โครงสร้างพื้นฐานของเซลล์

โครงสรา้ ง พ้ืนฐาน ของเซลล์

โครงสรา้ งพนื้ ฐานของเซลล ์ •ภายในเซลลข์ องส่ิงมีชีวิตประกอบดว้ ยน้ามากท่ีสดุ ถึงรอ้ ยละ 75-85 โปรตีน รอ้ ยละ 10-20 ไขมนั รอ้ ยละ 2-3 คารโ์ บไฮเดรตรอ้ ยละ 1 และ สารละลายอ นินทรียร์ อ้ ยละ 1 เซลลข์ องส่ิงมีชีวิตแต่ละชนิดแมจ้ ะมีขนาดและรปู ร่าง แตกต่างกัน แต่จะมีองค์ประกอบพ้ืนฐานภายในเซลล์ที่คล้ายคลึงกัน องคป์ ระกอบภายในเซลลข์ องส่ิงมีชีวิต สามารถแบ่งออกเป็ น 3 ส่วนใหญ่ ๆ คือ นิวเคลยี ส ออรแ์ กนลล์ และสว่ นท่ีห่อหมุ้ เซลล์

1. นวิ เคลยี ส

1. นิวเคลยี ส เป็ นโครงสรา้ งท่ีมีความสาคญั ที่สดุ ของเซลล์ เป็ นที่อยขู่ องสารพนั ธกุ รรมสว่ นใหญ่ มีลกั ษณะ เป็ นรปู กลมหรอื รปู ไข่ เซลลท์ วั่ ไปจะมีหน่ึงนิวเคลยี ส แต่สตั วช์ น้ั ต่าบางชนิดจะมีสองนิวเคลียส เซลลเ์ ม็ดเลือดแดงของสตั วเ์ ล้ยี งลกู ดว้ ยนมเมื่อเจรญิ เต็มที่ จะไมม่ ีนิวเคลยี ส นิวเคลียส ประกอบดว้ ย 3 สว่ น คือ

นิวเคลยี ส • 1.1. เย่ือห้มุ นิวเคลียส : เป็ นเยื่อห้มุ 2 ช้ันท่ีห่อห้มุ • 1.2. นิวคลีโอพลาสซึม : เป็ นสว่ นท่ีอยภู่ ายในนิวเคลียส นิวเคลียสไว้ มีลกั ษณะเป็ นเยื่อห้มุ ที่มีรพู รนุ ( nuclear ประกอบไปด้วย น้า ไอออน เอนไซม์ กรดนิวคลีอิก ( pore)สาหรับใช้เป็ นทางเข้าออกของสารเคมีภายใน DNA และ RNA) โปรตีน และ โครโมโซมซึ่งในสภาวะปกติ นิวเคลียสกับไซโทพลาสซึม เซลล์ทั่ว ๆ ไปจะมี โครโมโซมจะมีลกั ษณะเป็ นเสน้ ใยขนาดเล็กเป็ นร่างแห นิวเคลียส 1 อัน ยกเว้นเซลล์ของกลา้ มเน้ือลายจะมี คลา้ ยเสน้ ดา้ ยเรียกว่า โครมาติน (chromatin) กระจาย นิวเคลียสหลายอนั เซลลเ์ ม็ดเลือดแดงไมม่ ีนิวเคลียส อยทู่ วั่ นิวเคลียส บนโครมาตินจะประกอบไปดว้ ยยีน คือ DNA รวมกบั โปรตีนฮิสโตน ยนี จะเป็ นตวั กาหนดลกั ษณะ • ต่าง ๆ ของส่ิงมีชีวิต เก่ียวขอ้ งกบั การถ่ายทอดทาง พนั ธกุ รรม ในระยะท่ีเซลลม์ ีการแบ่งตวั โครมาตินจะหด ตัวส้ันลงเป็ นแท่งมีแขน 2 แขน เรียกว่า โครโมโซม (chromosome)

ออรแ์ กเนลล ์ • ออรแ์ กเนลล์ (organelle) คือ โครงสรา้ งยอ่ ยท่ีมีขนาดเลก็ อยภู่ ายในเซลลแ์ ละมีหนา้ ท่ี เฉพาะ ออรแ์ กเนลล์ (organelle) มกั อยภู่ ายในไซโตซอล (cytosol) หรอื อยตู่ ิดกบั เยื่อหมุ้ เซลล์ (cell membrane) และ มกั อยภู่ ายในเยอื่ หมุ้ เซลล์ (cell membrane)ของเซลล์ ออร์ แกเนลล์ (organelle) สามารถมองเห็นไดด้ ว้ ยกลอ้ งจลุ ทรรศน์ และสามารถแยกใหบ้ รสิ ทุ ธ์ิ ไดโ้ ดยวิธีการกระบวนการป่ันแยกสว่ นของเซลล์ (cell fractionation)ไดแ้ ก่

นิวเคลยี ส • 1.3. นวิ คลีโอลสั (Nucleolus) : เป็ นสารท่ีมีลักษณะ คลา้ ยวนุ้ เป็ นกล่มุ ของเสน้ ใยท่ีขดเป็ นกอ้ นกลมฝัง ตัวอย่ใู นเนื้อนิวเคลียส (ในนิวคลีโอพลาสซึม) มี รปู ร่างไม่แน่นอน ไม่มีเย่ือหมุ้ ภายในประกอบไป ดว้ ย RNA และ โปรตีนเป็ นส่วนใหญ่ ซ่ึงเชื่อว่าทา หนา้ ที่ในการสังเคราะห์ RNA ในขณะที่เซลลม์ ีการ แบ่งตวั นวิ คลโี อลสั จะหายไป

2.ออรแ์ กเนลล์

ออรแ์ กเนลล์ (ORGANELLE)คอื โครงสรา้ งย่อยทีม่ ขี นาดเล็กอย่ภู ายในเซลลแ์ ละมีหนา้ ที่ เฉพาะ ออรแ์ กเนลล์ (ORGANELLE)มกั อย่ภู ายในไซโตซอล (CYTOSOL)หรือ อย่ตู ิดกบั เยื่อหมุ้ เซลล์ (CELL MEMBRANE) และ มกั อย่ภู ายในเยื่อหมุ้ เซลล์ (CELL MEMBRANE)ของเซลล์ ออร์ แกเนลล์ (ORGANELLE) สามารถมองเห็นไดด้ ว้ ยกลอ้ งจลุ ทรรศน์ และสามารถแยกใหบ้ ริสทุ ธิ์ ไดโ้ดยวิธกี ารกระบวนการปัน่ แยกสว่ นของเซลล์ (CELL FRACTIONATION)ไดแ้ ก่

2.1 เอนโดพลาสมกิ เรตคิ รู มั (Endoplasmic reticulum ) : เป็ นorganelleที่มลี กั ษณะเป็ นตา ขา่ ย มที อ่ อย่ภู ายใน แบ่งออกเป็ น 2 ชนดิ คอื • 2.1.1. เอนโดพลาสมิกเรติครู มั ชนิดเรียบ Smooth • 2.2.2. เอนโดพลาสมกิ เรตคิ รู มั ชนดิ ขรขุ ระ Rough Endoplasmic Recticulum:SER เป็ นท่อกลวง ทรงกระบอก endoplasmic recticulum:RER เป็ นทอ่ กลวง ทรงกระบอก มีไร มีเยื่อหมุ้ ชน้ั เดียวไมม่ ีไรโบโซมมาเกาะท่ีผิว โบโซมเกาะอยทู่ ่ผี วิ ทาให้ RER มีลกั ษณะขรขุ ระ พบไดใ้ นเซลล์ ทกุ ชนดิ หนา้ ทข่ี องRER สงั เคราะหโ์ ปรตนี และสง่ โปรตนี ไป • หนา้ ที่ของSER กอลจิคอมเพล็กซ์ • 1. สงั เคราะหล์ ิพิด • 2. สรา้ งฮอรโ์ มน เช่น เสตอรอยด์ และเทสโทสเตอโรน 3. ทาลายสารพิษและยาต่างๆ • 4. สังเคราะห์และเก็บไกลโคเจนไว้ที่เซลล์ตับและ กลา้ มเน้ือ

2.2 ไรโบโซม ( Ribosome ) • 2.2 ไรโบโซม ( Ribosome ) : เป็ นออรก์ าแนลลท์ ี่ไมม่ เี ยื่อหมุ้ และมีขนาดเล็กที่สดุ กระจายอย่ทู วั่ ไปในไซโตพลาสซึมและเกาะ หนา้ ที่ของไรโบโซม อย่บู นผิวของเอ็นโดพลาสมิกเรติคิวลัมชนิดขรขุ ระ ไรโบโซม 1. ไรโบโซมท่ีอย่เู ป็ นอิสระใน ไซโทพลาซึมทาหน้าท่ี เกิดจาก Ribosomal RNA (rRNA)รวมกบั โปรตีน ประกอบดว้ ย สรา้ งโปรตีนที่อยใู่ นไซโทพลาสซึม หน่วยย่อย 2 หน่วยซ้อนกัน คือ หน่วยย่อยเล็ก (small 2. ไรโบโซม ที่ติดอย่บู นรา่ งแหเอนโดพลาสมิกเรติคลู มั subunit, S) และ หนว่ ยย่อยใหญ่ (largesubunit,L) มีขนาด ทาหนา้ ท่ีสรา้ งโปรตีน อย่ทู ี่เย่ือหมุ้ เซลล์ และโปรตีนที่จะ แตกตา่ งกนั ซึ่งขนาดของไรโบโซมวัดไดจ้ ากค่าสมั ประสิทธิ์ของ ถกู สง่ ออกไปยงั นอกเซลล์ การตกตะกอน (sedimentation coefficient)เมื่อนาไปปั่นดว้ ย เคร่ืองเซนตริฟิ ว หนว่ ยท่ีใชว้ ัดคือหนว่ ยสเวดเบิรก์ (svedberg, S) ในเซลลย์ คู าริโอตมขี นาด 80S (60S+40S) ในเซลลโ์ พรคา ริโอตมขี นาด 70S (50S+30S)

2.3 กอลจคิ อมเพล็กซ์ ( Golgi complex ) • กอลจิคอมเพล็กซ์ ( Golgi complex ) : เป็ นออร์ • หนา้ ทขี่ องกอลจคิ อมเพล็กซ์ 1.รบั โปรตนี จาก RER แลว้ แกเนลลท์ ่ีมีเยอื่ หมุ้ เซลลแ์ ละมีลกั ษณะเป็ นถงุ ทาใหโ้ ปรตนี ความเขม้ ขน้ ขนึ้ และ รวมกนั ใหเ้ ป็ นกลมุ่ กอ้ น แบน ๆ ที่วางซอ้ น ๆ กนั มีประมาณ 3 ถึง 20 เพอ่ื สง่ โปรตนี ออกไปนอก 2.เตมิ กลมุ่ คารโ์ บไฮเดรตใหก้ บั ถงุ แบ่งออกเป็ น โปรตนี หรือลิพดิ ที่สง่ มาจากERเกิดเป็ นไกลโคโปรตนี และ ไกลโคลพิ ิด 3.สงั เคราะหไ์ ลโซโซม 4.สงั เคราะหส์ ารเพกตนิ 1) ดา้ นท่ีอยใู่ กลก้ บั ER (cis face) จะรบั ถงุ บรรจุ โปรตีนท่ีสง่ มาจาก ER 2) ดา้ นที่อยหู่ ่างจาก ER( trans face) จะทาการ สง่ ถงุ บรรจโุ ปรตีนท่ีสง่ มาจากดา้ นท่ีอยใู่ กลก้ บั ER ไปยงั จดุ หมายปลายทางต่าง ๆ ในเซลล์

2.4 ไลโซโซม (lysosome) • ไลโซโซม (lysosome) : เป็ นออรแ์ กเนลลท์ ีม่ เี ย่ือหมุ้ ชนั้ เดยี วมลี กั ษณะเป็ นถงุ ภายในบรรจเุ อนไซมห์ ลายชนดิ มกั อย่ใู กลก้ บั golgi complex เป็ นออรแ์ กเนลลท์ ีพ่ บ เฉพาะในเซลลส์ ตั ว์ จะไมพ่ บไลโซโซมในเซลลข์ องพชื หนา้ ท่ีของไลโซโซม 1.ย่อยสลายสารโมเลกลุ ขนาดใหญ่ใหก้ ลายเป็ นโมเลกลุ เล็ก 2. ย่อยสลายส่ิงแปลกปลอมตา่ ง ๆ ท่อี ย่ภู ายในเซลล์ 3. กาจดั เซลลท์ ี่ชราแลว้

2.5 แวคลิ โอล(Vacuole) •มลี กั ษณะเป็ นถงุ ทม่ี เี ย่ือหมุ้ สาหรบั เวสสเิ คลิ ท่มี ขี นาดใหญอ่ าจ เรียกว่า แวคิลโอล

2.6 ไมโทคอนเดรีย (Mitochondria) • เป็ น organelle ท่ีมขี นาดใหญ่ พบไดใ้ นเซลล์ ทกุ ชนดิ ท่ีใชอ้ อกซิเจน เป็ นแหลง่ พลงั งาน รปู ร่างทรงกลมเสน้ ผา่ ศนู ยก์ ลางประมาณ 1 ไมโครเมตร มเี ย่ือหมุ้ 2 ชน้ั ไดแ้ ก่ เยื่อหมุ้ ชน้ั นอก (outer membrane) และเยื่อหมุ้ ชน้ั ใน (inner membrane) หนา้ ท่ีของไมโทคอนเดรีย เป็ นแหลง่ สรา้ ง พลงั งาน (ATP) ภายในเซลล์

2.7 คลอโรพลาสท์ (chloroplast) • คลอโรพลาสท์ (chloroplast) : เป็ นออร์ แกเนลลท์ ี่มเี ย่ือหมุ้ 2 ชน้ั เป็ นพลาสตคิ (plastid) ชนดิ หนง่ึ ท่ีมสี ีเขยี ว พบเฉพาะในพืช และแบคทีเรียบางชนดิ ท่ีสงั เคราะหแ์ สงได้ หนา้ ที่ของคลอโรพลาสท์ เก่ียวกบั กระบวนการสงั เคราะหแ์ สง

2.8 เซนทริโอล (centriole) • เป็ นออรแ์ กเนลลท์ ่ีไมม่ เี ย่ือหมุ้ เซลล์ พบใน เซลลส์ ตั วแ์ ละสง่ิ มชี วี ิตเซลลเ์ ดยี วเป็ น บริเวณท่ียึดเสย้ ใยสปิ นเดลิ ชว่ ยในการ เคลอ่ื นท่ีของโครโมโซมและแยกโครมาทิดแต่ ละคอู่ อกจากกนั ขณะเศลลแ์ บง่ ตวั เซนทริ โอล แตล่ ะอนั ประกอบดว้ ยหลอดเล็กๆ เรียกว่า ไมโครทิวบลู (Microtubule)

2.9 ไซโตสเกเลตอน ( CYTOSKELETON) เป็ นรา่ งแห ตาขา่ ยของเสน้ ใยโปรตนี ทแ่ี ผข่ ยายปกคลมุ อยทู่ วั่ ไซโทพลาซึม ทาหนา้ ท่ี คงรปู รา่ งของเซลล์ โดยทาใหเ้ ซลลท์ นตอ่ แรงอดั จากภายนอก เสน้ ใยโปรตนี ที่ ประกอบเป็ นสารโครงร่างเซลล์ มี 3 ชนดิ คอื ไมโครทบู ลู ไมโครฟิ ลาเมนต์ และ อินเตอรม์ เี ดยี ทฟิ ลาเมนต์

2.10 ไมโครทบู ลู (microtubule) • ไมโครทบู ลู (microtubule) เป็ นแทง่ กลวง ขนาดเสน้ ผา่ น ศนู ยก์ ลาง 25 นาโนเมตร ยาว 200 นาโนเมตร – 25 นาโนเมตร ประกอบดว้ ยโปรตนี กอ้ นกลม (globular protein) ชอื่ ว่าทบู ลู นิ (tubulin) ซึ่งมี 2 หนว่ ยย่อย คือ แอลฟาทิวบลู ิน (alpha – tubulin) และบีตาทบู ลู ิน (beta – tubulin) หนา้ ท่ขี องไมโครทบู ลู 1.ชว่ ยรกั ษารปู ร่างของเซลล์ ไม โครทบู ลู เปรียบเสมอื นแทง่ เหล็กท่ที นตอ่ แรงอดั ภายนอก 2. ทาใหเ้ กิดการเคล่อื นไหวของซิเลยี และแฟลเจลลา ซึ่ง สง่ ผลใหเ้ ซลลท์ ีม่ ซี ิเลีย หรือแฟลเจลา เป็ นสว่ นประกอบ เกิดการเคลื่อนท่ีได้

2.11 ไมโครฟิ ลาเมนต์ (microfilament) • เป็ นเสน้ ใยขนาดบาง และยาวมเี สน้ ผา่ นศนู ยก์ ลาง ประมาณ 7 นาโนเมตร ประกอบดว้ ยโปรตนี กอ้ น กลม ชอ่ื ว่า แอคทนิ (actin) โดย ไมโครฟิ ลาเมนต์ 1 เสน้ ประกอบดว้ ย 2 สายของแอคทนิ ทพี่ นั กนั เป็ น เกลียว หนา้ ทขี่ องไมโครฟิ ลาเมนต์ 1. ชว่ ยรกั ษารปู ร่างเซลล์ โดยไมโครฟิ ลาเมนตจ์ ะทาให้ เซลลท์ น ตอ่ แรงดงึ 2. มบี ทบาทสาคญั ในการหดตวั ของเซลลก์ ลา้ มเนอ้ื โดย มไี มโอ ซิน เป็ น มอเตอร์ โมเลกลุ (motor molecule)

2.12 อินเตอรม์ เี ดยี ท ฟิ ลาเมนต์ (intermediate filament) • เป็ นเสน้ ใยโปรตนี ทม่ี ขี นาดใหญก่ วา่ ไมโครฟิ ลาเมนต์ แตเ่ ล็กกว่าไมโครทบู ลู ประกอบดว้ ยโปรตนี ท่อี ยใู่ น กลมุ่ เคอราตนิ (keratin family) หนา้ ที่ของอินเตอรม์ ีเดยี ทฟิ ลาเมนต์ 1. ชว่ ยรกั ษารปู ร่างของเซลลอ์ ินเตอร์ มีเดยี ท ฟิ นเมนต์ ทนตอ่ แรงดงึ ภายนอก เชน่ เดยี วกบั ไมโครฟิ ลาเมนต์ 2. ชว่ ยยึดออรแ์ กเนลลบ์ างอยา่ งใหอ้ ย่กู บั ทีน่ วิ เคลียสถกู ยึดใหอ้ ยใู่ นกรงท่ที าดว้ ย อินเตอรเ์ ดยี ทฟิ ลาเมนต์ 3. สรา้ ง นวิ เคลยี รล์ ารม์ นิ าร์ (nuclear larninar)

3. สว่ นทห่ี ่อหมุ้ เซลล์ ไดแ้ ก่ เยื่อหมุ้ เซลล์ และ ผนงั เซลล์

1.1 เย่อื หมุ้ เซลล์ ( Cell membrane ) • 1.1 เย่ือหมุ้ เซลล์ ( Cell membrane ) : เป็ น เย่ือหมุ้ ท่ีหอ่ หมุ้ เซลลเ์ อาไว้ มโี ครงสรา้ ง ประกอบดว้ ยชนั้ ไขมนั เรียงตวั กนั 2 ชน้ั (lipid bilayer) มโี ครงสรา้ ง 2 สว่ น คือ สว่ น หัวและสว่ นหาง โดยชนั้ ไขมนั จะเอาสว่ นหัว (polar head) หนา้ ที่ของเยื่อหมุ้ เซลล์ 1. ห่อหมุ้ เซลลแ์ ละป้ องกนั อนั ตรายใหแ้ กเ่ ซลล์

1.2 ผนงั เซลล์ ( Cell wall ) • เป็ นโครงสรา้ งที่แข็งแรงมาก ประกอบดว้ ยสายพอลแิ ซ็กคาไรด์ จานวนมาก ผนงั เซลลจ์ ะพบในเซลล์ ของพืช โดยผนงั เซลลจ์ ะอย่ดู า้ นนอก สดุ จะห่อหมุ้ เยื่อหมุ้ เซลลอ์ กี ชน้ั หนง่ึ ทา ใหเ้ ซลลม์ คี วามแขง็ แรงมาย่ิงขน้ึ • *สาหรบั ในเซลลส์ ตั วจ์ ะไมม่ ผี นงั เซลล์