุงเก็บสารต่างๆ เช่น เซ็นทรัลแวคิวโอลทำหน้าที่เก็บของเสียในเซลล์พืช ฟู๊ดแวคิวโอลคือถุงเก็บอาหารในโพรทิส คอนแทรคไทล์แวคิวโอลคือถุงกำจัดน้ำส่วนเกินในโพรทิสน้ำจืด
  • เพอร็อกซิโซม (peroxisome) เป็นถุงที่บรรจุเอนไซม์ catalase/peroxidase ช่วยกำจัด hydrogen peroxide ซึ่งเป็นอนุมูลอิสระ เกี่ยวกับการกำจัดสารพิษ oxidize กรดไขมัน
    
    
• ออร์แกเนลที่มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น เป็นออร์แกเนลที่เชื่อว่าเคยเป็นสิ่งมีชีวิตประเภทโปรคาริโอตที่ถูกได้มีการถูกกิน แต่ภายหลังมีการอยู่ร่วมกัน (endosymbiosis theory)
• Endosymbiosis theory = ยูคาริโอตเกิดจากการอาศัยร่วมกันของโพรคาริโอต เช่น aerobic bacteria, spirochete และ cyanobacteria ทำให้เกิดการวิวัฒนาการของ mitochondria, flagellum และ chloroplast
   
  • ไมโทคอนเดรีย (mitochondria) มี DNA, ribosome ทำหน้าที่สร้างพลังงานสะสมที่อยู่ในรูป ATP (adenosine triphosphate) การหายใจระดับเซลล์ 
  • คลอโรพลาสต์ (chloroplast) เป็นออแกเนลล์กลุ่ม plastid (พวกที่ให้รงควัตถุ) ทำหน้าที่สร้างสารอินทรีย์จากพลังงานแสงจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis)

ภาพ เซลล์