โครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์-6

โครงสรา้ ง และหน้าทีของเซลล์

กําเนิดเซลล์ เกิดจากการทําปฏิกิรยิ ากันของสารเคมใี น ทะเล เกิดเปนสารประกอบพวกโปรตีน กรด อะมโิ น และเอนไซม์ สะสมอยูใ่ นทะเล ต่อมา สารประกอบอินทรยี ร์ วมตัวกันเปนโมเลกลุ อินทรยี สารขนาดใหญ่ (macromolecules) และวิวัฒนาการต่อไปจนเกิดเปนโปรโตเซลล์ (Protocell) ซงึ เปนจุดเรมิ ต้นของเซลล์

โครงสรา้ งพืนฐานของเซลล์ เซลล์มโี ครงสรา้ งพนื ฐาน 3 สว่ นหลักๆ ดังนี (1) สว่ นทีทําหนา้ ทีหอ่ มหมุ้ (2) ไซโตพลาสซมั แบง่ เปน (3) นวิ เคลียส ประกอบด้วย ได้แก่ ผนงั เซลล์ (Cell wall) สว่ นทีไมม่ ชี วี ิต เยอื หมุ้ นวิ เคลียส (Nuclear เยอื หมุ้ เซลล์ (Cell membrane) (Cytoplasmic inclusion) membrane) และสว่ นทีมชี วี ิต นวิ คลีโอลัส (Nucleolus) (Organelle) และสารพนั ธุกรรม

เยอื หมุ้ เซลล์ (Cell Membrane / Plasma membrane) - มคี ณุ สมบตั ิเปนเยอื เลือกผา่ น (Semipermeable membrane) สว่ นใหญเ่ ปนสารพวกโปรตีนและไขมนั - มโี ครงสรา้ งแบบ fluid mosaic model หนา้ ที คือ แยกเซลล์ออกจากสงิ แวดล้อมรอบๆเซลล์ คัดเลือกสารทีจะ ผา่ นเขา้ -ออกจากเซลล์ และเปนสว่ นสาํ คัญสําหรับการติดต่อระหว่าง เซลล์ด้วยกัน

ผนังเซลล์ (Cell wall) - พบในพชื ฟงไจ สาหรา่ ย แบคทีเรยี แต่ไมพ่ บในเซลล์สตั ว์ - เซลล์พชื มผี นงั เซลล์ล้อมรอบเยอื หมุ้ เซลล์ มหี นา้ ทีใหค้ วามแขง็ แรง ปองกันอันตรายและชว่ ยใหเ้ ซลล์คงรูป อยูไ่ ด้ ผนงั เซลล์พชื มี 2 ชนั ผนงั เซลล์ปฐมภมู ิ (Primary cell wall) พบมากใน เซลล์พชื ทีกําลังเจริญเติบโต หรอื เซลล์ทีมชี ีวิต ผนงั เซลล์ทตุ ิยภมู ิ (Secondary cell wall) เกิดภาย หลังผนงั เซลล์ปฐมภมู ิ ถ้าพอกหนาขนึ จะทําให้เซลล์ ตาย เชน่ ไฟเบอร์ และเวสเซล

ไซโทซอล (Cytosol) ไซโทพลาสมคิ อินคลชู นั (Cytoplasmic inclusion) คือสว่ นทีเปนของเหลวในไซโทพลาสซมึ (Cytoplasm) ซงึ เปนสว่ นทีไมม่ ชี วี ิต เชน่ นา โปรตีน คารโ์ บไฮเดรต ไขมนั Cytoplasm หมายถึง สว่ นทีอยูน่ อกนิวเคลียสทังหมด ทัง ของเหลวและของแขง็ Cytosol หมายถึง สว่ นของของเหลวทีอยูใ่ น Cytoplasm เท่านนั

นิวเคลยี ส (Nucleus) : เปนสว่ นทีมสี ารพนั ธุกรรมอยู่ มหี นา้ ทีควบคมุ ลักษณะของสงิ มชี วี ิตและเมแทบอลิซมึ (metabolic pathway) ทีเกิดขนึ ภายในเซลล์ ประกอบด้วยสว่ นต่างๆ ดังนี 1.เยอื หมุ้ นวิ เคลียส (Nuclear membrane/Nuclear envelope) มีลักษณะเปนเยือ หมุ้ สองชนั ทีเยอื หมุ้ มีชอ่ ง Nuclear pore กระจายอยูร่ อบนวิ เคลียส และมีไรโบโซม เกาะอยูร่ อบนอก 2.สารพนั ธุกรรม คือ DNA ซงึ จับอยูก่ ับโปรตีน ขดกลายเปนเส้นไยโครมาทิน (Chromatin) และจะขดสนั พร้อมทังเปนแท่งโครโมโซมเมอื เกิดการแบง่ เซลล์ 3.นวิ คลีโอลัส (Nucleolus) เปนก้อนอยูใ่ นนวิ เคลียส สารทีพบในนิวคลีโอลัส คือ RNA ไรโบโซมกับโปรตีน มหี นา้ ทีสงั เคราะหไ์ รโบโซม ขณะแบง่ เซลล์จะสลายไปและ สรา้ งขนึ ใหมเ่ มอื แบง่ เซลล์เสรจ็ 4.นวิ คลีโอพลาสซมึ (Nucleoplasm) คือบริเวณทีเหลือภายในนวิ เคลียส มสี ารพวก เอนไซมท์ ีใชส้ งั เคราะห์ RNA DNA และ Coenzyme

ประเภทของเซลล์ เซลล์โปรคารร์ โิ อต เซลล์ยูคารร์ โิ อต (Prokaryotic cell) (Eukaryotic cell) ไมม่ เี ยอื หมุ้ นวิ เคลียส มเี ยอื หมุ้ นวิ เคลียส ไมม่ อี อรแ์ กเนลล์ทีมเี ยอื หมุ้ มที ังออรแ์ กเนลทีมเี ยอื หมุ้ และ มไี รโบโซมและสารพนั ธุกรรมอยูใ่ น ไมม่ เี ยอื หมุ้ มไี รโซโซมและสาร ไซโทพลาสซมึ พนั ธุกรรมอยูใ่ นนวิ เคลียส

ORGANELLE คือ โครงสรา้ งยอ่ ยทีมขี นาดเล็กอยู่ ภายในเซลล์และมหี นา้ ทีเฉพาะ ออรแ์ กเนลล์ (organelle) มกั อยูภ่ ายในไซโตซอล (cytosol) หรอื อยูต่ ิดกับเยอื หมุ้ เซลล์ (cell membrane)

เอนโดพลาสมกิ เรติครู มั (Endoplasmic reticulum : ER) : เปน organelle ทีมลี ักษณะเปนตาขา่ ย มที ่ออยูภ่ ายใน แบง่ ออกเปน 2 ชนดิ คือ เอนโดพลาสมกิ เรติคลู ัมชนิดเรยี บ (Smooth Endoplasmic Recticulum : SER ) มลี ักษณะเปนท่อกลวง ทรงกระบอก มเี ยือหุ้มชนั เดียวไมม่ ไี รโบโซมมาเกาะทีผิว หนา้ ที 1.สงั เคราะหล์ ิพดิ 2.สรา้ งฮอรโ์ มน เชน่ เสตอรอยด์ และเทสโทสเตอโรน 3.ทําลายสารพษิ และยาต่างๆ 4.สงั เคราะหแ์ ละเก็บไกลโคเจนไว้ทีเซลล์ตับและ กล้ามเนอื เอนโดพลาสมกิ เรติคลู ัมชนิดขรุขระ (Rough endoplasmic recticulum:RER) เปนท่อกลวง ทรงกระบอก มไี รโบโซมเกาะอยูท่ ีผิวทําให้ RER มลี ักษณะ ขรุขระ พบได้ในเซลล์ทกุ ชนดิ หนา้ ที สงั เคราะหโ์ ปรตีนและสง่ โปรตีนไปกอลจิคอมเพล็กซ์

ไรโบโซม (Ribosome) : เปนออรก์ าแนลล์ทีไมม่ เี ยอื หมุ้ และมขี นาดเล็กทีสดุ กระจายอยูท่ ัวไปในไซโตพลาสซมึ และเกาะอยูบ่ นผวิ ของ เอ็นโดพลาสมกิ เรติคลู ัมชนดิ ขรุขระ ไรโบโซมเกิดจาก Ribosomal RNA (rRNA) รวมกับโปรตีน ประกอบด้วย หนว่ ยยอ่ ย 2 หนว่ ยซอ้ นกัน คือ หนว่ ยยอ่ ยเล็ก (small subunit, S) และหนว่ ยยอ่ ยใหญ่ (large subunit, L) มี ขนาดแตกต่างกันซงึ ขนาดของไรโบโซมวัดได้จากค่าสมั ประสทิ ธขิ องการตกตะกอน หนา้ ทีของไรโบโซม 1. ไรโบโซมทีอยูเ่ ปนอิสระในไซโทพลาซึม ทําหน้าทีสร้างโปรตีนทีอยูใ่ น ไซโทพลาสซมึ 2. ไรโบโซม ทีติดอยูบ่ นรา่ งแหเอนโดพลาสมกิ เรติคูลัม ทําหนา้ ทีสร้าง โปรตีน อยูท่ ีเยอื หมุ้ เซลล์ และโปรตีนทีจะถกู สง่ ออกไปยังนอกเซลล์

กอลจิคอมเพล็กซ์ (Golgi complex) : เปนออรแ์ กเนลล์ทีมเี ยอื หมุ้ เซลล์และมลี ักษณะเปนถงุ แบน ๆ ทีวางซอ้ น ๆ กันมปี ระมาณ 3 ถึง 20 ถงุ แบง่ ออกเปน 1) ด้านทีอยูใ่ กล้กับ ER (cis face) จะรบั ถงุ บรรจุโปรตีนทีสง่ มาจาก ER 2) ด้านทีอยูห่ า่ งจาก ER( trans face) จะทําการสง่ ถงุ บรรจุโปรตีนทีสง่ มาจากด้านทีอยูใ่ กล้กับ ER ไปยงั จุด หมายปลายทางต่าง ๆ ในเซลล์ หนา้ ที 1.รบั โปรตีนจาก RER แล้วทําใหโ้ ปรตีนความเข้มขน้ ขึน และรวมกันให้เปน กล่มุ ก้อน เพอื สง่ โปรตีนออกไปด้านนอก 2.เติมกล่มุ คารโ์ บไฮเดรตใหก้ ับโปรตีนหรอื ลิพดิ ทีสง่ มา จาก ER เกิดเปนไกล โคโปรตีนและไกลโคลิพดิ 3.สงั เคราะหไ์ ลโซโซม 4.สงั เคราะหส์ ารเพคติน

ไลโซโซม (lysosome) : เปนออรแ์ กเนลล์ทีมเี ยอื หมุ้ ชนั เดียวมลี ักษณะเปนถงุ ภายในบรรจุเอนไซมห์ ลายชนดิ มกั อยูใ่ กล้กับ golgicomplex เปนออรแ์ กเนลล์ทีพบเฉพาะในเซลล์สตั ว์ จะไมพ่ บไลโซโซมในเซลล์ของพชื หนา้ ที 1. ยอ่ ยสลายสารโมเลกลุ ขนาดใหญใ่ ห้กลายเปนโมเลกลุ เล็ก 2. ยอ่ ยสลายสงิ แปลกปลอมต่าง ๆ ทีอยูภ่ ายในเซลล์ 3. กําจัดเซลล์ทีชราแล้ว

แวคิลโอล(Vacuole) : มลี ักษณะเปนถงุ ทีมเี ยอื หมุ้ สาํ หรบั เวสสเิ คิลทีมขี นาดใหญอ่ าจเรยี กว่า แวคิลโอล แวคิลโอล สามารถแบง่ ออกเปน 3 ประเภท ตามรูปรา่ งและหนา้ ที ดังนี 1.คอนแทรก็ ไทล์แวคิลโอล (Contractile vacuole) : ทําหนา้ ทีรักษาสมดลุ ของนา พบในสงิ มชี วี ิตเซลล์เดียวเชน่ อะมบี า้ พารามเี ซียม เปนต้น 2.ฟดู แวคิลโอล (Food vacuole) : ทําหน้าทีบรรจุอาหารทีรับมาจาก ภายนอกเซลล์เพอื ยอ่ ยสลายต่อไป 3.เฟรตแวคิวโอล (Fat vacuole) : ทําหนา้ ทีสะสมหยดไขมัน 4.เซน็ ทัลแวคิลโอล (Central vacuole) : ทําหน้าทีในการสะสมสารสีชนดิ ต่างๆเชน่ นา แรธ่ าตุ สารสบี างชนิด เปนต้น

ไมโทคอนเดรยี (Mitochondria) : เปน organelle ทีมขี นาดใหญ่ พบได้ในเซลล์ทกุ ชนดิ ทีใชอ้ อกซเิ จน เปนแหล่งพลังงานรูปรา่ งทรงกลม เสน้ ผา่ ศนู ยก์ ลางประมาณ 1 ไมโครเมตร มเี ยอื หมุ้ 2 ชนั ได้แก่ เยอื หมุ้ ชนั นอก (outer membrane) และเยอื หมุ้ ชนั ใน (inner membrane) เยอื หมุ้ ชนั ในจะมเี อนไซม์ และปจจัยทีเกียวขอ้ งกับการสงั เคราะหพ์ ลังงาน ภายในไมโทคอนเดรยี จะมสี ว่ นทีพบั ไปมาเรยี กว่า ครสิ ตี ( cristae ) และสว่ นทีเปนของเหลว เรยี กว่า แมทรกิ ซ์ หนา้ ที 1.เปนแหล่งสรา้ งพลังงาน (ATP) ภายในเซลล์ 2.กระบวนการเผาผลาญอาหารเพือให้ได้รหัสพนั ธุกรรม (DNA) ซงึ เปน วัตถดุ ิบในการซอ่ มแซมเซลล์ทีสกึ หรอและสรา้ งเซลล์ใหมแ่ ทนเซลล์ทีตาย ไป

คลอโรพลาสต์ (chloroplast) : เปนออรแ์ กเนลล์ทีมเี ยอื หมุ้ 2 ชนั เปนพลาสติค (plastid) ชนดิ หนงึ ทีมสี เี ขยี ว พบเฉพาะในพชื และ แบคทีเรยี บางชนดิ ทีสงั เคราะหแ์ สงได้ ประกอบไปด้วย คลอโรฟล (chlorophyll) DNA RNA ไรโบโซม, โปรตีน, คารโ์ บโฮเดรทและเอ็นไซมบ์ างชนดิ รูปรา่ งมหี ลายแบบ เชน่ รูปไข่ รูปจาน หรอื รูปกระบอง หนา้ ที เกียวกับกระบวนการสงั เคราะหแ์ สง

เซนทรโิ อล (centriole) : เปนออรแ์ กเนลล์ทีไมม่ เี ยอื หมุ้ เซลล์ พบในเซลล์สตั ว์และสงิ มชี วี ิตเซลล์เดียวเปนบรเิ วณทียดึ เสย้ ใย สปนเดิลชว่ ยในการเคลือนทีของโครโมโซมและแยกโครมาทิดแต่ละค่อู อกจากกันขณะเศลล์แบง่ ตัว เซนทรโิ อล แต่ละอันประกอบด้วยหลอดเล็กๆ เรยี กว่า ไมโครทิวบูล(Microtubule) เรยี งตัวกันเปนกล่มุ ๆ กล่มุ ละ 3 หลอด มที ังหมด 9 กล่มุ แต่ละกล่มุ เชอื มต่อกันเปนแท่งทรงกระบอก โดยมโี ปรตีนบางชนดิ ชว่ ย ยดึ ระหว่างกล่มุ ของไมโครทิวบูล บรเิ วณไซโทพลาซมึ ทีอยูล่ ้อมรอบเซนทรโิ อลแต่ละคู่ เรยี กว่า เซนโทรโซม (Centrosome) ซงึ เปนแหล่งกําเนดิ เสน้ ใยสปนเดิล

ไซโทสเกเลตอน (cytoskeleton) : เปนรา่ งแห ตาขา่ ยของเสน้ ใยโปรตีนทีแผข่ ยายปกคลมุ อยูท่ ัวไซโทพลาซมึ ทําหนา้ ทีคงรูป รา่ งของเซลล์ โดยทําใหเ้ ซลล์ทนต่อแรงอัดจากภายนอก เสน้ ใยโปรตีนทีประกอบเปนสารโครงรา่ ง เซลล์ มี 3 ชนดิ คือ ไมโครทบู ูล ไมโครฟลาเมนต์ และอินเตอรม์ เี ดียทฟลาเมนต์

ไมโครทบู ูล (microtubule) : ไมโครทบู ูล (microtubule) เปนแท่งกลวง ขนาดเสน้ ผา่ นศนู ยก์ ลาง 25 นาโนเมตร ยาว 200 นาโนเมตร – 25 นาโนเมตร ประกอบด้วยโปรตีนก้อนกลม (globular protein) ชอื ว่าทบู ูลิน (tubulin) ซงึ มี 2 หนว่ ยยอ่ ย คือ แอลฟาทิวบูลิน (alpha – tubulin) และบตี าทบู ูลิน (beta – tubulin) เซนโทรโซม (centrosome) เปน ศนู ยค์ วบคมุ การประกอบไมโครทบู ูล ซงึ อยูใ่ กล้ ๆ กับนวิ เคลียส ภายในบรเิ วณ เซนโทรโซมจะพบเซนทรโิ อล ในเซลล์พชื สว่ นใหญไ่ มม่ เี ซนทรโิ อล หนา้ ที 1.ชว่ ยรกั ษารูปรา่ งของเซลล์ ไมโครทบู ูล เปรยี บเสมือนแท่งเหล็กที ทนต่อแรงอัดภายนอก 2. ทําใหเ้ กิดการเคลือนไหวของซเิ ลีย และแฟลเจลลา ซงึ สง่ ผลให้ เซลล์ทีมซี เิ ลีย หรอื แฟลเจลา เปนสว่ นประกอบเกิดการเคลือนทีได้ (ไมโครทบู ูลในซเิ ลีย และแฟลเจลลา จะมีการเรียงตัวแบบ 9+2 ซงึ ประกอบด้วยไมโครทบู ูล 2 ท่อ จํานวน 9 ชุด จัดเรยี งตัว เปนวง แหวนโดยตรงกลาง มที ่อไมโครทบู ูลจํานวน 2 ท่อวางอยู่ 3. ชว่ ยในการแยกโครโมโซมระหว่างเซลล์กําลังแบง่ ตัว 4. ชว่ ยในการเคลือนทีของออรแ์ กเนลล์

ไมโครฟลาเมนต์ (microfilament) : เปนเสน้ ใยขนาดบาง และยาวมเี สน้ ผา่ นศนู ยก์ ลางประมาณ 7 นาโนเมตร ประกอบด้วยโปรตีน ก้อนกลม ชอื ว่า แอคทิน (actin) โดย ไมโครฟลาเมนต์ 1 เสน้ ประกอบด้วย 2 สายของแอคทิน ทีพนั กันเปนเกลียว หนา้ ที 1. ชว่ ยรกั ษารูปรา่ งเซลล์ โดยไมโครฟลาเมนต์จะทําให้เซลล์ทน ต่อแรงดึง 2. มบี ทบาทสาํ คัญในการหดตัวของเซลล์กล้ามเนือ โดยมไี มโอซนิ เปน มอเตอรโ์ มเลกลุ (motormolecule) 3. เปนสว่ นประกอบใน ไมโครวิลไล (microvilli) ของ เซลล์บุ ผวิ ภายในลําไส้ (intestinal cell) ทําหนา้ ทีเพมิ พนื ทีผวิ ให้ แก่เซลล์บุผวิ ภายในลําไส้ 4. มบี ทบาทในการเคลือนทีแบบอะมบี า (amoeboid movement) ของเซลล์ และทําใหเ้ กิดรอยแยก สาํ หรบั เซลล์ทีกําลังแบง่ ตัว 5. เกียวขอ้ งกับการไหลเวียนของไซโทพลาซมึ ในเซลล์พชื

อินเตอรม์ เี ดยี ท ฟลาเมนต์ (intermediate filament) : เปนเสน้ ใยโปรตีนทีมขี นาดใหญก่ ว่าไมโครฟลาเมนต์ แต่เล็กกว่าไมโครทบู ูล ประกอบด้วยโปรตีน ทีอยูใ่ นกล่มุ เคอราติน (keratin family) หนา้ ที 1. ชว่ ยรกั ษารูปรา่ งของเซลล์อินเตอรม์ ีเดียท ฟลาเมนต์ทนต่อแรงดึงภายนอก เชน่ เดียวกับไมโครฟลาเมนต์ 2. ชว่ ยยดึ ออรแ์ กเนลล์บางอยา่ งใหอ้ ยูก่ ับที เชน่ นิวเคลียสถกู ยดึ ใหอ้ ยูใ่ นกรงทีทํา ด้วย อินเตอรม์ เี ดียท ฟลาเมนต์ 3. สรา้ ง นวิ เคลียร์ลาร์มินาร์ (nuclear larninar)