เนื้อเยื่อ อวัยวะ ระบบร่างกาย

เนื้อเยื่อ อวัยวะ ระบบร่างกาย


สัตว์และพืชเมื่อแบ่งเซลล์แล้ว เซลล์ที่ได้ใหม่จะมีการรวมกลุ่มกันเป็นเนื้อเยื่อ (tissue) ชนิดต่างๆ เนื้อเยื่อชนิดต่างๆ จะรวมกันเป็นอวัยวะ (organ) และอวัยวะก็รวมกันเป็นระบบ (system) ระบบแต่ละระบบก็ทำหน้าที่เฉพาะลงไป เช่นระบบย่อยอาหาร (digestive system) ระบบเหล่านี้จะรวมกันและประกอบขึ้นเป็นรูปร่างหรือร่างกายของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด (body)



1. เนื้อเยื่อของสัตว์ (animal tissue) จำแนกออกเป็น

1.1 เนื้อเยื่อบุผิว (epithelial tissue) เป็นเนื้อเยื่อที่บุผิวนอกร่างกาย หรือเป็นผิวของอวัยวะ หรือบุช่องว่างภายในร่างกาย โดยเนื้อเยื่อบุผิวจะเรียวตัวอยู่บนเยื่อรองรับฐาน (basement membrane) และผนังด้านบนของเยื่อบุผิว ไม่ติดต่อกับเนื้อเยื่ออื่นๆ ไม่มีเส้นเลือดมาเลี้ยง ได้รับสารอาหาร แก๊สต่างๆ จากการแพร่ เยื่อบุผิวเมื่อจำแนกตามรูปร่างและการจัดระเบียบของเซลล์ ได้ดังนี้

1) เยื่อบุผิวเรียงตัวชั้นเดียว (simple epithelium) ประกอบด้วยเซลล์รูปร่าง 3 แบบ คือ เซลล์รูปร่างแบนบาง (simple spuamous epithelium) เช่น เยื่อบุข้างแก้ม หรือเวลล์รูปเหลี่ยมลูกบาศก์ (dimplr vunoifsl rpiyhrlium) เช่น พบที่ท่อของหลอดไต ทำน้ำดี และเซลล์ทรงสูง (simple columnar epithelium) เช่น พบที่ผนังลำไส้เล็ก ทำนำไข่
2) เยื่อบุผิวเรียงตัวหลายชั้น (stratified epithelium) เป็นเนื้อเยื่อบุผิวที่ประกอบด้วยเซลล์เรียงตัวหลายชั้น ได้แก่
1. Stratified squamous epithelium เป็นเนื้อเยื่อบุผิวที่ประกอบด้วยเซลล์ รูปร่างหลายเหลี่ยม แบนบาง เรียงกันหลายชั้น เช่น พบที่ผิวหนัง
2. Stratified cuboidal epithelium ประกอบด้วย เซลล์รูปสี่เหลี่ยมลูกบาศก์ เรียงตัวหลายชั้น เช่น พบที่ต่อมเหงื่อ
3. Stratified columnar epithelium ประกอบด้วย เซลล์รูปทรงกระบอกสูง ตั้งอยู่บนเยื่อบุผิวอื่นๆ เช่น พบที่บางบริเวณของเยื่อบุคอหอย
3) เยื่อบุผิวเรียงตัวหลายชั้นเทียม (pseudostratified epithelium) เป็นเนื้อเยื่อบุผิว ที่ประกอบด้วยเซลล์เรียงตัวเพียงชั้นเดียวบนเยื่อฐานรองรับ แต่ระดับความสูงของเซลล์ต่างๆ ไม่เท่ากัน ทำให้เห็นเหมือนกับว่า เซลล์ซ้อนกันหลายชั้น พบที่ผนังหลอดลม
4) เนื้อเยื่อบุผิวเรียงตัวซ้อนกันหลายชั้นแบบยืดหยุ่น (transitional epithelium) เป็นเนื้อเยื่อบุผิว ที่ประกอบด้วยเซลล์เรียงตัวของเซลล์หลายชั้น โดยที่เซลล์สามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้ระหว่างเป็นแบบ squamous กับ cuboidal cell ขึ้นอยู่กับสภาพของอวัยวะ เช่น พบที่ผนังชั้นในของกระเพาะปัสสวะ


1.2 เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (connective tissue) เป็นเนื้อเยื่อที่ประกอบด้วยเซลล์หลายชนิด แต่ละชนิดทำหน้าที่แตกต่างกันไป เซลล์อยู่กันอย่างหลวมๆ แต่มีเส้นใยมาประสานกันทำให้เกิดความแข็งแรงยิ่งขึ้น เช่น เนื้อเยื่อไขมัน



1.3 เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ (muscular tissue) ทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของร่างกายและอวัยะวะต่างๆ จำแนกตามรูปร่างและโครงสร้าง เป็น 3 ประเภทคือ

1) กล้ามเนื้อลายหรือกล้ามเนื้อยึดกระดูก (striated muscle หรือ skeletal striated muscle)
2) กล้ามเนื้อเรียบ (smooth muscle)
3) กล้ามเนื้อหัวใจ (cardiac muscle)


1.4 เนื้อเยื่อประสาท (nervous tissue) เป็นเนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการรับสิ่งเร้า การตอบสนองต่อสิ่งเร้า และควบคุมการทำงานของอวัยวะ เนื้อเยื่อประสาทประกอบด้วยกลุ่มเซลล์ 2 ประเภท คือ เซลล์ประสาท (neuron หรือ nerve cell) และเซลล์ค้ำจุต (glial cell หรือ supporting cell) ซึ่งเป็นเซลล์ทำหน้าที่ช่วยเหลือการทำงานของเซลล์ประสาท เช่น เซลล์ชวานน์ (schwann cell)




2. เนื่อเยื่อของพืช (plant tissue) จำแนกเป็น 2 ประเภท คือ

2.1 เนื่อเยื่อเจริญ (meristem) เป็นเนื่อเยื่อที่แบ่งตัวได้ตลอดเวลา จำแนกตามตำแหน่งได้ 3 ชนิดคือ
1) Apical meristem เป็นเนื้อเยื่อเจริญส่วนปลาย เช่น ปลายยอด ปลายราก ช่วยเพิ่มความสูงของพืช ซึ่งจัดเป็นการเจริญขั้นแรกของพืช (primary growth)
2) Lateral meristem เป็นเนื้อเยื่อเจริญด้านข้าง ได้แก่ cork cambium ให้กำเนิดคอร์ก (cork) และ vascular cambium ให้กำเนิดโฟลเอมขั้นที่สองและไซเลมขั้นที่สอง (secondary phloem and secondaryxylem) ช่วยเพิ่มความกว้างหรือขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรากและลำต้น
3) Intercalary meristem เป็นเนื้อเยื่อเจริญเหนือข้อช่วยให้ปล้องยืดยาวออก พบในลำต้นพืชในเลี้ยงเดี่ยว


2.2 เนื้อเยื่อถาวร (permanent tissue) เป็นเนื้อเยื่อที่เจริญเปลี่ยนแปลงมาทำหน้าที่เฉพาะโดยจะไม่แบ่งตัวอีก จำแนกเป็น 2 ประเภทคือ
1) เนื้อเยื่อถาวรเชิงเดี่ยว (simple permanent tissue) เป็นเนื้อเยื่อที่ประกอบด้วยเซลล์ชนิดเดียวล้วนๆ ได้แก่ เอพิเดอร์มิส (epidermis) พาเรนไคมา (parenchyma) เป็นต้น
2) เนื้อเยื่อถาวรเชิงซ้อน (complex permanent tissue) เป็นเนื้อเยื่อถาวรที่ประกอบด้วยเซลล์มากกว่า 1 ชนิด ทำหน้าที่ร่วมกัน ได้แก่ เนื้อเยื่อลำเลียงอาหารหรือโฟลเอม (phloem) ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ 4 ชนิด คือ ซีฟทิวบ์ แมมเบอร์ (sieve tube member) เซลล์คอมพาเนียน (companion cell) พาเรนไคมา และไฟเบอร์ เนื้อเยื่อลำเลียงน้ำและเกลือแร่หรือไซเลม (xylem) ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ 4 ชนิด คือ เวสเซล เมมเบอร์ (vessel member) เทรคีด (tracheid) พาเรนไคมาและไฟเบอร์

การเปลี่ยนสภาพของเซลล์

การเปลี่ยนสภาพของเซลล์

เซลล์เมื่อแบ่งตัวแล้วก็จะเปลี่ยนสภาพไป เพื่อทำหน้าที่เฉพาะอย่าง การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสทำให้ได้จำนวนเซลล์เพิ่มมากขึ้น และเป็นผลให้เกิดการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตชนิดนั้น เกิดกระบวนการต่างๆ 4 กระบวนการคือ

1. การเพิ่มจำนวนเซลล์ (cell multiplication) การเพิ่มจำนวนเซลล์ทำให้ได้เซลล์ใหม่มากขึ้นและมีขนาดเพิ่มขึ้น การจะมีเซลล์มากน้อยแค่ไหนก็แล้วแต่ชนิดของสิ่งมีชีวิตนั้นว่ามีขนาดเล็กหรือขนาดใหญ่เท่าใด

2. การเติบโต (growth) ในสิ่งมีชีวิตที่เป็นเซลล์เดียว เมื่อเซลล์ของสิ่งมีชีวิตแบ่งแซลล์ในตอนแรกเซลล์ใหม่ที่ได้จะมีขนาดเล็กกว่าเซลล์เดียว ในเวลาต่อมา เซลล์ใหม่ที่ได้จะสร้างสารต่างๆ เพิ่มมากขึ้น ทำให้ขนาดของเซลล์ใหม่นั้นขยายขนาดขึ้น ในสิ่งมีชีวิตพวกที่เป็นหลายเซลล์ผลจากการเพิ่มจำนวนเซลล์ก็คือการขยายขนาดให้ใหญ่โตขึ้น

3. การเปลี่ยนแปลงของเซลล์เพื่อไปทำหน้าที่ต่างๆ (cell differentiation) เซลล์จะเปลี่ยนแปลงไปเพื่อไปทำหน้าที่ต่างๆ กัน เช่น เซลล์กล้ามเนื้อทำหน้าที่ในการหดตัวทำให้เกิดการเคลื่อนที่หรือเคลื่อนไหว เซลล์ประสาททำหน้าที่ในการนำกระแสประสาทเกี่ยวกับความรู้สึกและคำสั่งต่างๆ เซลล์ภายในร่างกายของเราจะเริ่มต้นมาจากเซลล์เซลล์เดียวกัน แต่มีการเปลี่ยนแปลงเพื่อไปทำหน้าที่ต่างๆ กันไปเพื่อให้สิ่งมีชีวิตชนิดนั้นๆ สามารถดำรงชีวิตอยู่ในสภาพแวดล้อมต่างๆ กันได้

4. การเกิดรูปร่างที่แน่นอน (morphogenesis) การเปลี่ยนแปลงของเซลล์เพื่อไปทำหน้าที่ต่างๆ ขบวนการเหล่านี้จะเกิดขึ้นในระยะเอมบริโออยู่ตลอดเวลามีการสร้างอวัยวะต่างๆ ขึ้น อัตราเร็วของการสร้างในแต่ละแห่งบนร่างกายจะไม่เท่ากัน ทำให้เกิดรูปร่างของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดขึ้นโดยที่สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะมีแบบแผนและลักษณะต่างๆ เป็นแบบที่เฉพาะตัวและไม่เหมือนกับสิ่งมีชีวิตชนิด




การวัดการเติบโต (mesurement of growth)

1. การวัดน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น เป็นเกณฑ์ที่สำคัญที่ใช้ในการวัดการเติบโต เพราะการที่น้ำหนักเพิ่มขึ้นได้ก็เนื่องมาจากเซลล์ของร่างกายเพิ่มมากขึ้น หรือมีการสร้างและสะสมของสารต่างๆ ภายในเซลล์และร่างกายมากขึ้น

2. การวัดความสูงที่เพิ่มขึ้น

3. การวัดปริมาตรที่เพิ่มขึ้น

4. การนับจำนวนเซลล์ที่เพิ่มขึ้น การนับจำนวนเซลล์จะใช้กับสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็กๆ ได้ เช่น การเพิ่มจำนวนเซลล์ของสาหร่าย

เราได้ทราบมาแล้วว่าสิ่งมีชีวิตมีอายุขัยจำกัด การที่สิ่งมีชีวิตมีอายุขัยจำกัดเนื่องมาจากการชราของเซลล์ ทำให้ร่างกายเสื่อมสภาพในการทำงานแและตายในที่สุด นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่า ในเซลล์ชรามีบริเวณส่วนปลายของโครโมโซมสั้นลงทุกครั้งที่เซลล์มีการแบ่งเซลล์ อาจเป็นไปได้ว่าส่วนนี้ควบคุมการปรับสภาพของเซลล์ เซลล์ชรามีการทำหน้าที่บางอย่างลดน้อยลง เช่น การสังเคราะห์โปรตีนลดลง ความว่องไวในการทำงานจึงต่ำลง อายุขัยของสิ่งมีชีวิตอาจเกิดจากปัจจัยภายนอก เช่น อนุมูลอิสระ (free radical) สารที่ทำให้เกิดอนุมูลอิสระทำให้ DNA เกิดมิวเทชัน (mutation) การเปลี่ยนแปลงของโปรตีนบางชนิดทำให้สมบัติของเซลล์เปลี่ยนไป จนไม่สามารถปรับตัวให้อยู่รอดในสิ่งแวดล้อม

การแบ่งเซลล์

การแบ่งเซลล์

การแบ่งเซลล์เป็นการเพิ่มจำนวนเซลล์ ผลของการแบ่งเซลล์ทำให้เซลล์มีขนาดเล็กลง ทำให้สิ่งมีชีวิตชนิดนั้นเจริญเติบโต เซลล์โพรคาริโอต เช่น เซลล์แบคทีเรียมีการแบ่งเซลล์แบบไบนารีฟิชชัน (binary fission) คือเป็นการแบ่งแยกตัวจาก 1 เป็น 2 เซลล์พวกยูคาริโอต ประกอบด้วย 2 ขั้นตอน คือ การแบ่งนิวเคลียส (karyokinesis) และการแบ่งไซโทพลาซึม (cytokinesis) การแบ่งนิวเคลียสสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แบบ

1. การแบ่งนิวเคลียสแบบไมโทซิส (mitosis) เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อการสืบพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว และสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์บางชนิด ในสิ่งมีชีวิตทั่วไป การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิศจะเกิดขึ้นที่เซลล์ของร่างกาย (somatic cell) ทำให้จำนวนเซลล์ของร่างกายมีจำนวนมากขึ้น สิ่งมีชีวิตนั้นๆ จึงเจริญ

การแบ่งเซลล์เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นต่อเนื่องกัน ก่อนที่จะมีการแบ่งเซลล์ เซลล์จะมีการเตรียมตัวให้พร้อมก่อน ระยะเวลาที่เซลล์เตรียมความพร้อมก่อนการแบ่ง จนถึงการแบ่งนิวเคลียสและไซโทพลาซึมจนเสร็จสิ้น เรียกว่า วัฏจักรของเซลล์ (cell cycle) ซึ่งพบเฉพาะการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส วัฏจักรของเซลล์ประกอบด้วยขั้นตอน 2 ขั้นตอน คือ 1) ระยะอินเตอร์เฟส (interphase) เป็นระยะที่เซลล์เตรียมตัวให้พรอ้มก่อนที่จะแบ่งนิวเคลียสและไซโทพลาซึม เซลล์ในระยะนี้ มีนิวเคลียสขนาดใหญ่ และเห็นนิวคลีโอลัสชัดเจนเมื่อย้อมสี แบ่งเป็นระยะย่อยได้ 3 ระยะ คือ - ระยะก่อนสร้าง DNA หรือระยะ จี1 - ระยะสร้าง DNA หรือระยะเอส - ระยะหลังสร้าง DNA หรือระยะ จี2 2) ระยะที่มีการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (mitotic phase หรือ M phase) เป็นระยะที่มีการแบ่งนิวเคลียส เกิดขึ้นในช่วงสั้นๆ แล้วตามด้วยการแบ่งของไซโทพลาซึม การแบ่งนิวเคลียสแบบไมโทซิส อาจแบ่งได้เป็น 4 ระยะคือ - ระยะโพรเฟส (prophase) เป็นระยะที่นิวเคลียสยังมีเยื่อหุ้มอยู่ - ระยะเมทาเฟส (metaphase) เป็นระยะที่เยื่อหุ้มนิวเคลียสสลายตัว - ระยะแอนาเฟส (anaphase) เป็นระยะที่โครโมโซมแยกกันเป็น 2 กลุ่ม - ระยะเทโลเฟส (telophase) เกิดการแบ่งของไซโทพลาซึมขึ้น

2. การแบ่งนิวเคลียสแบบไมโอซิส (meiosis) การแบ่งเซลล์แบบนี้นิวเคลียสมีการเปลี่ยนแปลงโดยลดจำนวนโครโมโซมลงครึ่งหนึ่ง เป็นการแบ่งเพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ เซลล์ร่างกายของคนมีโครโมโซมอยู่ 46 โครโมโซม หรือ 23 คู่ แต่ละคู่มีรูปร่างลักษณะเหมือนกัน เรียกโครโมโซมที่เป็นคู่กันว่า ฮอมอโลกัสโครโมโซม (homologous chromosome) และเซลล์ที่มีโครโมโซมเข้าคู่กันได้เรียกว่า เซลล์ดิพลอยด์ (diploid cell) การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสนี้ นิวเคลียสมีการเปลี่ยนแปลง 2 รอบ

รายละเอียดของการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส มีดังนี้ ระยะอินเตอร์เฟส I => ระยะไมโอซิส I ประกอบด้วย ระยะโพรเฟส I ระยะเมทาเฟส I ระยะแอนาเฟส I ระยะเทโลเฟส I => ระยะอินเตอร์เฟส II => ระยะไมโอซิส II ประกอบด้วย ระยะโพรเฟส II ระยะเมทาเฟส II ระยะแอนาเฟส II ระยะเทโลเฟส II

ออร์แกเนลล์

ออร์แกเนลล์

ในชีววิทยาของเซลล์ ออร์แกเนลล์เป็นโครงสร้างย่อยๆ ภายในเซลล์ที่มีหน้าที่เฉพาะ และอยู่ภายในโครงสร้างปิดที่เป็นเยื่อลิพิด
คำว่า ออร์แกเนลล์ (organelle) มาจากแนวความคิดที่ว่า โครงสร้างเล็กๆ ในเซลล์นี้เปรียบเหมือนกับ อวัยวะ (organ) ของร่างกาย (โดยการเติมคำปัจจัย -elle: เป็นส่วนเล็กๆ) ออร์แกเนลล์มองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ และแยกให้บริสุทธิ์ได้โดยวิธีการกระบวนการปั่นแยกเซลล์ (cell fractionation)
ออร์แกเนลล์มีหลายชนิดโดยเฉพาะในเซลล์ยูแคริโอตของสัตว์ชั้นสูง เซลล์โปรแคริโอตในครั้งหนึ่งเคยคิดว่าไม่มีออร์แกเนลล์ แต่ว่ามีงานวิจัยที่สามารถพิสูจน์ได้ว่ามี

1.นิวคลีโอลัส

นิวคลีโอลัส (อังกฤษ: Nucleolus) เป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียส ที่มีลักษณะเป็นก้อนอนุภาคหนาทึบ ประกอบด้วยสารประเภท RNA และสารอื่นที่เป็นองค์ประกอบของไรโบโซม ค้นพบโดย "ฟอนตานา" (Fontana) เมี่อปี ค.ศ. 1781 (พ.ศ. 2224) นิวคลีโอลัสพบเฉพาะเซลล์ของพวกยูคาริโอตเท่านั้น เซลล์อสุจิ เซลล์เม็ดเลือดแดง ที่เจริญเติบโตเต็มที่ ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม และเซลล์ไฟเบอร์ของกล้ามเนื้อ จะไม่มีนิวคลีโอลัส นิวคลีโอลัส เป็นตำแหน่งที่ติดสีเคมี บนไครโมโซม ประกอบด้วยสารประเภท DNA TNA ซึ่งทำหน้าที่เกี่ยวข้องกับ กลไกการสร้างโปรตีน
ซึ่งนิวคลีโอลัส ประกอบด้วย โปรตีน และ RNA โดยโปรตีนเป็นชนิดฟอสโฟโปรตีน (Phosphoprotein) จะไม่พบโปรตีนฮิสโตนเลย ในเซลล์ที่มีกิจกกรรมสูง จะมีนิวคลีโอลัสขนาดใหญ่ ส่วนเซลล์ที่มีกิจกรรมต่ำ จะมีนิวคลีโอลัสขนาดเล็ก นิวคลีโอลัสมีหน้าที่ในการสังเคราะห์ RNA ชนิดต่างๆ และถูกนำออกทางรูของเยื่อหุ้มนิวเคลียส เพื่อสร้างเป็นไรโบโซมต่อไป
ดังนั้นนิวคลีโอลัสจึงมีความสำคัญต่อการสร้างโปรตีนเป็นอย่างมาก เนื่องจากไรโบโซมทำหน้าที่สร้างโปรตีน

2.นิวเคลียสเซลล์

ในทางชีววิทยา นิวเคลียส (nucleus; พหูพจน์: nuclei) คือออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มพบในเซลล์ยูแคริโอต ภายในบรรจุสารพันธุกรรม (genetic material) ซึ่งจัดเรียงตัวเป็นดีเอ็นเอ (DNA) สายยาวรวมตัวกับโปรตีนหลายชนิด เช่น ฮิสโตน (histone) เป็นโครโมโซม (chromosome) ยีน (gene) ต่างๆ ภายในโครโมโซมเหล่านี้ รวมเรียกว่า นิวเคลียส จีโนม (nuclear genome) หน้าที่ของนิวเคลียสคือการคงสภาพการรวมตัวของยีนเหล่านี้และควบคุมการทำงานของเซลล์โดยการควบคุมการแสดงออกของยีน (gene expression)
โครงสร้างหลักของนิวเคลียสคือ เยื่อหุ้มนิวเคลียส (nuclear envelope) ซึ่งเป็นเยื่อสองชั้นที่หุ้มทั้งออร์แกเนลล์และทำหน้าที่แยกองค์ประกอบภายในออกจากไซโทพลาซึม (cytoplasm) อีกโครงสร้างหนึ่งคือ นิวเคลียร์ลามินา (nuclear lamina) ซึ่งเป็นโครงสร้างร่างแหภายในนิวเคลียส ทำหน้าที่เป็นโครงร่างค้ำจุน ให้ความแข็งแรงแก่นิวเคลียส คล้ายไซโทสเกลเลตอน (cytoskeleton) ภายในเซลล์ เนื่องจากเยื่อหุ้มนิวเคลียสมีลักษณะเป็นเยื่อเลือกผ่านที่โมเลกุลส่วนใหญ่ผ่านทะลุเข้าออกไม่ได้ ดังนั้นเยื่อหุ้มนิวเคลียสจึงต้องมีนิวเคลียร์พอร์ (nuclear pore) หรือช่องที่จะให้สารเคลื่อนผ่านเยื่อ ช่องเหล่านี้ทะลุผ่านเยื่อทั้งสองของเยื่อหุ้มนิวเคลียสให้โมเลกุลขนาดเล็กและไอออนเคลื่อนที่เข้าออกนิวเคลียสได้ การเคลื่อนที่เข้าออกของสารโมเลกุลใหญ่ เช่น โปรตีน ต้องมีการควบคุมและต้องใช้โปรตีนช่วยขนส่งสาร (carrier proteins)

3.ไรโบโซม

ไรโบโซม (Ribosome มาจาก ribonucleic acid และคำใน"ภาษากรีก: soma (หมายถึงร่างกาย)") เป็นออร์แกแนลล์ที่ประกอบด้วยโปรตีนและ rRNA มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาด 20 nm (200 อังสตรอม) และประกอบด้วย ribosomal RNA 65% และ ไรโบโซมอล โปรตีน35% (หรือ ไรโบนิวคลีโอโปรตีน หรือ RNP)เป็นสารเชิงซ้อนของ RNA และ โปรตีน ที่พบใน เซลล์ทุกชนิด ไรโบโซมจาก แบคทีเรีย, อาร์เคีย และ ยูคาริโอตมีโครงสร้างและ RNA ที่แตกต่างกัน ไรโบโซมในไมโตคอนเดรียของเซลล์ยูคาริโอตมีลักษณะคล้ายกับไรโบโซมของแบคทีเรีย ซึ่งเป็นการบอกถึงวิวัฒนาการของออร์แกแนลล์ชนิดนี้ [1] ในแบคทีเรียมี 2 หน่วยย่อย คือ ขนาด 30S และ 50S ซึ่งจะรวมกันเป็นไรโบโซมขนาด 70S ส่วนในยูคาริโอต มี 2 หน่วยย่อย คือ ขนาด 40S และ 60S ซึ่งจะรวมกันเป็นไรโบโซมขนาด 80S หน้าที่คือเป็นแหล่งที่เกิดการอ่านรหัสจากยีนในนิวเคลียส ซึ่งถูกส่งออกจากนิวเคลียสในรูป mRNA มาสร้างเป็นโปรตีน
การทำงานของไรโบโซมในการแสดงออกของยีนไปสู่การสร้างโปรตีนเรียกทรานสเลชัน ไรโบโซมยังทำหน้าที่ในการต่อกรดอะมิโนเดี่ยวให้เป็นโพลีเปบไทด์ โดยต้องมีการจับกับ mRNA และอ่านข้อมูลจาก mRNA เพื่อกำหนดลำดับของกรดอะมิโนให้ถูกต้อง การนำโมเลกุลของกรดอะมิโนเข้ามาเป็นการทำงานของ tRNA ซึ่งจับอยู่กับโมเลกุลของกรดอะมิโนอยู่ก่อนแล้ว

4.เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม

เอนโดพลาสมิก เรติคูลัม (อังกฤษ: endoplasmic reticulum-ER) เป็นออร์แกเนลล์ ที่มีผนังบาง 2 ชั้น มีความหนาน้อยกว่าเยื่อหุ้มเซลล์ มีลักษณะ เป็นท่อขดพับไปมา เป็นออร์แกเนลล์ ที่เกี่ยวข้องกับ การสังเคราะห์โปรตีน ซึ่งไรโบโซม จะเกาะทางด้าน ไซโทซอลของเยื่อหุ้ม โปรตีนถูกสังเคราะห์ ข้ามเยื่อหุ้มของเอนโดพลาสมิก เรติคูลัม นอกจากจะเป็น ที่ให้ไรโบโซมเกาะอยู่แล้ว ยังทำหน้าทื่สังเคราะห์สาร (sterols) และ phospholipids เป็นสารที่จำเป็น ของทุกๆเยื่อหุ้ม เอนโดพลาสมิก เรทิคิวลัม ยังทำหน้าที่ ี่ขนถ่ายเอนไซม์ และโปรตีนโมเลกุล เรียกว่า การหลั่งสาร หรือกระบวนการขับสาร ออกนอกเซลล์ (secetion) ประกอบด้วย โครงสร้างระบบท่อ ที่มีการเชื่อมประสานกัน ทั้งเซลล์ส่วนของท่อยังติดต่อ กับเยื่อหุ้มเซลล์ เยื่อหุ้มนิวเคลียส และกอลจิบอดีด้วย ภายในท่อมีของเหลวซึ่งเรียกว่า ไฮยาโลพลาซึม (hyaloplasm) บรรจุอยู่ และพบในยูคารีโอตเท่านั้น ER แบ่งออกเป็น 2 ชนิด

5.ไมโทคอนเดรีย

ไมโทคอนเดรีย (อังกฤษ: mitochondrion หรือรูปพหูพจน์ mitochondria) ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานของเซลล์ ถูกค้นพบครั้งแรกโดย คอลลิกเกอร์ ส่วนใหญ่มีรูปร่างกลมท่อนสั้น คล้ายไส้กรอก ยาว 5-7 ไมครอน มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.2-1 ไมครอน ประกอบไปด้วยโปรตีน 60-65% ลิพิด 35-40% มีเยื่อหุ้มสองชั้น (double unit membrane) ชั้นนอกเรียบหนา 60-80 อังสตรอม เยื่อชั้นในพับเข้าไปเป็นรอยหยักเรียก คริสตี (cristae) หนา 60-80 อังสตรอม ภายในบรรจุของเหลวประกอบไปด้วยสารหลายชนิดเรียก แมทริกซ์ (matrix) ความเชื่อที่ว่า"ในมนุษย์มีไมโทคอนเดรียมากที่สุดที่เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ" เป็นความเชื่อที่ไม่ถูกต้อง เซลล์ที่มีไมโทคอนเดรียมากนั้น จะเป็นเซลล์ที่ต้องสร้างและใช้พลังงานสูง เซลล์ที่มีไมโทคอนเดรียมากคือ เซลล์ตับ ซึ่งเป็นเซลล์ที่มีเมแทบอลิซึมสูงและกิจกรรมจำนวนมาก ภายในไมโทรคอนเดรียยังมี DNA รวมอยู่ด้วย ซึ่งเป็น DNA ที่มาจากแม่โดยตรง ส่วน DNA ที่อยู่ในนิวเคลียสนั้น จะเป็นที่ DNA ที่รวมจากพ่อและแม่

6.ไซโทพลาซึม

ไซโทพลาซีม เป็นส่วนหนึ่งของโปรโทพลาซึม ที่อยู่รอบ ๆ นิวเคลียส ซึ่งเป็นส่วนที่ไม่มีชีวิตภายในเซลล์ เป็นของเหลว ซึ่งภายในมีหลายอย่างที่สำคัญเช่น คลอโรพลาส ในคลอโรพลาสมีคลอโรฟิลล์เอาไว้สังเคราะห์แสง มีออแกเนล ซึ่งทำให้เซลล์มีชีวิตอยู่ได้เป็นต้น ซึ่งสามารถพบได้ทั้งเซลล์พืชและเซลล์สัตว์

7.แวคิวโอล

แวคิวโอลเป็นช่องๆ ล้อมรอบด้วยเมมเบรนชนิดเยื่อยูนิตชั้นเดียว อยู่ภายในเซลล์ยูแคริโอต (eukaryotic cell) บางชนิด มักพบในเซลล์พืชส่วนใหญ่และสัตว์หลายชนิด โดยแวคิวโอลในสัตว์มักดล็กกว่าในพืช แวคิวโอลซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นที่เก็บ หลั่ง และถ่ายของเหลวภายในเซลล์ แวคิวโอลและสารภายในถือว่าแตกต่างจากไซโตพลาสซึม สามารถแบ่งออกได้ 4 ประเภท คือ
Contractile vacuole จะพบในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ในอาณาจักรโพรทิสตา ทำหน้าหน้าทีรักษาสมดุลของน้ำ
Food vacuole บรรจุอาหาร พบในเซลล์เม็ดลือดขาวบนสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหรือสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นอกจากนี้เราอาจแบ่งได้อีก เช่น Fat vacuole
Sap vacuole จะเจอในเซลล์พืช ทำหน้าที่สะสมสีไอออน น้ำตาล กรดอะมิโน สะสมผลึกสารพิษในเซลล์
Gas vacuole สำหรับสะสมแก๊สต่างๆ

8.เซนทริโอล (Centriole)

เป็นออร์แกเนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้ม พบในเซลล์สัตว์และสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ไม่พบในเซลล์พืชและ เห็ด รา เป็นบริเวณที่ยึดเส้นใยสปินเดิล ช่วยในการเคลื่อนที่ของโครโมโซมและแยกโครมาทิดออกจากกันในขณะที่เซลล์มีการแบ่งตัว
เซนทริโอล พบอยู่เป็นคู่ วางตั้งฉากกัน อยู่ใกล้ ๆ กับเยื่อหุ้มนิวเคลียส
เซนทริโอลประกอบด้วย หลอดเล็ก ๆ เรียกว่า ไมโครทูบูล (microtubule) เรียงเป็นกลุ่มกลุ่มละ 3 หลอด มีทั้งหมด 9 กลุ่ม เชื่อมต่อกัน เป็นทรงกระบอก บริเวณตรงกลางไม่มีไมโครทูบูลเรียกการเรียงตัวแบบนี้ว่า 9 + 0
เซนทริโอลมี DNA และ RNA เป็นของตัวเอง จึงจำลองตัวเองและสร้างโปรตีนขึ้นเองได้
ไมโครทูบูลยังพบในซิเลียและแฟลกเจลลา ซึ่งมีการเรียงตัวเป็นแบบ 9 + 2 โดยเรียงเป็นกลุ่มกลุ่มละ 2 หลอด จำนวน 9 กลุ่ม ตรงกลางมี 2 ชุด ชุดละ 1 รวมเป็น 2
บริเวณไซโทพลาสซึมที่ล้อมรอบเซนทริโอล เรียกว่า เซนโทรโซม ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดเส้นใยสปินเดิล (สปินเดิลไฟเบอร์)

เซลล์สัตว์

เซลล์สัตว์

องค์ประกอบของเซลล์สัตว์

-นิวเคลียส เซลล์ของสิ่งมีชีวิตโดยทั่วไปมีนิวเคลียสเพียงหนึ่งนิวเคลียส ได้มีผู้ศึกษาความสำคัญ ของนิวเคลียส โดยทำลองนำนิวเคลียสออกจากเซลล์ของอะมีบา (Amoeba) ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว แล้วทดลองเลี้ยงไว้ พบว่าอะมีบาที่ไม่มีนิวเคลียส สามารถเคลื่อนไหว และมีการแลกเปลี่ยนแก๊ส กับสิ่งแวดล้อมภายนอกได้ แต่ไม่สามารถแบ่งเซลล์เพื่อเพิ่มจำนวน แล้วในที่สุดก็ตาย

ต่อมาได้มีนักวิทยาศาสตร์อีกท่านหนึ่งได้ทดลองนำนิวเคลียส ของอะมีบาเซลล์หนึ่งไปใส่ให้กับอะมีบาอีกเซลล์หนึ่ง ที่ได้นำนิวเคลียสออกไปแล้ว พบว่าอะมีบาเซลล์นี้สามารถมีชีวิตอยู่ และแบ่งเซลล์เพื่อสืบพันธุ์ต่อไปได้

ตัวอย่างการทดลองอีกการทดลองหนึ่ง ที่ศึกษาเกี่ยวกับหน้าที่ของนิวเคลียส โดยใช้สาหร่ายทะเลเซลล์เดียว ชื่อ Acetabularia spp. ( อะเซตาบูลาเรีย) 2 ชนิด เป็นชนิด ก. และชนิด ข. ได้มีการทดลอง โดยตัดส่วนยอดของเซลล์ทิ้งไป แล้วนำส่วนก้านของสาหร่ายชนิด ก. และ ชนิด ข. ไปต่อกับส่วนโคนสลับกัน ผลการทดลองพบว่า เมื่อสาหร่ายทั้งสองชนิดงอกส่วนยอดใหม่ออกมา ปรากฎว่าสาหร่ายที่ส่วนโคนมีนิวเคลียสเป็นชนิด ก. จะมีส่วนยอดคล้ายชนิด ก. และ สาหร่ายที่ส่วนโคนมีนิวเคลียสเป็นชนิด ข. จะมีส่วนยอดคล้ายชนิด ข.

จากการทดลองดังกล่าวข้างต้น นักเรียนจะเห็นได้ว่า นิวเคลียสทำหน้าที่ เป็นศูนย์กลางควบคุมการทำงานของเซลล์ โดยทำงานร่วมกับไซโทพลาสซึม ( cytoplasm) และมีความสำคัญ ต่อกระบวนการแบ่งเซลล์และการสืบพันธุ์

นิวเคลียสค้นพบโดย รอเบิร์ต บราวน์ นักพฤกษศาสตร์ชาวอังกฤษ เมื่อปี ค.ศ. 1831 มีลักษณะเป็นก้อนทึบแสงเด่นชัน อยุ่บริเวณกลาง ๆ หรือค่อนไปข้างใดข้างหนึ่งของเซลล์ เซลล์โดยทั่วไป จะมี 1 นิวเคลียส เซลล์พารามีเซียม มี 2 นิวเคลียส ส่วนเซลล์พวกกล้ามเนื้อลาย เซลล์เวลเซล ( Vessel) ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตลาเทกซ์ในพืชชั้นสูง และเซลล์ของราที่เส้นใย ไม่มีผนังกั้นจะมีหลายนิวเคลียส เซลล์เม็ดเลือดแดงของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม และเซลล์ซีฟทิวบ์ของโฟลเอม ที่แก่เต็มที่จะไม่มีนิวเคลียส นิวเคลียสมีความสำคัญ เนื่องจากเป็นที่อยู่ของสารพันธุกรรม จึงมีหน้าที่ควบคุมการทำงานของเซลล์ โดยทำงาน ร่วมกับไซโทพลาสซึม จากการทดลองโดยนำนิวเคลียสของอะมีบาออก จะพบว่า อะมีบาตาย ภายใน 2-3 วัน

นิวเคลียส มีรูปร่างค่อนข้างกลม และมีเยื่อหุ้มนิวเคลียส ( nuclear membrane) ซึ่งเป็นเยื่อสองชั้น ล้อมรอบส่วนประกอบภายในของนิวเคลียส เซลล์ของสิ่งมีชีวิต บางชนิด เช่น Bacteria ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส แต่มีสารพันธุกรรมกระจายอยู่ทั่วไปในไซโทพลาซึม เรียก เซลล์ที่มีลักษณะเช่นนี้ว่า เซลล์โพรคาริโอต( Prokaryotic cell) เซลล์ของ สิ่งมีชีวิตทั่วๆ ไปนั้นมีเยื่อหุ้มนิวเคลียส เรียกว่า เซลล์ยูคาริโอต ( Eukaryotic cell) เยื่อหุ้มนิวเคลียสมีรูเล็กๆ กระจายอยู่ทั่วไป เพื่อเป็นทางเข้าออก ของสารระหว่างภายใน และภายนอกนิวเคลียส

นิวเคลียสเป็นที่อยู่ของสารพันธุกรรม เรียกว่า ดี เอ็น เอ ( DNA) ย่อมาจาก deoxyribonucleic acid ดีเอ็นเอจะรวมตัวกับโปรตีน เกิดเป็นโครงสร้างที่เรียกว่า โครมาทิน ( chromatin) ขณะที่มีการแบ่งเซลล์ จะเห็นโครมาทินมีลักษณะ เป็นแท่ง เราเรียกโครมาทินที่เป็นแท่งนี้ว่า โครโมโซม ( chromosome) ถ้าเราย้อมสีนิวเคลียส บางบริเวณของนิวเคลียสจะติดสีย้อม เข้มกว่าบริเวณอื่นๆ เรียกบริเวณนี้ว่า นิวคลีโอลัส ( nucleolus) นิวคลีโอลัสเป็นแหล่งสังเคราะห์สารที่เป็นองค์ประกอบของไรโบโซม

สารประกอบทางเคมีของนิวเคลียส ประกอบด้วย

1. ดีออกซีไรโบนิวคลีอิก แอซิด ( Deoxyribonucleic acid) หรือ DNA เป็นส่วนประกอบ ของโครโมโซมในนิวเคลียส

2. ไรโบนิวคลีอิก แอซิด ( Ribonucleic acid) หรือ RNA เป็นส่วนที่พบในนิวเคลียส โดยเป็นส่วนประกอบของนิวคลีโอลัส

3. โปรตีน ที่สำคัญคือ โปรตีนฮีสโตน ( Histone) โปรตีนโพรตามีน ( Protamine) ซึ่งเป็นโปรตีนเบส ( Basic protein) ทำหน้าที่เชื่อมเกาะอยู่กับ DNA ส่วนโปรตีนเอนไซม์ ส่วนใหญ่จะเป็นเอนไซม์ ในกระบวนการสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก และเมแทบอลิซึมของกรดนิวคลีอิก และเอนไซม์ในกระบวนการไกลโคไลซีส ซึ่งเป็นกระบวนการสร้างพลังงานให้กับนิวเคลียส

โครงสร้างของนิวเคลียสประกอบด้วย 3 ส่วน คือ

1. เยื่อหุ้มนิวเคลียส ( Nulear membrane) เป็นเยื่อบางๆ 2 ชั้น เรียงซ้อนกัน ที่เยื่อนี้จะมีรู เรียกว่านิวเคลียร์พอร์ ( Nuclear pore) หรือ แอนนูลัส ( Annulus) มากมาย รูเหล่านี้ ทำหน้าที่เป็นทางผ่านของสารต่าง ๆ ระหว่างไซโทพลาสซึมและนิวเคลียส นอกจากนี้เยื่อหุ้มนิวเคลียส ยังมีลักษณะเป็นเยื่อเลือกผ่าน เช่นเดียวกับเยื่อหุ้มเซลล์ เยื่อหุ้มนิวเคลียสชั้นนอก จะติดต่อกับเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม และมีไรโบโซมมาเกาะ เพื่อทำหน้าที่ลำเลียงสารต่าง ๆ ระหว่างนิวเคลียสและไซโทพลาซึมด้วย

2. โครมาทิน ( Chromatin) เป็นส่วนของนิวเคลียส ที่ย้อมติดสี เป็นเส้นในเล็กๆ พันกันเป็นร่างแห เรียกร่างแหโครมาทิน ( Chromatin network) โดยประกอบด้วย โปรตีน รวมกับกรดดีออกซีไรโบนิคลีอิค ( deoxyribonucleic acid) หรือเรียกว่า DNA เป็นสารพันธุกรรม ที่ควบคุมลักษณะของสิ่งมีชีวิต เส้นใยโครมาตินมีคุณสมบัติติดสีได้ดี ทำให้เห็นนิวเคลียสได้ชัดเจน ในการย้อมสี โครมาทินจะติดสีแตกต่างกัน ส่วนที่ติดสีเข้มจะเป็นส่วนที่ไม่มีจีน (Gene) อยู่เลย หรือมีก็น้อยมาก เรียกว่า เฮเทอโรโครมาทิน ( Heterochromatin) ส่วนที่ย้อมติดสีจาง เรียกว่า ยูโครมาทิน ( Euchromatin) ซึ่งเป็นที่อยู่ของจีน ในขณะที่เซลล์กำลังแบ่งตัว ส่วนของโครโมโซมจะหดสั้นเข้าและมีลักษณะเป็นแท่งเรียกว่า โครโมโซม ( Chromosome) และโครโมโซมจะจำลองตัวเองเป็นเส้นคู่ เรียกว่า โครมาทิด (Chromatid) โครโมโซมของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะมีจำนวนแน่นอน เช่น ของคนมี 23 คู่ ( 46 แท่ง ) แมลงหวี่ 4 คู่ ( 8 แท่ง) แมว 19 คู่ ( 38 แท่ง) หมู 20 คู่ ( 40 แท่ง) มะละกอ 9 คู่ ( 18 แท่ง) กาแฟ 22 คู่ ( 44 แท่ง) โครโมโซมมีหน้าที่ควบคุมกิจกรรมค่าง ๆ ของเซลล์และควบคุมการถ่ายทอด ลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตทั่วไป เช่น หมู่เลือด สีตา สีผิว ความสูง และการเกิดรูปร่าง ของสิ่งมีชีวิต เป็นต้น

3. นิวคลีโอรัส ( Nucleolus) เป็นส่วนของนิวเคลียส ที่มีลักษณะเป็นก้อนอนุภาคหนาทึบ ค้นพบโดยฟอนตานา ( Fontana ) เมี่อปี ค.ศ. 1781 ( พ.ศ. 2224) นิวคลีโอลัสพบเฉพาะเซลล์ของพวกยูคาริโอตเท่านั้น เซลล์อสุจิ เซลล์เม็ดเลือดแดง ที่เจริญเติบโตเต็มที่ ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม และเซลล์ไฟเบอร์ของกล้ามเนื้อ จะไม่มีนิวคลีโอลัส นิวคลีโอลัส เป็นตำแหน่งที่ติดสีเคมี บนไครโมโซม ประกอบด้วยสารประเภท DNA TNA ซึ่งทำหน้าที่เกี่ยวข้องกับ กลไกการสร้างโปรตีน

ซึ่งนิวคลีโอรัส ประกอบด้วย โปรตีน และ RNA โดยโปรตีนเป็นชนิดฟอสโฟโปรตีน (Phosphoprotein) จะไม่พบโปรตีนฮิสโตนเลย ในเซลล์ที่มีกิจกกรรมสูง จะมีนิวคลีโอลัสขนาดใหญ่ ส่วนเซลล์ที่มีกิจกรรมต่ำ จะมีนิวคลีโอลัวขนาดเล็ก นิวคลีโอลัสมีหน้าที่ในการสังเคราะห์ RNA ชนิดต่างๆ และถูกนำออกทางรูของเยื่อหุ้มนิวเคลียส เพื่อสร้างเป็นไรโบโซมต่อไป ดังนั้น นิวคลีโอลัส จึงมีความสำคัญต่อการสร้างโปรตีน เป็นอย่างมาก เนื่องจากไรโบโซมทำหน้าที่สร้างโปรตีน

-ไซโตพลาสซึม เป็นส่วนที่อยู่ในเซลล์ทั้งหมด ยกเว้นนิวเคลียส ไซโตพลาสซึม เป็นของเหลว มีความข้นโปร่งแสง ประกอบด้วย น้ำประมาณ 75 - 90 เปอร์เซ็นต์ ที่เหลือเป็นสารชนิดอื่น เช่น โปรตีน คาร์โบไฮเดรท ไขมัน และสารอนินทรีย์ที่อยู่ในรูปสารละลาย ส่วนสารอินทรีย์ มักอยู่ในรูปของคอลลอยด์ (colloid) หน้าที่ของไซโตพลาสซึม ได้แก่

• เป็นบริเวณที่เกิดปฏิกิริยาเคมีของเซลล์

• สลายวัตถุดิบเพื่อให้ได้พลังงานและสิ่งที่จำเป็นสำหรับเซลล์

• สังเคราะห์สารที่จำเป็นสำหรับเซลล์

• เป็นที่เก็บสะสมวัตถุดิบสำหรับเซลล์

-ไซโตสเกลเลตัน ( Cytoskeleton ) อยู่ภายในไซโตพลาสซึมประกอบด้วย

1. ไมโครฟิลาเมนต์ ( Microfilament ) เป็นเส้นใยโปรตีนขนาดเล็ก

• ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างของเซลล์

• ควบคุมการทำงานของเซลล์กล้ามเนื้อ การหดตัวของเซลล์ ทำให้สามารถเคลื่อนไหวส่วนต่างๆ ได้

2. ไมโครทูบูล ( Microtubule) เป็นเส้นใยเล็กๆ เป็นท่อกลวงตรงกลาง ประกอบด้วยโปรตีน เป็นโครงสร้างที่กระจายอยู่ทั่วไปภายในเซลล์ และเป็นส่วนประกอบโครงสร้างของ ซีเลีย และแฟคเจลลัม ซึ่งเป็นออร์แกแนลส์ ที่ช่วยในการเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิตเซลเดียว

-ไลโซโซม ( lysosome) พบครั้งแรกโดย คริสเตียน เดอ ดูฟ ( Christain de Duve) เมื่อปี พ.ศ. 2495 โดยดูจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน คล้ายถุงลม รูปร่างกลมรี เส้นผ่านศูนย์กลาง ประมาณ 0.15-0.8 ไมครอน พบเฉพาะในเซลล์สัตว์เท่านั้น มักพบใกล้กับกอลจิบอดี ไลโซโซม ยังเป็นส่วนสำคัญ ในการย่อยสลาย องค์ประกอบของเซลล์ หลังจากเซลล์ตาย โดยพบมาก ในฟาโกไซทิกเซลล์ ( phagocytic cell) เช่น เซลล์เม็ดเลือดขาว และเซลล์นระบบเรติคูโล เอนโดทีเลียม ( reticuloendothelial system) เช่น ตับ ม้าม นอกจากนี้ ยังพบไลโซโซม จำนวนมาก ในเซลล์ที่ได้รับบาดเจ็บ หรือมีการสลายตัวเอง เช่น เซลล์ส่วนหาง ของลูกอ๊อด เป็นต้น ไลโซโซม มีเอนไซน์หลายชนิด จึงสามารถย่อยสลาย สารต่างๆ ภายในเซลล์ได้ดี

เป็นออร์แกแนลล์ ที่มีเมมเบรนห่อหุ้ม เพียงชั้นเดียว ซึ่งไม่ยอมให้เอนไซม์ต่างๆ ผ่านออก แต่เป็นเยื่อที่สลายตัว หรือรั่วได้ง่าย เมอื่เกิดการอักเสบของเนื้อเยื่อ หรือขณะที่มีการเจริญเติบโต เยื่อหุ้มนี้มีความทนทาน ต่อปฏิกิริยาการย่อยของเอนไซม์ ที่อยู่ภายในได้ เอนไซม์ที่อยู่ในถุงของไลโซโซมนี้ เชื่อกันว่าเกิดจากไลโซโซม ที่อยู่บน RER สร้างเอนไซม์ขึ้น แล้วส่งผ่านไปยังกอลจิบอดี แล้วหลุดเป็นถุงออกมา

ไลโซโซม มีหน้าที่สำคัญ คือ

• ย่อยสลายอนุภาค และโมเลกุลของสารอาหาร ภายในเซลล์

• ย่อย หรือทำลายเชื้อโรค และสิ่งแปลกปลอมต่างๆ ที่เข้าสู่ร่างกายหรือเซลล์ เช่น เซลล์เม็ดเลือดขาวกิน และย่อยสลายเซลล์แบคทีเรีย

• ทำลายเซลล์ที่ตายแล้ว หรือเซลล์ที่มีอายุมาก โดยเยื่อของไลโซโซม จะฉีกขาดได้ง่าย แล้วปล่อยเอนไซม์ออกมา ย่อยสลายเซลล์ดังกล่าว

• ย่อยสลายโครงสร้างต่างๆ ของเซลล์ ์ในระยะที่เซลล์มีการเปลี่ยนแปลง และมีเมตามอร์โฟซีส ( metamorphosis) เช่น ในเซลล์ส่วนหางของลูกอ๊อด

ไลโซโซม แบ่งออกเป็น 4 ชนิด

เซลล์พืช

เซลล์พืช

องค์ประกอปของเซลล์พืช

-คลอโรพลาสต์ ( chloroplaast) เป็นพลาสติด ที่มีสีเขียว พบเฉพาะในเซลล์พืช และสาหร่าย เกือบทุกชนิด พลาสติคมีเยื่อหุ้มสองชั้น ภายในโครงสร้างพลาสติค จะมีเม็ดสี หรือรงควัตถุบรรจุอยู่ ถ้ามีเม็ดสีคลอโรฟิลล์ ( chlorophyll) เรียกว่า คลอโรพลาสต์ ถ้ามีเม็ดสีชนิดอื่นๆ เช่น แคโรทีนอยด์ เรียกว่า โครโมพลาส ถ้าพลาสติคนั้นไม่มีเม็ดสี เรียกว่า ลิวโคพลาสต์ ( leucoplast) ทำหน้าที่ เป็นแหล่งเก็บสะสมโปรตีน หรือเก็บสะสมแป้ง ที่เรียกว่า เม็ดสี ( starch grains) เรียกว่า amyloplast
ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสารคลอโรฟิลล์ ภายในคลอโรพลาสต ์ประกอบด้วย
ส่วนที่เป็นของเหลว เรียกว่า สโตรมา ( stroma) มีเอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง กับการสังเคราะห์ด้วยแสง แบบที่ไม่ต้องใช้แสง ( dark reaction) มี DNA RNA และไรโบโซม และเอนไซม์อีกหลายชนิด ปะปนกันอยู่
ในของเหลวเป็นเยื่อลักษณะคล้ายเหรียญ ที่เรียงซ้อนกันอยู่ เรียกว่า กรานา (grana) ระหว่างกรานา จะมีเยื่อเมมเบรน เชื่อมให้กรานาติดต่อถึงกัน เรียกว่า อิกเตอร์กรานา ( intergrana) หน่วยย่อย ซึ่งเปรียบเสมือน เหรียญแต่ละอัน เรียกเหรียญแต่ละอันว่า กรานาลาเมลลา ( grana lamella) หรือ กรานาไทลาคอยด์ ( grana thylakoid) ไทลาคอยด์ในตั้งเดียวกัน ส่วนที่เชื่อมติดกัน เรียกว่า สโตรมา ไทลาคอยด์ (stroma thylakoid) ไม่มีทางติดต่อกันได้ แต่อาจติดกับไทลาคอยด์ในตั้งอื่น หรือกรานาอื่นได้
ทั้งกรานา และอินเตอร์กรานา เป็นที่อยู่ของคลอโรฟิลล์ รงควัตถุอื่นๆ และพวกเอนไซม์ ที่เกี่ยวข้อง กับการสังเคราะห์ด้วยแสง แบบที่ต้องใช้แสง ( light reaction) บรรจุอยู่ หน้าที่สำคัญ ของคลอโรพลาส คือ การสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) โดยแสงสีแดง และแสงสีน้ำเงิน เหมาะสม ต่อการสังเคราะห์ ด้วยแสงมากที่สุด

-ผนังเซลล์ เป็นเยื่อหนา หุ้มอยู่ชั้นนอก ของเยื่อหุ้มเซลลื ผนังเซลล์น ี้โปรโตปลาสซึมสร้างขึ้นมา เพื่อเพิ่มความแข็งแรง พบในแบคทีเรีย เห็ดรา สาหร่าย พืชชนิดต่างๆ
ในแบคทีเรีย ผนังเซลล์มีโพลีแซคคาไรด์เป็นแกน และมีโปรตีน กับไขมันยึดเกาะ ชั้นที่ให้ความแข็งแรง และอยู่ชั้นในสุด เรียกว่า ชั้นมิวรีน หรือเปปติโดไกลแคน (murein หรือ peptidoglycan)
เห็ดรา ผนังเซลล์เป็นพวกไคติน ( chitin) ซึ่งเป็นสารประกอบ ชนิดเดียวกันกับเปลือกกุ้ง บางครั้งอาจพบว่า มีเซลลูโลสปนอยู่ด้วย
สาหร่าย ผนังเซลล์ประกอบด้วยเพคติน ( pectin) เป็นส่วนใหญ่ และมีเซลลูโลสประกอบอยู่ด้วย
ในพืช ผนังเซลล์ ประกอบด้วย เซลลูโลส และสารประกอบเพคติก เช่น แคลเซียมเพคเตด เป็นต้น ผนังเซลล์พืชที่อยู่ติดๆ กัน ถึงแม้จะหนา และแข็งแรง แต่ก็มีช่องทางติดต่อกันได้ เป็นทางติดต่อของไซโตปลาสซึมทั้ง 2 เซลล์ ที่เรียกว่า พลาสโมเดสมาตา ( plasmodesmata)

-แวคิวโอล ( vacuole) เป็นออร์แกเนลล์ ที่มีเยื่อหุ้มชั้นเดียว มีลักษณะเป็นถุง มีเมมเบรน ซึ่งเรียกว่า โทโนพลาสต์ ( tonoplast) ห่อหุ้ม ภายในมีสารต่างๆ บรรจุอยู่ โดยทั่วไป จะพบในเซลล์พืช และสัตว์ชั้นต่ำ ในสัตว์ชั้นสูง มักไม่ค่อยพบ

แวคิวโอล ทำหน้าที่ ี่ช่วยให้เซลล์พืชดำรงค์ความมีชีวิต และยังทำหน้าที่เก็บสะสมสาร ที่เป็นอันตราย ต่อไวโตพลาสซึมของเซลล์ ในเซลล์พืชที่ยังอ่อน จะมีแวคิวโอลเล็กๆ เป็นจำนวนมาก เซลล์พืชที่เจริญเติบโต เต็มที่สมบรูณ์ แวคิวโอลจะรวมกัน มีขนาดใหญ่มากประมาณ 95 % หรือมากกว่า ี้โดยปริมาตรของแต่ละเซลล์ แบ่งออกเป็น 3 ชนิด คือ

• แซป แวคิวโอล ( sap vacuole) พบเฉพาะในเซลล์พืชเท่านั้น ภายในบรรจุของเหลว ซึ่งส่วนใหญ่เป็นน้ำ และสารละลายอื่นๆ ในเซลล์พืชที่ยังอ่อนๆอยู่ แซป แวคิวโอล จะมีขนาดเล็ก รูปร่างค่อนขางกลม แต่เมื่อเซลล์แก่ขึ้น แวคิวโอลชนิดนี้ จะมีขนาดใหญ่เกือบเต็มเซลล์ ทำให้ส่วนของนิวเคลียส และไซโทพลาสซึม ส่วนอื่นๆ ถูกดันไปอยู่ทางด้านข้าง ด้านใดด้านหนึ่งของเซลล์

• ฟูด แวคิวโอล ( food vacuole ) พบในโพรโทซัวพวกอะมีบา และพวกที่มีขนซีเรีย นอกจากนี้ ยังพบในเซลล์เม็ดเลือดขาว และฟาโกไซทิกเซลล์ ( phagocytic cell) อื่นๆด้วย ฟูด แวคิวโอล เกิดจาการนำอาหารเข้าสู่เซลล ์หรือการกิน แบบฟาโกไซโทซิส (phagocytosis) ซึ่งอาหารนี้ จะทำการย่อย โดยน้ำย่อยจากไลโซโซมต่อไป

• คอนแทรกไทล์ แวคิวโอล ( contractile vacuole) พบในโพรโทซัวน้ำจืดเท่านั้น เช่น อะมีบา พารามีเซียม ทำหน้าที่ขับถ่ายน้ำที่มากเกินความต้องการ และของเสียที่ละลายน้ำ ออกจากเซลล์ ์และควบคุมสมดุลน้ำ ภายในเซลล์ให้พอเหมาะด้วย

-ไมโตคอนเดรีย เป็นออร์แกเนลล์ ที่พบเฉพาะในเซลล์ ของยูคารีโอต ที่ใช้ออกซิเจน ในการหายใจเท่านั้น ในระยะแรกที่พบ ตั้งชื่อออร์แกเนลล์นี้หลายชื่อ เช่น คอนดริโอโซม ( chondriosome) ไบโอบลาสต์ ( bioblast) จนกระทั่ง พ.ศ. 2440 เบนดา (benda) ได้เรียกว่า ไมโตคอนเดรีย
รูปร่างของไมโตคอนเดรีย เป็นก้อนกลม หรือก้อนรีๆ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 0.5-1.0 ไมครอน ความยาวประมาณ 5-10 ไมครอน หรือยาวมากกว่า มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น ซึ่งเป็นชนิดยูนิตเมมเบรน เยื่อชั้นในมีลักษณะเป็นท่อ หรือเยื่อที่พับทบกันอยู่ เรียกว่า ครีสตี ( cristae) ท่อนี้ยื่นเข้าไปในส่วนของเมทริกซ์ ( matrix) ที่เป็นของเหลว ของสารประกอบหลายชนิด

ไมโตคอนเดรีย พบในยูคารีโอตเกือบทุกชนิด ยกเว้นเซลล์บางชนิด เช่น เซลล์เม็ดเลือดแดง โดยเซลล์แต่ละเซลล์ มีจำนวนไมโตคอนเดรียไม่เท่ากัน โดยทั่วไป พบไมโตคอนเดรียมาก ในเซลล์ที่มี อัตราเมตาโบลิซึมสูง เช่น เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ เซลล์ต่อม เซลล์ที่กำลังเจริญเติบโต เป็นต้น
หน้าที่

1. สร้างสารให้พลังงานสูง คือ ATP (Adenosine triphosphate) โดยแยกเป็น 2 ส่วน คือ

• เยื่อหุ้มด้านนอก ทำหน้าที่เกี่ยวข้อง กับการสร้างสารประกอบ ฟอสโฟลิปิด

• เยื่อหุ้มด้านใน มีเอนไซม์เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ ATP

2. ภายในเมทริกซ์มีของเหลว ที่ทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ ซึ่งเกี่ยวข้อง กับปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ในวัฏจักรเครปส์ ( Krebs cycle)

3. มี DNA (Deoxyribonucleic acid) RNA (Ribonucleic acid) เอนไซม์ และไรโบโซม อยู่ภายในออร์แกเนลล์ ทำหน้าที่สังเคราะห์โปรตีนขึ้น ภายในออร์แกเนลล์

-เยื่อหุ้มเซลล์ เป็นเยื่อหุ้มที่อยู่ชิดกับผนังเซลล์ อาจจะมีลักษณะเรียบ (smooth) หรืออาจจะพับไปมา เพื่อขยายขนาด เยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปในเซลล์ เรียกว่า mesosomes มีหน้าที่ควบคุม การเข้าออกของน้ำ สารอาหาร และอิออนโลหะต่างๆ เป็นตัวแสดงขอบเขตของเซลล์ เซลล์ทุกชนิดต้องมีเยื่อหุ้มเซลล์

เยื่อหุ้มเซลล์เป็นเยื่อบางๆ ประกอบด้วนสารประกอบสองชนิด คือ ไขมันชนิดฟอสโฟลิปิด กับโปรตีน โดยมฟอสโฟลิปิดอยู่ตรงกลาง 2 ข้างเป็นโปรตีน โดยมีไขมันหนาประมาณ 35 อังสตรอม และโปรตีนข้างละ 20 อังสตรอม รวมทั้งหมดหนา 75 อังสตรอม ลักษณะที่แสดงส่วนประกอบ ของเยื่อหุ้มเซลล์นี้ ต้องส่องดู ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน จึงจะเห็นได้

สารที่เป็นไลปิด หรือสารที่ละลายในไลปิด สามารถผ่านเข้าออก ได้ง่ายกว่าสารอื่นๆ นอกจากนี้ เยื่อหุ้มเซลล์ยังมีรูพรุน ที่ยอมให้สารโมเลกุลเล็ก ประมาณ 8 อังสตรอม รวมทั้งอิออนบางอย่าง ที่ละลายน้ำผ่านได้ดี
สำหรับการจัดเรียงตัว ของเยื่อหุ้มเซลล์ มีอยู่หลายทฤษฎี ซึ่งในปัจจุบัน ก็ยังไม่สามารถ สรุปได้แน่นอน โดยมีทฤษฎีดังนี้

• โครงสร้างเม็ดเลือดแดง ของกอร์เตอร์ และเกรนเดล ( Gorter and Grendel) ในปี พ.ศ. 2468 ประกอบด้วย ชั้นของไขมันเรียงกัน 2 ชั้น

• เยื่อหุ้มเซลล์ตามความเห็น ของแดเนียลและฮาร์วีย์ ( Daniell and Harvey) ในปี พ.ศ. 2478 ประกอบด้วยชั้นไขมัน และโปรตีน 2 ชั้น

• เยื่อหุ้มเซลล์ตามทฤษฎี ของแดเนียลและดาฟสัน ( Daniell-Davson) ในปี พ.ศ. 2478 ประกอบด้วย ชั้นของไขมันเรียงกัน 2 แถว โดยด้านที่มีประจุหันออกด้านนอก ส่วนโปรตีนมีลักษณะ เป็นก้อนกลมหุ้ม ทั้งด้านบน และด้านล่างของชั้นไขมัน

• พ.ศ. 2515 ซิงเกอร์และนิโคลสัน ( Singer and Nicholson) ได้เสนอโครงสร้างแบบฟลูอิดโมเสด ( Fluid mosaic model) ที่เป็นโครงสร้างของไขมัน เรียงตัวอยู่ 2 ชั้นห่างๆกัน และไม่อยู่กับที่ มีการเคลื่อนที่ไปมาได้ และมีโมเลกุลของโปรตีนอยู่ข้างๆ หรืออาจซ้อนอยู่ระหว่างโมเลกุลของไขมัน ซึ่งโครงสร้างในลักษณะนี้ มีความแตกต่าง จากโครงสร้างของแนวความคิดอื่นๆ

เยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่ ห่อหุ้มส่วนที่อยู่ภายในทั้งหมด และเป็นเยื่อเลือกผ่าน (Semipermeable membrane หรือ differentially permeable membrane) ดังนั้นจึงทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนสาร ระหว่างเซลล์และสิ่งที่อยู่โดยรอบ รวมทั้งการกระจายประจุไฟฟ้า จนทำให้เกิด ความต่างศักย์ไฟฟ้าขึ้นได้ ระหว่างภายในเซลล์ และนอกเซลล์

-สารเคลือบเซลล์ ( cell coat) โดยทั่วไป เซลล์จะมีสารเคลือบ เยื่อหุ้มเซลล์ด้านนอก อีกชั้นหนึ่ง สารเหล่านี้ ไซโตปลาสซึมเป็นตัวสร้างขึ้นมา ในเซลล์สัตว์มีสารเคลือบ พวกไกลโคโปรตีน ( glycoprotein) คือ เป็นสารประกอบ ของคาร์โบไฮเดรตและโปรตีน สารเคลือบเซลล์ในเซลล์ แต่ละชนิดของสัตว์จะต่างกัน แต่สารเคลือบเซลล์ ทำหน้าที่อย่างเดียวกัน คือทำให้เซลล์เหล่านั้น รวมกลุ่มกันได้เป็นเนื้อเยื่อ อวัยวะ และระบบอวัยวะมากที่สุด บางครั้งเซลล์อาจผิดปกติ มีการแบ่งตัวเร็วเกินไป เพราะสารเคลือบเซลล์ผิดปกติ จนกลายเป็นมะเร็ง ซึ่งร่างกายควบคุมไม่ได้

ในพืชมีสารเคลือบต่างๆ เช่น ลิกนิน ( lignin) เซลลูโลส คิวติน ( cutin) ซูเบอริน (suberin) เพคติน ทำให้เกิดเป็นผนังเซลล์ที่ไร้ชีวิต อยู่ชั้นนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ โดยมีเซลลูโลส เป็นแกนนำสำคัญ ของผนังเซลล์พืชทุกชนิด และมีสารอื่นๆ ปะปนอยู่

ส่วนประกอบย่อยของเซลล์

ส่วนประกอบย่อยของเซลล์

เซลล์ทุกชนิดไม่ว่าจะเป็นโพรแคริโอตหรือยูแคริโอตจะต้องมีเยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) ทำหน้าที่ห่อหุ้มเซลล์เสมอ เพื่อแยกส่วนประกอบภายในเซลล์ออกจากสิ่งแวดล้อม เป็นการควบคุมการขนส่งสารเข้าออกเซลล์ และเพื่อรักษาความต่างศักย์ทางไฟฟ้าของเซลล์ (cell potential) ภายในเยื่อหุ้มเซลล์จะประกอบไปด้วย ไซโทพลาซึมที่มีสภาพเป็นเกลือ และเป็นเนื้อที่ส่วนใหญ่ของเซลล์ ภายในเซลล์จะมี ดีเอ็นเอ หน่วยพันธุกรรมของเซลล์หรือยีน และ อาร์เอ็นเอชึ่งจะมีข้อมูลที่จำเป็นในการถ่ายทอดพันธุกรรม รวมทั้งโปรตีนต่างๆ เช่น เอนไซม์ นอกจากนี้ภายในเซลล์ก็ยังมีสารชีวโมเลกุล (biomolecule) ชนิดต่างๆ อีกมากมาย

เยื่อหุ้มเซลล์ – ส่วนหุ้มและปกป้องเซลล์

ไซโทพลาซึมของเซลล์ประเภทยูแคริโอตจะถูกห้อมล้อมด้วยส่วนที่เรียกว่า เยื่อหุ้มเซลล์ หรือ พลาสมา เมมเบรน (cell membrane หรือ plasma membrane) พลาสมาเมมเบรนจะพบในเซลล์ประเภทโพรแคริโอตด้วย เยื่อนี้จะทำหน้าที่แยกและปกป้องเซลล์จากสิ่งแวดล้อมรอบข้าง ส่วนใหญ่แล้วถูกสร้างขึ้นจากชั้นของลิพิดสองชั้น หรือ ฟอสโฟลิพิด ไบเลเยอร์ (phospholipid bilayer) คลอเรสเทอรอล ไกลโคลิปิด และโปรตีน ภายในเยื่อจะมีโมเลกุลหลากชนิดที่ทำหน้าที่เป็นทั้งช่องทางผ่านของสารและ ปั๊ม (channels and pumps) เพื่อทำหน้าที่เฉพาะในการขนส่งโมเลกุลเข้าหรือออกจากเซลล์

ไซโทสเกเลตอน (cytoskeleton)

ส่วนที่เป็นโครงสร้างของเซลล์ไซโทสเกเลตอนเป็นโครงสร้างที่สำคัญ ซับซ้อน และเคลื่อนไหวเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา มีบทบาทในการจัดรูปแบบและจัดเรียงตำแหน่งของออร์แกเนลล์ให้อยู่ในที่ที่เหมาะสม, ช่วยให้เกิดกระบวนการเอนโดไซโทซิส (endocytosis) หรือการนำสารจากภายนอกเซลล์เข้ามาในเซลล์เพื่อใช้ในกระบวนการเจริญเติบโตและการเคลื่อนไหว, บทบาทในการทำงานของกล้ามเนื้อ, และมีโปรตีนจำนวนมากมายในไซโทสเกลเลตอนที่ควบคุมโครงสร้างของเซลล์
ไซโทสเกเลตอน แบ่งออกได้เป็น 3 ชนิดตามขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ได้แก่ ไมโครทูบูล (Microtubule) , อินเทอร์มีเดียท ฟิลาเมนท์ (Intermediate Filament) และ ไมโครฟิลาเมนท์ (Microfilament)

สารพันธุกรรม (Genetic Material)

สารพันธุกรรมแตกต่างกันสองชนิดคือ :
- ดีเอ็นเอ (deoxyribonucleic acid-DNA)
- อาร์เอ็นเอ (ribonucleic acid-RNA)

รหัสพันธุกรรม (Genetic code) ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเป็นข้อมูลทางพันธุกรรมของเซลล์ซึ่งเก็บอยู่ในรูปดีเอ็นเอหรืออาร์เอ็นเอ สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ใช้ดีเอ็นเอสำหรับเก็บข้อมูลทางพันธุกรรม แต่ไวรัสบางชนิด เช่น รีโทรไวรัส (retrovirus) มีอาร์เอ็นเอเป็นสารพันธุกรรม อาร์เอ็นเอนอกจากจะเป็นสารพันธุกรรมแล้วยังทำหน้าที่เป็นสารที่ขนถ่ายข้อมูลด้วย ได้แก่ เมสเซนเจอร์ อาร์เอ็นเอ หรือ (mRNA) และอาจทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ได้โดยเฉพาะในเซลล์ที่มีอาร์เอ็นเอเป็นสารพันธุกรรม ได้แก่ ไรโบโซมัล อาร์เอ็นเอ หรือ (rRNA)
สารพันธุกรรมของพวกโปรคาริโอต จะถูกจัดอยู่ในโมเลกุลของดีเอ็นเอรูปวงกลมง่ายๆ เช่น ดีเอ็นเอของแบคทีเรียซึ่งอยู่ในบริเวณนิวคลอยด์ (nucleoid region) ของไซโตพลาสซึม ส่วนสารพันธุกรรมของพวกยูคาริโอต จะถูกจัดแบ่งให้อยู่ในโมเลกุลที่เป็นเส้นตรงที่เรียกว่า โครโมโซม (chromosome) ภายในนิวเคลียส และยังพบว่ามีสารพันธุกรรมอื่นๆ นอกจากในโครโมโซมในออร์แกเนลล์บางชนิด เช่น ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ (ดูเพิ่มเติมที่ทฤษฎีเอ็นโดซิมไบโอติก (endosymbiotic theory)) เช่น ในเซลล์มนุษย์จะมีสารพันธุกรรมในบริเวณดังนี้

-ในนิวเคลียส เรียกว่า นิวเคลียร์ จีโนม (nuclear genome) แบ่งเป็นโมเลกุลเส้นตรง ดีเอ็นเอ 46 เส้น หรือ 23 คู่ เรียกว่า โครโมโซม

-ในไมโทคอนเดรีย เรียกว่า ไมโทคอนเดรียล จีโนม (mitochondrial genome) เป็นโมเลกุลดีเอ็นเอรูปวงกลมที่แยกจากดีเอ็นเอในนิวเคลียส ถึงแม้ไมโทคอนเดรียล จีโนมจะเล็กมากแต่ก็มีรหัสสำหรับการสร้างโปรตีนที่สำคัญ

สารพันธุกรรมจากภายนอกที่สังเคราะห์ขึ้นได้เองสามารถนำไปใส่ในเซลล์ได้เราเรียกกระบวนการนี้ว่า ทรานสเฟกชัน (transfection)

เซลล์

เซลล์ (ชีววิทยา)


ในทางชีววิทยา เซลล์ (cell) เป็นโครงสร้างและหน่วยทำงานที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตแทบทุกชนิด ในบางครั้งอาจเรียกว่า หน่วยที่เป็นองค์ประกอบของชีวิต ("building blocks of life") สิ่งมีชีวิตบางชนิด เช่น แบคทีเรีย ประกอบด้วยเซลล์เพียง 3 เซลล์ (unicellular) แต่สัตว์หลายชนิด เช่น มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ (multicellular) (มนุษย์มีเซลล์อยู่ประมาณ 100 ล้านล้าน หรือ 1014 เซลล์)
ทฤษฎีเซลล์ถูกพัฒนาขึ้นครั้งแรกในปีพ.ศ. 2382 (ค.ศ. 1839) โดยแมตเทียส จาคอบ ชไลเดน (Matthias Jakob Schleiden) และ ทีโอดอร์ ชวานน์ (Theodor Schwann) ได้อธิบายว่า สิ่งมีชีวิตทั้งหมดประกอบด้วยเซลล์หนึ่งเซลล์หรือมากกว่า เซลล์ทั้งหมดมีกำเนิดมาจากเซลล์ที่มีมาก่อน (preexisting cells) ระบบการทำงานเพื่อความอยู่รอดของสิ่งที่มีชีวิตทั้งหมดเกิดขึ้นภายในเซลล์ และภายในเซลล์ยังประกอบด้วยข้อมูลทางพันธุกรรม (hereditary information) ซึ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมการทำงานของเซลล์ และการส่งต่อข้อมูลทางพันธุกรรมไปยังเซลล์รุ่นต่อไป
คำว่า เซลล์ มาจากภาษาละตินที่ว่า cella ซึ่งมีความหมายว่า ห้องเล็กๆ ผู้ตั้งชื่อนี้คือโรเบิร์ต ฮุก (Robert Hooke) เมื่อเขาเปรียบเทียบเซลล์ของไม้คอร์กเหมือนกับห้องเล็กๆ ซึ่งเป็นที่อยู่ของพระ




คุณสมบัติของเซลล์


แต่ละเซลล์มีองค์ประกอบและดำรงชีวิตได้ด้วยตัวของมันเอง โดยการนำสารอาหารเข้าไปในเซลล์และเปลี่ยนสารอาหารให้กลายเป็นพลังงานเพื่อการดำรงชีวิตและการสืบพันธุ์ เซลล์มีความสามารถหลายอย่างดังนี้:
-เพิ่มจำนวนโดยการแบ่งเซลล์

-เมแทบอลิซึมของเซลล์ (cell metabolism) ประกอบด้วย การลำเลียงวัตถุดิบเข้าเซลล์, การสร้างส่วนประกอบของเซลล์, การสร้างพลังงานและโมเลกุล และปล่อยผลิตภัณฑ์ออกมา การทำงานของเซลล์ขึ้นกับความสามารถในการสกัดและใช้พลังงานเคมีที่สะสมในโมเลกุลของสารอินทรีย์ พลังงานเหล่านี้จะได้จากวิถีเมแทบอลิซึม (metabolic pathway)

-การสังเคราะห์โปรตีนเพื่อใช้ในระบบการทำงานของเซลล์ เช่น เอนไซม์ โดยเฉพาะเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะมีโปรตีนต่าง ๆ ถึง 10,000 ชนิด

-ตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นทั้งภายนอกและภายใน เช่น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ pH หรือระดับอาหาร

-การขนส่งของเวสิเคิล (vesicle)


ประเภทของเซลล์

วิธีการจัดกลุ่มเซลล์ไม่ว่าเซลล์นั้นจะอยู่ตามลำพังหรืออยู่เป็นกลุ่ม ได้แก่ สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว (unicellular) ซึ่งดำรงชีวิตเพื่อความอยู่รอด จนไปถึงการอยู่รวมกันเป็นกลุ่มที่เรียกว่า โคโลนี (colonial forms) หรือ สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ (multicellular) ซึ่งเซลล์เหล่านี้จะกลายเป็นเซลล์เฉพาะทางที่แตกต่างกันหลายรูปแบบ เช่น เซลล์ต่างๆ ในร่างกายมนุษย์
โดยสรุป เซลล์สามารถแบ่งได้เป็น 2 รูปแบบคือ

-โพรแคริโอต (prokaryote) เป็นเซลล์ที่มีโครงสร้างอย่างง่าย อาจอยู่เป็นเซลล์เดี่ยวๆ หรือรวมกลุ่มเป็นโคโลนี (Colony) ในการจำแนกชั้นทางวิทยาศาสตร์แบบระบบสามโดเมน (three-domain system) ได้จัดโพรแคริโอตอยู่ในโดเมนอาร์เคีย (Archaea) และแบคทีเรีย (Eubacteria)

-ยูแคริโอต (eukaryote) เป็นเซลล์ที่มีออร์แกเนลล์ (organelle) และผนังของออร์แกเนลล์ มีตั้งแต่เซลล์เดียวเช่น อะมีบา (amoeba) และเห็ดรา (fungi) หรือเป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ เช่นพืชและสัตว์รวมทั้งสาหร่ายสีน้ำตาล

วงชีวิตของเซลล์

วงชีวิตของเซลล์ๆหนึ่งจะเริ่มจากการเจริญสะสมสารอาหารและทำกิจกรรมต่างๆ จนถึงระยะหนึ่งก็จะแบ่งตัวเพือสร้างเซลล์ใหม่ไปเรื่อยๆ ในเซลล์ยูคาริโอตนั้น เซลล์จะมีวงชีวิตเป็น 4 ระยะชัดเจนดังนี้คือ
-G1 เป็นช่วงหลังจากเซลล์ผ่านการแบ่งตัวมาใหม่ จนถึงเตรียมการจะแบ่งตัวอีกครั้ง เป็นช่วงที่เซลล์มีกิจกรรมมาก
-S เป็นช่วงเวลาที่มีการจำลองตัวของ DNA เพิ่มจาก 1 ชุดเป็น 2 ชุด เพื่อเตรียมสารพันธุกรรมไว้ให้เซลล์ใหม่ต่อไป
-G2 เป็นช่วงเวลาหลังจากจำลอง DNA เสร็จแล้ว รอการแบ่งเซลล์ต่อไป
-M เป็นช่วงเวลาที่มีการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส ซึ่งเมื่อแบ่งตัวเสร็จแล้วจะได้เซลล์ลูก 2 เซลล์ ซึ่งมีสารพันธุกรรมเหมือนเซลล์ตั้งต้นทุกประการ
ในเซลล์บางเซลล์มีระยะ

-G0 ซึ่งเป็นช่วงที่เซลล์พักตัวและจะไม่มีการแบ่งเซลล์จนกว่าเซลล์จะออกจากระยะนี้