ความหมายของเซลล์
เซลล์ (Cell) คือหน่วยโครงสร้างพื้นฐานที่มีชีวิตที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิต โดยเซลล์แต่ละชนิดจะมีรูปร่างและขนาดแตกต่างกันมาก
ประวัติการศึกษาเซลล์
- ปี ค.ศ. 1665 รอเบิร์ต ฮุก นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ที่มีคุณภาพดี และได้ส่องดูไม้คอร์กที่เฉือนบางๆ และได้พบช่องเล็กๆ จำนวนมาก จึงเรียกช่องเล็กๆ นี้ว่า เซลล์ (cell) เซลล์ที่ฮุกพบนั้นเป็นเซลล์ที่ตายแล้ว การที่คงเป็นช่องอยู่ได้ก็เนื่องจากการมีผนังเซลล์นั่นเอง
- ปี ค.ศ. 1824 ดิวโทเชท์ ได้ศึกษาเนื้อเยื่อพืชและเนื้อเยื่อสัตว์ พบว่าประกอบด้วยเซลล์เช่นกัน แต่มีลักษณะที่แตกต่างกันอยู่บ้าง
- ปี ค.ศ. 1831 รอเบิร์ต บราวน์ นักพฤษศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ศึกษาเซลล์ขนและเซลล์อื่นๆ ของพืช พบว่ามีก้อนกลมขนาดเล็กอยู่ตรงกลาง จึงให้ชื่อก้อนกลมนี้ว่า นิวเคลียส (nucleus)
- ปี ค.ศ. 1838 มัตทิอัส ยาคบ ชไลเดน นักพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมันได้ศึกษาเนื้อเยื่อพืชต่างๆ และสรุปว่าเนื้อเยื่อทุกชนิดประกอบด้วยเซลล์
- ปี ค.ศ. 1839 เทโอดอร์ ชวันน์ นักสัตววิทยาชาวเยอรมัน ได้ศึกษาเนื้อเยื่อสัตว์ต่างๆ แล้วสรุปว่าเนื้อเยื่อสัตว์ทุกชนิดประกอบขึ้นด้วยเซลล์ ดังนั้น ในปีเดียวกันนี้ ชวันน์และชไลเดน จึงได้ร่วมกันตั้งทฤษฎีเซลล์ (cell theory) ซึ่งมีใจความสำคัญว่า สิ่งมีชีวิตทั้งหลายประกอบขึ้นด้วยเซลล์ และเซลล์คือหน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด
องค์ประกอบของเซลล์ประกอบด้วย 13 ชนิด ดังนี้
- เยื่อหุ้มเซลล์
- นิวเคลียส
- ไรโบโซม
- เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม
- กอลจิแอพพาราตัส (golgi apparatus)
- ไลโซโซม (lysosome)
- เพอโรซิโซม (peroxisome)
- แวคิวโอล (vacuole)
- ไมโทคอนเดรีย (mitochondria)
- คลอโรพลาสต์ (chloroplasts)
- สารโครงร่างของเซลล์ (cytoskeleton)
- โครงสร้างผิวเซลล์ (cell surface structure)
- โครงสร้างเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ (junction between cells)
1. เยื่อหุ้มเซลล์
ประกอบด้วยฟอสโฟลิพิด และโปรตีน โดยฟอสโฟลิพิดจัดเรียงตัวเป็น 2 ชั้น (bilayer) หันส่วนที่ไม่ละลายน้ำเข้าหากันและหันส่วนละลายน้ำออกสู่สิ่งแวดล้อม องค์ประกอบโปรตีนจะแทรกอยู่ในชั้น บน ส่วนกลาง หรือ ส่วนล่างของชั้นฟอสโฟลิพิด ประกอบด้วยฟอสโฟลิพิด และโปรตีน โดยฟอสโฟลิพิดจัดเรียงตัวเป็น 2 ชั้น (bilayer) หันส่วนที่ไม่ละลายน้ำเข้าหากันและหัน ส่วนละลายน้ำออกสู่สิ่งแวดล้อม
องค์ประกอบโปรตีนจะแทรกอยู่ในชั้น บน ส่วนกลาง หรือ ส่วนล่างของชั้นฟอสโฟลิพิด
หน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์
- ห่อหุ้มของเเหลวและออร์แกเนลล์ส่วนใหญ่เอาไว้
- ควบคุมการผ่านเข้าออกของสารต่างๆ จากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่เซลล์ และภายในเซลล์ออกสู่ สิ่งแวดล้อม
- เป็นที่ยึดจับของสารโครงร่างเซลล์ (cytoskeletal) ทำให้เซลล์คงรูปอยู่ได้
- เป็นบริเวณรับ (receptor) ของสารบางชนิดไซโทสเกเลตัน ทำให้เกิดการประสานระหว่าง แมทริกซ์นอกเซลล์ และไซโทพลาซึมภายในเซลล์ขึ้น
2. นิวเคลียส
โครงสร้างของนิวเคลียส มีดังนี้
- มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5 ไมโครเมตร
- ถูกห่อหุ้มด้วยเยื่อ 2 ชั้น ที่เรียกว่า เยื่อหุ้มนิวเคลียส (nuclear envelope) ทำให้ส่วนประกอบ ในนิวเคลียสถูกแยกออกจากส่วนของไซโทพลาซึม
- บนเยื่อหุ้มนิวเคลียส มีรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 นาโนเมตร สำหรับการผ่านเข้าออกของโปรตีน และหน่วยย่อยของไรโบโซม (ribosomal subunit)
- ภายในนิวเคลียสมีเส้นใยโครมาทิน ซึ่งประกอบด้วย DNA และโปรตีน
- เมื่อเซลล์เตรียมที่จะแบ่งตัว เส้นใยโครมาทินจะหดสั้น ทำให้กลายเป็นแท่งหนา เรียกว่า โครโมโซม (chromosome) สามารถมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์
- โครงสร้างภายใน นิวเคลียสที่สามารถมองเห็นได้ชัดเจนที่สุด ขณะนิวเคลียสยังไม่แบ่งตัวคือ นิวคลีโอลัส (nucleolus) นิวคลีโอลัส มีรูปร่างกลมถูกย้อมสีเข้ม เป็นที่สำหรับสร้าง ไรโบโซม โดยทำการประกอบ RNA เข้ากับโปรตีน
หน้าที่ของนิวเคลียส
เป็นที่ที่ DNA บรรจุอยู่ สามารถควบคุมการสังเคราะห์โปรตีน (โดยการสังเคราะห์ mRNA และ ส่งออกไปยังไซโทพลาสซึมทางรู ที่เยื่อหุ้มนิวเคลียส ( nuclear pores ) ซึ่งจะกลายเป็นตัวกำหนด คุณลักษณะของเซลล์นั้น ๆ
3. ไรโบโซม
โครงสร้างและหน้าที่ มีดังนี้
- มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 30 นาโนเมตร
- ประกอบด้วย 2 หน่วยย่อย คือ หน่วยใหญ่ (60 S) และหน่วยเล็ก (40 S) ซึ่งสร้างขึ้นจาก rRNA และ โปรตีน
- สร้างในนิวคลีโอลัส เป็นที่สร้างโปรตีน มี 2 ชนิด คือ 1) ไรโบโซมที่อยู่เป็นอิสระใน ไซโทพลาซึม(ทำหน้าที่สร้างโปรตีนที่อยู่ใน ไซโทพลาสซึม) 2) ไรโบโซม ที่ติดอยู่บนร่างแหเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (ทำหน้าที่สร้างโปรตีน อยู่ที่เยื่อหุ้มเซลล์ และโปรตีนที่จะถูกส่งออกไปยังนอกเซลล์
- เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม
