เซลล์ (Cell)

เซลล์ (Cell ) สิง่ มชี ีวติ ย่อมประกอบด้วย หนว่ ยเล็ก ๆ ทเี่ รยี กว่า “เซลล์” เซลล์เหล่านี้มีขนาดแตกตา่ งกัน มากมายแต่ ท่ีพบมากได้แก่ขนาด 1/100 มม. สง่ิ มชี ีวติ ทม่ี ีรูปแบบพ้ืนฐานทสี่ ุด เชน่ แบคทเี รียประกอบด้วยเซลล์เพยี งเซลล์เดียว แต่มนษุ ยม์ ีเซลล์มากกวา่ 50 ลา้ นเซลล์ \"รอเบริ ์ต ฮุก\" นกั วิทยาศาสตรอ์ ังกฤษเปน็ ผู้คน้ พบเซลล์เมือ่ ค.ศ. 1665 เขา นาไม้ค๊อกมาผ่าเปน็ แผน่ บาง ๆ แลว้ ส่องดูด้วยกล้องจลุ ทรรศน์ทาให้เห็นชอ่ งเล็กๆ เรียงกันอยู่ในเนื้อไม้ ค๊อก ช่องเหล่านีด้ ูคล้ายห้องเล็ก ๆ ทเ่ี รยี กวา่ “เซลล์” (Cell) ซ่ึงแปลว่า ห้องพักอาศัยของนกั บวชในศาสนาครสิ ต์ เรารเู้ รอ่ื งราว ภายในเซลลไ์ ด้ด้วยการใชก้ ล้องจุลทรรศนส์ ่องดเู ซลล์ท่ยี อ้ มสี เซลลท์ ่ัวไปมีลกั ษณะเหมือนกนั คือ มีนวิ เคลียสตรงกลางล้อมรอบด้วยของเหลวที่เรยี กว่า ไซโทพลาซึม และ มเี ย่ือเมมเบรนห่อหุ้มเซลล์ไวท้ ั้งหมด เซลล(์ cell)ที่อยูใ่ นร่างกายของคนเรามีมากมายหลายชนดิ ซึ่งเซลล์(cell)แตล่ ะชนิดจะมีหนา้ ทีแ่ ตกต่างกนั ไป เช่น เซลล์(cell)ของกล้ามเน้ือหวั ใจ จะทาหน้าที่กระตนุ้ หวั ใจให้เกิดการทางาน, เซลล(์ cell)ของตับอ่อน จะทาหนา้ ท่ี ในการผลิตอินซลู นิ (Insulin)ทสี่ ามารถชว่ ยเปลยี่ นสารอาหารเปน็ พลงั งานให้กบั รา่ งกาย เปน็ ตน้ ส่วนประกอบของเซลล์ แบง่ เป็น 3 ส่วนใหญ่ ดังน้ี 1. ส่วนทห่ี ่อหุม้ เซลล์ ประกอบดว้ ย 1.1 ผนังเซลล์ (Cell Wall) เป็นส่วนประกอบชน้ั นอกสดุ พบเฉพาะในเซลล์พชื เท่าน้ัน ประกอบดว้ ย สารหลายชนดิ เชน่ เซลลโู ลส ควิ ตนิ เพกติน ลกิ นนิ ซูเบอรนิ ทาหน้าท่ชี ว่ ยเสรมิ สร้างความแข็งแรง ให้แกเ่ ซลล์ ทาให้เซลล์คงรปู ได้ ผนังเซลล์มีชอ่ งเลก็ ๆ ใหส้ ารตา่ งๆผ่านเข้าออกได้ 1.2 เยือ่ หมุ้ เซลล์ (Cell Membrane หรอื Plasma Membrane) เปน็ เย่ือบางๆ ประกอบดว้ ยสารประเภท ไขมนั และโปรตนี เยอ่ื หุม้ เซลลม์ ีรูเลก็ ๆ ทาให้สามารถจากัดขนาดโมเลกุลของสารทจ่ี ะผ่าน ดังน้ันเยอ่ื หมุ้ เซลล์จงึ มี สมบัตเิ ป็นเยอ่ื เลือกผา่ นหรือเซมเิ พอมเิ อเบิลเมมเบรน (Semipermeable Membrane ) เยอ่ื หมุ้ เซลล์ มหี น้าที่

- หอ่ ห้มุ ส่วนประกอบภายในเซลล์ใหค้ งรูปอยูไ่ ด้ - ควบคมุ ปริมาณและชนิดของสารที่ผ่านเข้าและออกจากเซลลท์ าให้ปรมิ าณ ของสารต่างๆ ภายในพอเหมาะ 2. ไซโทพลาซมึ (Cytoplasm) มีลักษณะเป็นของเหลว ประกอบดว้ ยสารสาคัญ เช่น โปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต และเกลอื แร่ต่างๆ รวมท้ังของเสยี ทเ่ี กดิ ขึน้ ไซโทพลาซึมเป็นศูนย์กลางการทางานของเซลล์ เกี่ยวกบั เมตาบอริซึม ไซโทพลาซมึ ประกอบดว้ ยส่วนประกอบภายในอาจเรยี กวา่ อวัยวะของเซลล์ (Organelle) ต่างๆได้แก่ - เอนโดพลาสมกิ เรตคิ ูลัม (Endoplasmic Reticulum) ทาหนา้ ท่ีขนส่งสารภายในเซลล์ - ไรโบโซม (Ribosome) เปน็ แหล่งสังเคราะหโ์ ปรตนี - กอลจิบอดี (Golgi Body) เป็นที่สะสมโปรตีนเพ่ือสง่ ออกนอกเซลล์ - ไมโทคอนเดรีย (Mitochondria) มหี น้าทเ่ี ผาพลาญอาหารเพ่ือสรา้ งพลังงานใหแ้ กเ่ ซลล์ - คลอโรพลาสต์ ( Chloroplast) พบเฉพาะในเซลลพ์ ชื มหี นา้ ทด่ี ดู พลังงานแสงเพ่ือใชใ้ นกระบวนการ สังเคราะห์ด้วยแสง - ไลโซโซม (Lysosome) เปน็ หนว่ ยกาจดั ของเสีย มลี ักษณะเปน็ ถุงบรรจนุ ้าย่อย มีหนา้ ทยี่ ่อยสารและส่ิง ท่เี ซลล์ไม่ต้องการ - แวคิวโอ (Vacuole) มีลกั ษณะเปน็ ถุงขนาดใหญ่มากในเซลล์พชื เปน็ ทส่ี ะสมสารต่างๆ มีนา้ เป็นสว่ นใหญ่ - ไรโบโซม (Ribosome) เป็นองค์ประกอบของเซลลท์ ม่ี ีขนาดเล็ก ไม่มเี ยื่อหุ้ม พบในเซลล์ของส่ิงมีชวี ิต ทุกชนดิ ท้ังในคลอโรพลาสท์และ ไมโตคอนเดรยี มีขนาดประมาณ 10-20 มลิ ลไิ มครอน ประกอบไปดว้ ยสารโปรตีน รวมกบั r RNA (ribosomal RNA) ทาหน้าทเ่ี กยี่ วข้องกับการสังเคราะห์โปรตนี

-เซนตริโอล (centriole) รูปทรงกระบอกเล็ก ๆ ประกอบด้วยไมโครทบู ูล (microtubule) เรียงตัวกนั เป็น วงกลม ทาหน้าทสี่ ร้างเส้นใยสบนิ เดิล(spindle fiber) ไปเกาะทเี่ ซนโตเมียร์ (centromere) ของโครโมโซม ในระยะเมตาเฟสของการแบ่งเซลล์ ทาหนา้ ทช่ี ว่ ยในการเคลื่อนไหวของเซลล์ 3. นวิ เคลยี ส (Nucleus) มลี ักษณะค่อนขา้ งกลมภายในของเหลวมนี ิวคลีโอลัส และโครมาทิน หนา้ ท่ีของ นิวเคลียส - เปน็ ศูนยค์ วบคมุ การทางานของเซลล์ และการเจรญิ เติบโต เชน่ การหายใจ การแบ่งเซลล์ - ควบคมุ การสังเคราะหโ์ ปรตนี ภายในเซลล์ - ควบคุมการถา่ ยทอดทางพนั ธุกรรมจากบรรพบุรุษไปสลู่ กู หลาน โครงสร้างและองคป์ ระกอบของเซลล์ (Cell Structure and Organelles) 1. ส่วนท่หี ่อหุ้มเซลล์ ประกอบด้วย 1.1) ผนังเซลล์ (cell wall) เป็นโครงสรา้ งท่แี ขง็ แกร่ง ห่อหมุ้ เซลล์ ป้องกนั ไมใ่ ห้ของเหลวตา่ ง ๆ ภายในเซลลไ์ ดร้ บั อันตราย พบในเซลล์พืช และแบคทีเรยี องค์ประกอบทางเคมเี ป็น เซลลโู ลส (cellulose) เปน็ ส่วนมาก และมสี ารโปรตีน และลิกนิน (lignin) บ้าง เซลล์สัตว์ไม่มีผนงั เซลล์แตจ่ ะมี extracellular matrix (ECM) แทน ECM ประกอบไปดว้ ย สาร glycoproteins เชน่ collagen , proteoglycan complex และ fibronectin รวมทั้งคาร์โบไฮเดรทสายสน้ั ๆ ฝังอยู่ที่เย่ือหมุ้ เซลล์ เซลลแ์ ต่ละชนดิ จะมี ECM ท่ีมีโครงสรา้ งและองคป์ ระกอบแตกต่างกันไปตามหนา้ ทข่ี องเซลล์ นน้ั ๆ ECM ทาหน้าท่ีในการ support , adhesion , movement และ regulation

รูปที่ 1 โครงสรา้ งผนงั เซลลข์ องพชื 1.2) เยือ่ หมุ้ เซลล์ (cell membrane) ลักษณะเปน็ เยือ่ บาง ๆ หอ่ หมุ้ ทุกส่งิ ทกุ อยา่ งภายในเซลล์ ทาหนา้ ที่ปอ้ งกันการร่วั ไหลของสารประกอบตา่ ง ๆ ภายในเซลล์ คดั เลอื กสารอาหารและสารอื่นทจ่ี ะเขา้ หรอื ออกจากเซลล์ (semipermeable membrane) องคป์ ระกอบทางเคมี คอื โปรตีน และไขมัน ปจั จบุ ันนี้เช่อื กันว่ามโี ครงสร้างเปน็ แบบ Fluid Mosaic Membrane รปู ที่ 2 โครงสร้างแบบ Fluid Mosaic ของเย่อื หุม้ เซลล์

2. ไซโทพลาซมึ (Cytoplasm) มีลักษณะเปน็ ของเหลว ประกอบด้วยสารสาคัญ เช่น โปรตนี ไขมัน คาร์โบไฮเดรต และเกลือแรต่ ่างๆ รวมทั้งของเสียท่เี กดิ ข้นึ ไซโทพลาซึมเปน็ ศนู ย์กลางการทางาน ของ เซลล์ เกย่ี วกับเมตาบอรซิ ึม ไซโทพลาซึม ประกอบดว้ ยสว่ นประกอบภายในอาจเรยี กว่าอวัยวะของเซลล์ (Organelle) ตา่ งๆไดแ้ ก่ 2.1)เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (Endoplasmic Reticulum) 2.2.1) เอน็ โดพลาสมิคเรติคลู ัมชนิดเรยี บ (Smooth Endoplasmic Reticulum : SER) เป็นเยือ่ ร่างแหท่ีมลี กั ษณะเรียบ เชอื่ มโยงระหวา่ งนวิ เคลียสกบั เซลลเ์ มมเบรน ประกอบไปด้วยไขมันและโปรตนี ทาหน้าท่ีในการขนสง่ สารตา่ ง ๆ ผา่ นเซลล์ และเกยี่ วขอ้ งกับการสังเคราะห์ สเตรอยด์ (steroid) บางชนิด 2.2.2) เอ็นโดพลาสมคิ เรตคิ ลู ัมชนิดขรุขระ (Rough Endoplasmic Reticulum : RER) เปน็ เยอ่ื รา่ งแหท่ีมีลกั ษณะขรุขระเพราะมไี รโบโซมมาจบั อยู่ทเ่ี มมเบรนทาหน้าท่ีสงั เคราะหโ์ ปรตนี ท่ีเป็นองค์ประกอบของ Endomembrane system และโปรตนี ที่ส่งออกไปนอกเซลลท์ าหนา้ ทีค่ ลา้ ยกนั กบั เอ็นโดพลาสมิคเรติคลู ัมชนิดเรยี บ พบในเซลลส์ ัตวเ์ ทา่ นั้น

รปู ที่ 3 เอน็ โดพลาสมิคเรตคิ ูลมั ชนดิ เรียบและเอน็ โดพลาสมิคเรตคิ ูลมั ชนดิ ขรุขระ 2.2) กอลจิ บอด้ี (Golgi body) เปน็ โครงสร้างทป่ี ระกอบด้วยถงุ ( vacuole) หมุ้ ด้วยเย่ือบาง ๆ หลาย ๆ ถุงเรียงกนั ภายในถุงจะมีสารที่เซลล์ จะขนส่งออกนอกเซลล์ ทาหนา้ ที่ในขบวนการขนถา่ ย ( secretion ) เกี่ยวข้องกบั การสงั เคราะห์ไลโซโซมและ เซลเพลทของพืช

รูปที่ 4 กอลจิ บอดี้ (Golgi body) 2.3) ไลโซโซม (lysosome) พบเฉพาะในเซลลส์ ัตว์ และพชื ช้ันตา่ บางชนิดมลี ักษณะเปน็ ถุงขนาดเล็ก มีเย่อื หมุ้ ภายในถุงประกอบไปด้วย hydrolytic enzymes ทส่ี ามารถยอ่ ยแป้ง ไขมนั โปรตีน และกรดนวิ คลอี ิค ทาหน้าทยี่ ่อยสารอาหาร และ ยอ่ ยองค์ประกอบภายในเซลล์ (autophagic)ทาลายส่ิงแปลกปลอม เช่น แบคทีเรีย หรือเช้อื โรคจากภายนอกเซลล์

รปู ท่ี 5 ไลโซโซม 2.4) ไมโทคอนเดรีย (mitochondria ) พบเฉพาะในเซลลย์ คู ารโิ อท ประกอบไปดว้ ยโปรตีน ไขมนั DNA RNA และไรโบโซม รปู ร่างไมแ่ น่นอน อาจจะเปน็ ก้อน (granular) เปน็ ทอ่ นยาว ๆ(filamentous) หรอื คล้ายกระบอง(club shape) กไ็ ด้ มีเยือ่ หุ้มสองช้นั ภายในมเี อ็นไซม์ทีเ่ กี่ยวข้องกับการหายใจแบบใช้ออกซเิ จน (aerobic respiration) หลายชนิด เป็นแหลง่ ผลิต พลงั งานให้เซลล์ มคี วามสาคัญตอ่ การสันดาปอาหาร แบคทีเรียไม่มี ไมโตคอนเดรยี แต่จะมโี ปรตีนและสารอ่ืน ละลายอยใู่ นไซโตโซมทาหน้าทีเ่ ป็นแหล่งผลิตพลังงานให้กับเซลล์

รูปท่ี 6 ไมโทคอนเดรีย 2.5) คลอโรพลาสต์ (chloroplast) เปน็ พลาสตคิ (plastid) ชนดิ หนึ่งที่มีสีเขียว พบเฉพาะในพชื และแบคทีเรียบางชนิดทีส่ ังเคราะห์แสงได้ ประกอบไปด้วย คลอโรฟิล (chlorophyll) DNA RNA ไรโบโซม, โปรตนี , คาร์โบโฮเดรทและเอ็นไซมบ์ างชนดิ รปู ร่างมหี ลายแบบ เชน่ รปู ไข่ รูปจาน หรือรูปกระบอง ทาหน้าทีส่ ังเคราะหแ์ สง

รูปที่ 7 คลอโรพลาสต์ 2.6) แวควิ โอล (vacuole) ลักษณะเปน็ ก้อนกลมใส ๆ มีเยื่อบาง ๆ ล้อมรอบ มองเหน็ ได้ชดั เจน ทาหน้าท่ีไดแ้ ตกต่างกันเชน่ Food vacuole Contractile vacuole Central vacuole หรอื Tonoplast พบในเซลลพ์ ชื มีขนาดใหญ่ ภายในจะมี นา้ ประมาณ , สารอินทรยี ์, สารอนินทรยี ์ O2 และ CO2

รปู ที่ 8 แวคิวโอล 2.7) ไรโบโซม (Ribosome) เป็นองคป์ ระกอบของเซลล์ท่มี ีขนาดเล็ก ไม่มีเย่ือหุม้ พบในเซลลข์ องสิ่งมชี ีวิตทุกชนิดทั้งใน คลอโรพลาสทแ์ ละ ไมโตคอนเดรยี มีขนาดประมาณ 10-20 มลิ ลิไมครอน ประกอบไปด้วยสารโปรตีนรวมกับ r RNA (ribosomal RNA) ทาหน้าทเี่ กยี่ วขอ้ งกบั การสงั เคราะห์โปรตีน ขนาดท่ีพบในเซลล์ของยูคาริโอทคือชนดิ 80 S ขนาดที่พบในแบคทีเรยี , ไมโตคอนเดรยี และคลอโรพลาสท์ คือชนิด 70 S

รูปท่ี 9 ไรโบโซม 2.8)เซนตริโอล (centriole) รปู ทรงกระบอกเล็ก ๆ ประกอบด้วยไมโครทูบูล (microtubule) เรียงตวั กนั เปน็ วงกลม ทาหน้าท่สี รา้ ง เสน้ ใยสบินเดลิ (spindle fiber) ไปเกาะทเ่ี ซนโตเมียร์ (centromere) ของโครโมโซมในระยะเมตาเฟส ของการแบง่ เซลล์ ทาหนา้ ทช่ี ่วยในการเคล่ือนไหวของเซลล์โดยการบังคับ การหดและคลายตัวของไมโครทบู ลู ของแฟลเจลลมั และซิเลยี

รูปท่ี 10 เซนตริโอล 3. นวิ เคลียส (Nucleus) เปน็ โครงสรา้ งทีม่ ีความสาคัญทส่ี ดุ ของเซลล์ เปน็ ท่ีอย่ขู องสารพนั ธกุ รรมส่วนใหญ่ มีลักษณะเป็นรปู กลม หรอื รูปไข่ เซลลท์ ั่วไปจะมหี นึ่งนิวเคลยี ส แต่สตั วช์ ั้นต่าบางชนดิ จะมีสองนวิ เคลยี ส เซลล์เมด็ เลอื ดแดง ของสัตวเ์ ล้ียงลูกดว้ ยนมเม่ือเจริญเต็มท่ี จะไม่มีนิวเคลยี ส ทาหนา้ ทเี่ ป็นศนู ย์กลางควบคุมกิจกรรมต่าง ๆ ภายในเซลล์ ส่วนประกอบของนวิ เคลียสมีดังนีค้ ือ 1. เยอ่ื หุ้มนิวเคลยี ส( nuclear membrane) - มลี ักษณะเหมือนกบั เซลลเ์ มมเบรน - ประกอบไปด้วยโปรตีนและไขมนั บางครง้ั จะมีไรโบโซมมาเกาะอยู่ - จะมรี ู (pores) มากมาย ซง่ึ เป็นทางผา่ นเข้าออกของสารต่าง ๆ 2. โครมาติน (chromatin) - เป็นสว่ นของนวิ เคลยี สทต่ี ดิ สยี อ้ ม - ส่วนที่ตดิ สยี ้อมเข้มเรยี กวา่ เฮทเทอโรโครมาตนิ ( heterochromatin )

- สว่ นที่ติดสีจาง ๆ เรยี กว่ายูโครมาตนิ (euchromatin) ซึ่งเปน็ ที่อย่ขู องยีนหรอื ดเี อ็นเอ - โครมาตนิ จะหดสัน้ เข้าและหนาในขณะทเี่ ซลลม์ กี ารแบ่งตวั ซ่ึงเรียกว่าโครโมโซม - ส่งิ มชี วี ิต แตล่ ะชนดิ กจ็ ะมจี านวนโครโมโซม แตกต่างกันไป 3. นิวคลโี อลัส (nucleolus ) - มรี ูปรา่ งกลม ๆ จานวนไมแ่ น่นอนเกาะติดกบั โครโมโซม - เปน็ สว่ นท่ีตดิ สยี ้อมชดั เจน - องค์ประกอบทางเคมี คือโปรตีน, RNA และเอน็ ไซม์อกี หลายตัว - ทาหน้าที่ของเก่ยี วขอ้ งกบั การแบง่ เซลล์ รปู ที่ 11 นิวเคลยี ส (Nucleus)

เซลลพ์ ืช รปู ท่ี 12 เซลลพ์ ืช เซลลพ์ ชื คอื หน่วยของส่งิ มีชวี ติ ทีเ่ ลก็ ทสี่ ดุ ของพชื มีสว่ นประกอบสาคญั คือผนังเซลล(์ Cell Wall)ทแี่ ขง็ แรง ที่หอ่ หุม้ ช้ันนอกสดุ ของเซลล์(Cell) มีรปู ร่างเซลล์(Cell)เป็นเหลี่ยม และเซลลม์ คี ลอโรพลาสต(์ Chloroplast) เป็นออร์แกแนลล(์ Organelle)ที่เป็นองค์ประกอบสาคัญของพืช นอกนน้ั เซลลพ์ ชื ก็มีองค์ประกอบคล้ายๆกับเซลล์ ท่ัวไป คือ มีเยอื่ หุ้มเซลล(์ Cell Membrane), นวิ เคลยี ส(Nucleus), ไซโทพลาซมึ ( Cytoplasm) ที่ประกอบไปดว้ ย ออร์แกแนลล์(Organelle)ตา่ งๆ เชน่ กอลจิ คอมเพล็กซ์ (Golgi Complex), ไรโบโซม (Ribosome),

เอนโดพลาสมิกเรตคิ ูลัม (Endoplasmic Reticulum, ER), ไมโทคอนเดรีย(Mitochondria)เปน็ ตน้ นอกนน้ั เซลลพ์ ืช ก็จะมีออร์แกแนลล(์ Organelle) ที่ชื่อ แวควิ โอล (Vacuole) ทีม่ ขี นาดใหญก่ ว่าของเซลลส์ ัตวม์ าก เซลล์สตั ว์ รูปที่ 13 เซลล์สตั ว์ เซลล์สัตว์ คือ หน่วยของสิง่ มีชวี ิตท่เี ล็กทสี่ ดุ ของสตั ว์ มีรูปร่างกลมๆมนๆรๆี มคี วามอ่อนนุม่ ไมเ่ ปน็ เหลย่ี ม ไม่มีคลอโรพลาสต์(Chloroplast)และไมม่ ผี นงั เซลล(์ Cell Wall) แบบทีม่ อี ยู่ในเซลล์พชื ไม่มีแวคคิวโอล หรอื มแี ต่มขี นาดเล็กจนไม่สามารถมองเหน็ ไดช้ ัด หรอื มีจะมีอยู่ในเซลลส์ ตั ว์ช้นั ต่า มกั จะไม่คอ่ ยพบในเซลล์สัตว์ชัน้ สงู

ในเซลล์สัตวม์ กั จะพบไลโซโซม (Lysosome) ซงึ่ แตกตา่ งจากพชื ทจี่ ะมี ไลโซโซม (Lysosome)ในพืชบางชนิด เท่านน้ั และในเซลลส์ ัตว์ก็มกั จะพบเซนทรโิ อล(Centriole)ที่ไม่มีในเซลลพ์ ืช นอกน้นั เซลล์สตั ว์ก็มอี งค์ประกอบคล้ายๆกับเซลล์ทั่วไป คอื มีเย่ือหมุ้ เซลล(์ Cell Membrane), นิวเคลยี ส(Nucleus), ไซโทพลาซมึ (Cytoplasm) ท่ีประกอบไปดว้ ยออรแ์ กแนลล์(Organelle)ตา่ งๆ เช่น กอลจิ คอมเพล็กซ์ (Golgi Complex), ไรโบโซม (Ribosome), เอนโดพลาสมกิ เรติคูลมั (Endoplasmic Reticulum, ER), ไมโทคอนเดรยี (Mitochondria) เปน็ ตน้