โครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์

ไซโทพลาซึม ( cytoplasm) เป็นส่วนที่ล้อมรอบนิวเคลียส อยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์ ประกอบด้วยออร์แกเนลล์ ( organelle) และ   ไซโทซอล ( cytosol)   ออร์แกเนลล์มีหลายชนิดกระจายอยู่ตามตำแหน่งต่าง ๆ ภายในไซโทพลาซึม ออร์แกเนลล์แต่ละชนิดมีโครงสร้างและหน้าที่แตกต่างกัน

เซนทริโอ ( centriole ) เป็นออร์แกแนลที่ไม่มีเยื่อหุ้มพบในเซลล์สัตว์ทุกชนิดและเซลล์ของโพรตีสท์บางชนิด เซนทริโอ มีลักษณะเป็นทรงกระบอกสองอันวางตัวในแนวตั้งฉากกัน แต่ละอันประกอบด้วยไมโครทูบูล เรียงตัวกันเป็นวงกลม 9 กลุ่มและในแต่ละกลุ่มประกอบด้วยไมโครทูบูล 3 อันตรงกลางไม่มีไมโครทูบูลอยู่ โครงสร้างของเซนทริโอลจึงเป็นแบบ 9+0 (9+0 = 27 ) หน้าที่ของเซนทริโอ       1. สร้างเส้นใยไมโทติก ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของโครโมโซมในการบวนการแบ่งเซลล์ของสัตว์ ในเซลล์พืช จะมีโพลาร์แคป ทำหน้าที่คล้ายเซนทริโอในเซลล์สัตว์ไมโทติกสปินเดิลประกอบด้วยไมโครทูบูลเรียง ตัวเป็น 9+0 (9+0 = 9 ) คือมีไมโครทูบูลเพียง 9 เส้นและรอบ ๆ เซนทริโอจะมีไมโทติกสปินเดิลยื่นออกมาโดยรอบมากมายซึ่งเรียกว่า แอสเทอร์       2. ทำหน้าที่เป็นเบซัลบอดี สร้างและควบคุมการเคลื่อนไหวของซิเลีย และแฟลเจลลัม โดยเบซัลบอดีประกอบด้วย ไมโครทูบูลเรียงตัวเป็น 9+0 (9+0 = 27 ) เหมือนเซนทริโอ       3. ให้กำเนิดซิเลียและแฟลเจลลัม ซิเลียและแฟลเจลลัมเป็นออร์แกแนลที่มีเยื่อหุ...

ไรโบโซม ( ribosome) เป็นแหล่งสร้างโปรตีนของเซลล์ เป็นออร์แกเนลล์ขนาดเล็กพบในสิ่งมีชีวิตทั่วไป ประกอบด้วยสารเคมี 2 ชนิด คือ กรดไรโบนิวคลีอิก ( ribonucleic : RNA) กับโปรตีนอยู่รวมกัน เรียกว่า ไรโบนิวคลีโอโปรตีน ( ribonucleoprotin) RNA เป็นชนิด ไรโบโซมอล อาร์เอนเอ ( ribosomal RNA) ส่วนโปรตีนแตกต่างกันไปตามชนิดของสิ่งมีชีวิต   ไรโบโซมประกอบด้วย หน่วยย่อยขนาดเล็ก และหน่วยย่อยขนาดใหญ่   ปกติแยกกันอยู่ และจะมาประกบติดกันเมื่อมีการสังเคราะห์โปรตีน   ไรโบโซม ที่เกาะอยู่บนร่างแหเอนโดพลาซึมจะสร้างโปรตีนเพื่อส่งออกนอกเซลล์และสร้างโปรตีนที่เป็นองค์ประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์

ร่างแหเอนโอพลาซึม ( endoplasmic reticulum : ER ) เป็นท่อแบนใหญ่ บางบริเวณโป่งออกเป็นถุง เรียงขนานกันเป็นชั้น ๆ ภายในมีของเหลวบรรจุอยู่มีท่อเชื่อมถึงกันเป็นร่างแหอยู่ล้อมรอบนิวเคลียส และเชื่อมกับเยื่อหุ้มนิวเคลียสที่ผิวนอกของร่างแหเอนโอพลาซึม ร่างแหเอนโอพลาซึม มี   2   ชนิด คือ 1. ร่างแหเอนโอพลาซึมชนิดผิวขรุขระ ( rough endoplasmic reticulum : RER) เพราะมีไรโบโซมมาเกาะติดอยู่ทำให้มองดูคล้ายผิวขรุขระ เป็นบริเวณที่ไรโบโซมสังเคราะห์โปรตีน ซึ่งบรรจุในเวสิเคิล และลำเลียงออกนอกเซลล์ หรือส่งต่อไปยังกอลจิคอมเพล็กซ์ หรือเป็นส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ 2. ร่างแหเอนโอพลาซึมชนิดผิวเรียบ ( smooth endoplasmic reticulum : SER) เพราะไม่มีไรโบโซมมาเกาะผิวจึงดูเรียบ ทำหน้าที่สังเคราะห์สารสเตรอยด์  เช่น  ฮอร์โมนเพศ ไตรกลีเซอไรด์ และสารประกอบคอเลสเทอรอล  รวมทั้งยังกำจัดสารพิษและควบคุมการผ่านเข้าออกของแคลเซียมไอออนในเซลล์กล้ามเนื้อยึดกระดูกและกล้ามเนื้อหัวใจ มีมากในเซลล์สมอง  ต่อมหมวกไต  อัณฑะและรังไข่

กอลจิคอมเพล็กซ์ ( golgi complex , Golgi bodies , Golgi apparatus ) เป็นกลุ่มของถุงกลมแบนขนาดใหญ่ ตรงขอบโป่งพอง ใหญ่ขึ้น เป็นท่อเรียงซ้อนกันเป็นชั้น ๆ อยู่ใกล้กับเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม พบในเซลล์พืชและสัตว์ชั้นสูงเกือบทุกชนิด   หน้าที่สำคัญ คือ เก็บสะสมสารที่เซลล์สร้างขึ้นก่อนปล่อยออกนอกเซลล์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นโปรตีน   มีการจัดเรียงตัวให้เหมาะสมกับการทำงาน เกี่ยวข้องกับการสร้างอะโครโซม ( acrosome) ซึ่งอยู่ที่ส่วนหัวของอสุจิ ทำหน้าที่เจาะไข่เมื่อเกิดการปฏิสนธิ กอลจิคอมเพล็กซ์ ทำหน้าที่เติมคาร์โบไฮเดรตให้กับ โปรตีน หรือลิพิด ที่รับมาจากเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมชนิดขรุขระ ( รวบรวมบรรจุและขนส่ง )

ไมโทคอนเดรีย  (mitochondria)   เป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น ชั้นนอกผิวเรียบ ส่วนชั้นในพับเข้าไปด้านใน เรียกว่า คริสตี ( cristae) ภายในไมโทคอนเดรียมีของเหลวซึ่งประกอบด้วยสารหลายชนิด เรียกว่า เมทริกซ์ ( matrix)   ไมโทคอนเดรียมี DNA เป็นของตัวเอง ทำให้ไมโทคอนเดรียเพิ่มจำนวนได้ และสังเคราะห์โปรตีนที่จำเป็นต่อการทำงานของไมโทคอนเดรียได้  หน้าที่ของไมโทคอนเดรีย คือ เป็นแหล่งสร้างพลังงานของเซลล์โดยการหายใจระดับเซลล์ในวัฏจักรเครบส์ที่เมทริกซ์ และการถ่ายทอดอิเล็กตรอนที่คริสตี

เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane)   เป็นส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์   ทำหน้าที่สำคัญหลายประการต่อการดำเนินกิจกรรมของเซลล์   เป็นขอบเขตแบ่งแยกเซลล์ออกจากสิ่งแวดล้อม   มีหน้าที่ขับสารพิษออกสู่ภายนอก   รวบรวมสารอาหารเข้าสู่เซลล์   ส่งผ่านพลังงาน   การเคลื่อนไหวของเซลล์   การสืบพันธุ์   การส่งสัญญาณ   ตอบสนองกับเซลล์ข้างเคียง    เป็นที่กำเนิดปฏิกิริยาเคมีที่สำคัญต่อการดำรงชีพของเซลล์   มีโปรตีนที่ช่วยและควบคุมการขนส่ง   สารประกอบที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่   อิออนต่าง ๆ   ตลอดจนสารเคมีที่จำเป็นต่อกลไกต่างๆภายในเซลล์     ฮอร์โมน   และสารที่ทำหน้าที่กระตุ้น   หรือส่งสัญญาณต่าง ๆ จะแสดงผลการทำงานผ่านเยื่อหุ้มเซลล์   กระบวนการเมตาโบลึซึมต่างๆ เช่น การสังเคราะห์แสง   การส่งผ่านอิเล็กตรอน การหดตัวของกล้ามเนื้อล้วนแต่อาศัยกลไกของเยื่อหุ้มเซลล์   เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วย ไขมัน โปรตีน และคาร์โบไฮเดรท

ผนังเซลล์ ( Cell wall) พบในพืช ฟังไจ สาหร่าย แบคทีเรีย แต่ไม่พบในเซลล์สัตว์ เซลล์พืชมีผนังเซลล์ล้อมรอบเยื่อหุ้มเซลล์ มีหน้าที่ให้ความแข็งแรง ป้องกันอันตรายและ ช่วยให้เซลล์คงรูปอยู่ได้ ผนังเซลล์พืชมี 2 ชั้น - ผนังเซลล์ปฐมภูมิ ( Primary cell wall) พบมากในเซลล์พืชที่กำลังเจริญเติบโต หรือเซลล์ที่มีชีวิต -  ผนังเซลล์ทุติยภูมิ ( Secondary cell wall) เกิดภายหลังผนังเซลล์ปฐมภูมิ ถ้าพอกหนาขึ้นจะทำให้เซลล์ตาย เช่น ไฟเบอร์ และเวสเซลล์      ระหว่างเซลล์พืชมีชั้นเชื่อมระหว่างเซลล์เรียกว่า Middle lamella ( เกิดขณะมีกระบวนการแบ่งเซลล์) และระหว่างเซลล์พืชสองเซลล์มีช่องเล็กเปิดสู่เซลล์ที่ติดกัน เรียกว่า Plasmodesmata สารสำคัญในผนังเซลล์ของพืชและสาหร่าย ส่วนใหญ่ คือ เซลลูโลส ( Cellulose) อาจมีลิกนิน และเพคติน ในแบคทีเรียและไซยาโนแบคทีเรีย (สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน) ประกอบด้วยสารพวก Peptidoglycan และในฟังไจเป็น Chitin             ** เซลล์สัตว์ไม่มีผนังเซลล์แต่มีสารเคลือบเซลล์ล้อมรอบเยื่อหุ้มเซลล์ ส่วนใหญ่เป็นสารพวกโปรตีน ...

คลอโรพลาสต์ ( chloroplast) เป็นพลาสติดที่มีสีเขียวพบเฉพาะในเซลล์พืช และสาหร่ายเกือบทุกชนิด พลาสติคมีเยื่อหุ้มสองชั้น ภายในโครงสร้างพลาสติคจะมีเม็ดสีหรือรงควัตถุบรรจุอยู่ ถ้ามีเม็ดสีคลอโรฟิลล์( chlorophyll) เรียกว่า คลอโรพลาสต์ ( pastid) ชนิดอื่น ๆ นอกจากคลอโรพลาสต์ได้แก่ โครโมพลาสต์ ( chromoplast) เป็นพลาสติดที่บรรจุเม็ดสีชนิดต่าง ๆ เช่น ไม่มีเม็ดสีเรียกว่า ลิวโคพลาสต์ ( leucoplast) ทำหน้าที่เป็นแหล่งเก็บสะสมโปรตีนหรือเก็บสะสมแป้ง หน้าที่สำคัญของคลอโรพลาสต์ คือ การสังเคราะห์ด้วยแสง ( photosynthesis) โดยแสงสีแดง และแสงสีน้ำเงิน เหมาะสมต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงมากที่สุด ภายในมีโครงสร้างคล้ายถุงแบน ๆ มีเยื่อหุ้ม เรียกว่า ไทลาคอยด์ ( thylakoid) และไทลาคอยด์ จะเรียงซ้อนกันเป็นตั้ง เรียกว่า กรานุม ( granum) แต่ละกรานุมมีโครงสร้างเชื่อมต่อถึงกัน บนไทลาคอยด์มีสารสีที่ใช้ในกระบวนการ สังเคราะห์ด้วยแสง เช่น คลอโรฟีลล์ แคโรทีนอยด์ และมีของเหลวที่เรียกว่า สโตรมา อยู่รอบไทลาคอยด์ ในสโตรมามีเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

แวคิวโอล ( vacuole)  คือ ถุงบรรจุสาร เป็นออร์แกเนลล์ที่มีลักษณะเป็นถุง มีเมมเบรนที่เรียกว่า โทโนพลาสต์ (tonoplast) ห่อหุ้ม ภายในมีสารต่าง ๆ บรรรจุอยู่ โดยทั่วไปจะพบในเซลล์พืชและเซลล์สัตว์ชั้นต่ำ ในสัตว์ชั้นสูงไม่ค่อยพบ แวคิวโอล แบ่งออกเป็น 3 ชนิด คือ 1. คอนแทร็กไทล์แวคิวโอล( contractile vacuole)   ทำหน้าที่รักษาสมดุลของน้ำ พบในเซลล์ อะมีบา พารามีเซียม 2. ฟูดแวคิวโอล ( food vacuole) บรรจุอาหารที่รับมาจากนอกเซลล์เพื่อย่อยสลายต่อไป พบใน เซลล์เม็ดเลือดขาวและสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว 3. แซบแวคิวโอล ( sap vacuole) พบในเซลล์พืช ตอนอายุน้อย ๆ มีจำนวนมาก แต่เมื่ออายุมากเข้าจะรวมเป็นถุงเดียวขนาดใหญ่ มีหน้าที่สะสมสาร เช่น สารสี ไอออน น้ำตาล สารพิษ

นิวเคลียส   ( Nucleus ) คือ ออร์แกเนลล์ ที่มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น ภายในบรรจุ สารพันธุกรรม ไว้ มักพบอยู่บริเวณกลาง เซลล์   และพบได้ใน เซลล์ ของพวกยูคาริโอต ซึ่งภายใน นิวเคลียส ( Nucleus ) จะมี ดีเอ็นเอ   ( DNA ) กับโปรตีนหลายชนิดที่เกาะตัวอยู่กับ ดีเอ็นเอ   ( DNA ) เช่น   ฮิสโตน   ( Histone )   [ โดยใน ดีเอ็นเอ ( DNA ) ก็จะมี ยีน ( Gene ) ต่างๆ] โดยขดตัวกันเป็น โครโมโซม   ( Chromosome )   นิวเคลียส   ( Nucleus ) มีหน้าที่ คือ การรักษาเสถียรภาพของ ยีน ( Gene ) ต่างๆและทำการควบคุมการทำงานต่างๆของเซลล์โดยผ่านการแสดงออกของ ยีน (Gene Expression)