องค์ประกอบของเซลล์

nucleus เซลล์ของสิ่ งมีชีวิตโดยทัว่ ไปมีนิวเคลียสเพียงหนึ่งนิวเคลียส ได้มีผศู ้ ึกษาความสำาคัญ ของนิวเคลียส โดยทำา ลองนำานิวเคลียสออกจากเซลล์ของอะมีบา (Amoeba) ซึ่งเป็ นสิ่ งมีชีวิตเซลล์เดียว แล้วทดลองเลี้ยงไว้ พบว่า อะมีบาที่ไม่มีนิวเคลียส สามารถเคลื่อนไหว และมีการแลกเปลี่ยนแก๊ส กับสิ่ งแวดล้อมภายนอกได้ แต่ไม่สามารถแบ่งเซลล์เพื่อเพิ่มจำานวน แล้วในที่สุดก็ตาย ต่อมาได้มีนกั วิทยาศาสตร์อีกท่านหนึ่งได้ทดลองนำานิวเคลียส ของอะมีบาเซลล์หนึ่งไปใส่ ให้กบั อะมีบาอีก เซลล์หนึ่ง ที่ได้นาำ นิวเคลียสออกไปแล้ว พบว่าอะมีบาเซลล์น้ ี สามารถมีชีวิตอยู่ และแบ่งเซลล์เพื่อสื บพันธุ์ ต่อไปได้ ตัวอย่างการทดลองอีกการทดลองหนึ่ง ที่ศึกษาเกี่ยวกับหน้าที่ของนิวเคลียส โดยใช้สาหร่ ายทะเลเซลล์เดียว ชื่อ Acetabularia spp. ( อะเซตาบูลาเรี ย) 2 ชนิด เป็ นชนิด ก. และชนิด ข. ได้มีการทดลอง โดยตัดส่ วนยอด ของเซลล์ทิ้งไป แล้วนำาส่วนก้านของสาหร่ ายชนิด ก. และ ชนิด ข. ไปต่อกับส่ วนโคนสลับกัน ผลการ ทดลองพบว่า เมื่อสาหร่ ายทั้งสองชนิดงอกส่ วนยอดใหม่ออกมา ปรากฎว่าสาหร่ ายที่ส่วนโคนมีนิวเคลียส เป็ นชนิด ก. จะมีส่วนยอดคล้ายชนิด ก. และ สาหร่ ายที่ส่วนโคนมีนิวเคลียสเป็ นชนิด ข. จะมีส่วนยอดคล้าย ชนิด ข. จากการทดลองดังกล่าวข้างต้น นักเรี ยนจะเห็นได้วา่ นิวเคลียสทำาหน้าที่ เป็ นศูนย์กลางควบคุมการทำางาน ของเซลล์ โดยทำางานร่ วมกับไซโทพลาสซึม ( cytoplasm) และมีความสำาคัญ ต่อกระบวนการแบ่งเซลล์และ การสื บพันธุ์ นิวเคลียสค้นพบโดย รอเบิร์ต บราวน์ นักพฤกษศาสตร์ ชาวอังกฤษ เมื่อปี ค.ศ. 1831 มีลกั ษณะเป็ นก้อนทึบ แสงเด่นชัน อยุบ่ ริ เวณกลาง ๆ หรื อค่อนไปข้างใดข้างหนึ่งของเซลล์ เซลล์โดยทัว่ ไป จะมี 1 นิวเคลียส เซลล์ พารามีเซียม มี 2 นิวเคลียส ส่วนเซลล์พวกกล้ามเนื้ อลาย เซลล์เวลเซล ( Vessel) ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตลา เทกซ์ในพืชชั้นสูง และเซลล์ของราที่เส้นใย ไม่มีผนังกั้นจะมีหลายนิวเคลียส เซลล์เม็ดเลือดแดงของสัตว์ ำ และเซลล์ซีฟทิวบ์ของโฟลเอม ที่แก่เต็มที่จะไม่มีนิวเคลียส นิวเคลียสมีความสำาคัญ เลี้ยงลูกด้วยน้านม เนื่องจากเป็ นที่อยูข่ องสารพันธุกรรม จึงมีหน้าที่ควบคุมการทำางานของเซลล์ โดยทำางาน ร่ วมกับไซโท พลาสซึม จากการทดลองโดยนำานิวเคลียสของอะมีบาออก จะพบว่า อะมีบาตาย ภายใน 2-3 วัน นิวเคลียส มีรูปร่ างค่อนข้างกลม และมีเยือ่ หุ ม้ นิวเคลียส ( nuclear membrane) ซึ่งเป็ นเยือ่ สองชั้น ล้อมรอบ ส่ วนประกอบภายในของนิวเคลียส เซลล์ของสิ่ งมีชีวิต บางชนิด เช่น Bacteria ไม่มีเยือ่ หุ ม้ นิวเคลียส แต่มี สารพันธุกรรมกระจายอยูท่ วั่ ไปในไซโทพลาซึม เรี ยก เซลล์ที่มีลกั ษณะเช่นนี้ วา่ เซลล์โพรคาริ

โอต( Prokaryotic cell) เซลล์ของ สิ่ งมีชีวิตทัว่ ๆ ไปนั้นมีเยือ่ หุ ม้ นิวเคลียส เรี ยกว่า เซลล์ยคู าริ โอต ( Eukaryotic cell) เยือ่ หุ ม้ นิวเคลียสมีรูเล็กๆ กระจายอยูท่ วั่ ไป เพื่อเป็ นทางเข้าออก ของสารระหว่างภายใน และภายนอกนิวเคลียส นิวเคลียสเป็ นที่อยูข่ องสารพันธุกรรม เรี ยกว่า ดี เอ็น เอ ( DNA) ย่อมาจาก deoxyribonucleic acid ดีเอ็นเอจะ รวมตัวกับโปรตีน เกิดเป็ นโครงสร้างที่เรี ยกว่า โครมาทิน ( chromatin) ขณะที่มีการแบ่งเซลล์ จะเห็นโครมา ทินมีลกั ษณะ เป็ นแท่ง เราเรี ยกโครมาทินที่เป็ นแท่งนี้ วา่ โครโมโซม ( chromosome) ถ้าเราย้อมสี นิวเคลียส บางบริ เวณของนิวเคลียสจะติดสี ยอ้ ม เข้มกว่าบริ เวณอื่นๆ เรี ยกบริ เวณนี้วา่ นิวคลีโอลัส ( nucleolus) นิวคลี โอลัสเป็ นแหล่งสังเคราะห์สารที่เป็ นองค์ประกอบของไรโบโซม สารประกอบทางเคมีของนิวเคลียส ประกอบด้วย 1. ดีออกซีไรโบนิวคลีอิก แอซิด ( Deoxyribonucleic acid) หรื อ DNA เป็ นส่ วนประกอบ ของโครโมโซมใน นิวเคลียส 2. ไรโบนิวคลีอิก แอซิด ( Ribonucleic acid) หรื อ RNA เป็ นส่ วนที่พบในนิวเคลียส โดยเป็ นส่ วนประกอบ ของนิวคลีโอลัส 3. โปรตีน ที่สาำ คัญคือ โปรตีนฮีสโตน ( Histone) โปรตีนโพรตามีน ( Protamine) ซึ่งเป็ นโปรตีนเบส ( Basic protein) ทำาหน้าที่เชื่อมเกาะอยูก่ บั DNA ส่วนโปรตีนเอนไซม์ ส่ วนใหญ่จะเป็ นเอนไซม์ ในกระบวนการ สังเคราะห์กรดนิวคลีอิก และเมแทบอลิซึมของกรดนิวคลีอิก และเอนไซม์ในกระบวนการไกลโคไลซีส ซึ่ง เป็ นกระบวนการสร้างพลังงานให้กบั นิวเคลียส โครงสร้างของนิวเคลียสประกอบด้วย 3 ส่วน คือ

1. เยือ่ หุ ม้ นิวเคลียส ( Nulear membrane) เป็ นเยือ่ บางๆ 2 ชั้น เรี ยงซ้อนกัน ที่เยือ่ นี้จะมีรู เรี ยกว่านิวเคลียร์ พอร์ ( Nuclear pore) หรื อ แอนนูลสั ( Annulus) มากมาย รู เหล่านี้ ทำาหน้าที่เป็ นทางผ่านของสารต่าง ๆ ระหว่างไซโทพลาสซึมและนิวเคลียส นอกจากนี้เยือ่ หุ ม้ นิวเคลียส ยังมีลกั ษณะเป็ นเยือ่ เลือกผ่าน เช่นเดียว กับเยือ่ หุ ม้ เซลล์ เยือ่ หุ ม้ นิวเคลียสชั้นนอก จะติดต่อกับเอนโดพลาสมิกเรติคูลมั และมีไรโบโซมมาเกาะ เพื่อ ทำาหน้าที่ลาำ เลียงสารต่าง ๆ ระหว่างนิวเคลียสและไซโทพลาซึ มด้วย

โครงสร้างนิวเคลียร์ พอร์ 2. โครมาทิน ( Chromatin) เป็ นส่วนของนิวเคลียส ที่ยอ้ มติดสี เป็ นเส้นในเล็กๆ พันกันเป็ นร่ างแห เรี ยก ร่ างแหโครมาทิน ( Chromatin network) โดยประกอบด้วย โปรตีน รวมกับกรดดีออกซีไรโบนิคลีอิค

( deoxyribonucleic acid) หรื อเรี ยกว่า DNA เป็ นสารพันธุกรรม ที่ควบคุมลักษณะของสิ่ งมีชีวิต เส้นใยโค รมาตินมีคุณสมบัติติดสี ได้ดี ทำาให้เห็นนิวเคลียสได้ชดั เจน ในการย้อมสี โครมาทินจะติดสี แตกต่างกัน ส่ วนที่ติดสี เข้มจะเป็ นส่ วนที่ไม่มีจีน (Gene) อยูเ่ ลย หรื อมีกน็ อ้ ย มาก เรี ยกว่า เฮเทอโรโครมาทิน ( Heterochromatin) ส่ วนที่ยอ้ มติดสี จาง เรี ยกว่า ยูโครมาทิน ( Euchromatin) ซึ่งเป็ นที่อยูข่ องจีน ในขณะที่เซลล์กาำ ลังแบ่งตัว ส่ วนของโครโมโซมจะหดสั้นเข้าและมีลกั ษณะเป็ นแท่งเรี ยกว่า โครโมโซม ( Chromosome) และ โครโมโซมจะจำาลองตัวเองเป็ นเส้นคู่ เรี ยกว่า โครมาทิด (Chromatid) โครโมโซมของสิ่ งมีชีวิตแต่ละชนิดจะ มีจาำ นวนแน่นอน เช่น ของคนมี 23 คู่ ( 46 แท่ง ) แมลงหวี่ 4 คู่ ( 8 แท่ง) แมว 19 คู่ ( 38 แท่ง) หมู 20 คู่ ( 40 แท่ง) มะละกอ 9 คู่ ( 18 แท่ง) กาแฟ 22 คู่ ( 44 แท่ง) โครโมโซมมีหน้าที่ควบคุมกิจกรรมค่าง ๆ ของเซลล์ และควบคุมการถ่ายทอด ลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่ งมีชีวิตทัว่ ไป เช่น หมู่เลือด สี ตา สี ผวิ ความสูง และ การเกิดรู ปร่ าง ของสิ่ งมีชีวิต เป็ นต้น 3. นิวคลีโอรัส ( Nucleolus) เป็ นส่วนของนิวเคลียส ที่มีลกั ษณะเป็ นก้อนอนุภาคหนาทึบ ค้นพบโดยฟอนตา นา ( Fontana ) เมี่อปี ค.ศ. 1781 ( พ.ศ. 2224) นิวคลีโอลัสพบเฉพาะเซลล์ของพวกยูคาริ โอตเท่านั้น เซลล์ ำ และเซลล์ไฟเบอร์ ของกล้ามเนื้ อ จะ อสุ จิ เซลล์เม็ดเลือดแดง ที่เจริ ญเติบโตเต็มที่ ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้านม ไม่มีนิวคลีโอลัส นิวคลีโอลัส เป็ นตำาแหน่งที่ติดสี เคมี บนไครโมโซม ประกอบด้วยสารประเภท DNA TNA ซึ่งทำาหน้าที่เกี่ยวข้องกับ กลไกการสร้างโปรตีน ซึ่งนิวคลีโอรัส ประกอบด้วย โปรตีน และ RNA โดยโปรตีนเป็ นชนิดฟอสโฟโปรตีน (Phosphoprotein) จะ ไม่พบโปรตีนฮิสโตนเลย ในเซลล์ที่มีกิจกกรรมสูง จะมีนิวคลีโอลัสขนาดใหญ่ ส่ วนเซลล์ที่มีกิจกรรมต่าำ จะ มีนิวคลีโอลัวขนาดเล็ก นิวคลีโอลัสมีหน้าที่ในการสังเคราะห์ RNA ชนิดต่างๆ และถูกนำาออกทางรู ของเยือ่ หุ ม้ นิวเคลียส เพื่อสร้างเป็ นไรโบโซมต่อไป ดังนั้น นิวคลีโอลัส จึงมีความสำาคัญต่อการสร้างโปรตีน เป็ น อย่างมาก เนื่องจากไรโบโซมทำาหน้าที่สร้างโปรตีน

cytosol

ไซโตพลาสซึม เป็ นส่วนที่อยูใ่ นเซลล์ท้ งั หมด ยกเว้นนิวเคลียส ไซโตพลาสซึม เป็ นของเหลว มีความข้น ำ โปร่ งแสง ประกอบด้วย น้าประมาณ 75 - 90 เปอร์ เซ็นต์ ที่เหลือเป็ นสารชนิดอื่น เช่น โปรตีน คาร์ โบ ไฮเดรท ไขมัน และสารอนินทรี ยท์ ี่อยูใ่ นรู ปสารละลาย ส่ วนสารอินทรี ย ์ มักอยูใ่ นรู ปของคอลลอยด์ (colloid) หน้าที่ของไซโตพลาสซึม ได้แก่ • เป็ นบริ เวณที่เกิดปฏิกิริยาเคมีของเซลล์ • สลายวัตถุดิบเพื่อให้ได้พลังงานและสิ่ งที่จาำ เป็ นสำาหรับเซลล์ • สังเคราะห์สารที่จาำ เป็ นสำาหรับเซลล์ • เป็ นที่เก็บสะสมวัตถุดิบสำาหรับเซลล์ เกี่ยวข้องกับกระบวนการขับถ่ายของเสี ยของเซลล์

cytoskeleton

ไมโครทูบูล

แฟกเจลลัม ไซโตสเกลเลตัน ( Cytoskeleton ) อยูภ่ ายในไซโตพลาสซึมประกอบด้วย 1. ไมโครฟิ ลาเมนต์ ( Microfilament ) เป็ นเส้นใยโปรตีนขนาดเล็ก • ทำาหน้าที่เป็ นโครงสร้างของเซลล์ • ควบคุมการทำางานของเซลล์กล้ามเนื้ อ การหดตัวของเซลล์ ทำาให้สามารถเคลื่อนไหวส่ วนต่างๆ ได้ 2. ไมโครทูบูล ( Microtubule) เป็ นเส้นใยเล็กๆ เป็ นท่อกลวงตรงกลาง ประกอบด้วยโปรตีน เป็ นโครงสร้าง ที่กระจายอยูท่ วั่ ไปภายในเซลล์ และเป็ นส่วนประกอบโครงสร้างของ ซีเลีย และแฟคเจลลัม ซึ่งเป็ นออร์ แกแนลส์ ที่ช่วยในการเคลื่อนไหวของสิ่ งมีชีวิตเซลเดียว

โครงสร้างของไมโครทูบูล

โครงสร้างของแฟกเจลลัม

lysosome

ไลโซโซม ( lysosome) พบครั้งแรกโดย คริ สเตียน เดอ ดูฟ ( Christain de Duve) เมื่อปี พ.ศ. 2495 โดยดูจาก กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน คล้ายถุงลม รู ปร่ างกลมรี เส้นผ่านศูนย์กลาง ประมาณ 0.15-0.8 ไมครอน พบ เฉพาะในเซลล์สตั ว์เท่านั้น มักพบใกล้กบั กอลจิบอดี ไลโซโซม ยังเป็ นส่ วนสำาคัญ ในการย่อยสลาย องค์ ประกอบของเซลล์ หลังจากเซลล์ตาย โดยพบมาก ในฟาโกไซทิกเซลล์ ( phagocytic cell) เช่น เซลล์เม็ด เลือดขาว และเซลล์นระบบเรติคูโล เอนโดทีเลียม ( reticuloendothelial system) เช่น ตับ ม้าม นอกจากนี้ ยัง พบไลโซโซม จำานวนมาก ในเซลล์ที่ได้รับบาดเจ็บ หรื อมีการสลายตัวเอง เช่น เซลล์ส่วนหาง ของลูกอ๊อด เป็ นต้น ไลโซโซม มีเอนไซน์หลายชนิด จึงสามารถย่อยสลาย สารต่างๆ ภายในเซลล์ได้ดี เป็ นออร์ แกแนลล์ ที่มีเมมเบรนห่อหุ ม้ เพียงชั้นเดียว ซึ่งไม่ยอมให้เอนไซม์ต่างๆ ผ่านออก แต่เป็ นเยือ่ ที่สลาย ตัว หรื อรั่วได้ง่าย เมอื่เกิดการอักเสบของเนื้ อเยือ่ หรื อขณะที่มีการเจริ ญเติบโต เยือ่ หุ ม้ นี้มีความทนทาน ต่อ ปฏิกิริยาการย่อยของเอนไซม์ ที่อยูภ่ ายในได้ เอนไซม์ที่อยูใ่ นถุงของไลโซโซมนี้ เชื่อกันว่าเกิดจากไลโซ โซม ที่อยูบ่ น RER สร้างเอนไซม์ข้ ึน แล้วส่งผ่านไปยังกอลจิบอดี แล้วหลุดเป็ นถุงออกมา ไลโซโซม มีหน้าที่สาำ คัญ คือ • ย่อยสลายอนุภาค และโมเลกุลของสารอาหาร ภายในเซลล์ • ย่อย หรื อทำาลายเชื้อโรค และสิ่ งแปลกปลอมต่างๆ ที่เข้าสู่ร่างกายหรื อเซลล์ เช่น เซลล์เม็ดเลือดขาวกิน และย่อยสลายเซลล์แบคทีเรี ย • ทำาลายเซลล์ที่ตายแล้ว หรื อเซลล์ที่มีอายุมาก โดยเยือ่ ของไลโซโซม จะฉี กขาดได้ง่าย แล้วปล่อยเอนไซม์ ออกมา ย่อยสลายเซลล์ดงั กล่าว

• ย่อยสลายโครงสร้างต่างๆ ของเซลล์ ์ในระยะที่เซลล์มีการเปลี่ยนแปลง และมีเมตามอร์ โฟซีส ( metamorphosis) เช่น ในเซลล์ส่วนหางของลูกอ๊อด ไลโซโซม แบ่งออกเป็ น 4 ชนิด • ไลโซโซมระยะแรก ( primary lysosome) มีนาย่ ้ ำ อยที่สงั เคราะห ์มาจากไรโบโซม และเก็บไว้ในกอลจิบอดี แล้วหลุดออกมาเป็ นถุง • ไลโซโซมระยะที่ 2 (secondary lysosome) เกิดจากไลโซโซมระยะแรก รวมตัวกับสิ่ งแปลกปลอม ที่เข้ามา ในเซลล์ โดยวิธีฟาโกไซโตซิส ( phagocytic) หรื อ พิโนไซโตซิส ( phagocytosis) แล้วมีการย่อยต่อไป • เรซิดวล บอดี ( residual body) เป็ นส่วนที่เกิดจากการย่อยอาหาร ในไลโซโซมระยะที่สองไม่สมบูรณ์ มี กากอาหารเหลืออยู่ ในเซลล์บางชนิด เช่น อะมีบา โปรโตซัว จะขับกากอาหารออก ทางเยือ่ หุ ม้ เซลล์ โดยวิธี เอกโซไซโตซิส ( exocytosis) หรื อในเซลล์บางชนิด อาจสะสมไว้เป็ นเวลานาน ซึ่งสามารถใช้บอกอายุของ เซลล์ได้ เช่น รงควัตถุที่สะสมไว ้ในเซลล์ประสาท ของสัตว์ที่มีอายุมาก • ออโตฟาจิก แวคิวโอ หรื อ ออโตฟาโกโซม ( autophagic vacuole or autophagosome) เป็ นไลโซโซม ที่เกิด ในกรณี พิเศษ เนื่องจากกินส่วนต่างๆ ของเซลล์ตวั เอง เช่น ไมโตคอนเดรี ย ร่ างแหเอนโดปลาสซึม พบมาก ในเซลล์ตบั

peroxisome

เพอรอกซิโซม ( Peroxisome) หรื อไมโครบอดี ( microbodies) เป็ นออร์ แกเนลล์ขนาดเล็ก ที่มีเยือ่ หุ ม้ ชั้นเดียว รู ปร่ างคล้ายไลโซโซม แต่สามารถแบ่งตัวได้เอง คล้ายกับไมโทคอนเดรี ย และคลอโรพลาสต์ ภายใน ประกอบด้วย เอนไซม์หลายชนิด ที่มีหน้าที่สาำ คัญ ในกระบวนการเมตาบอลิสม์ ของกรดไขมัน เพอรอกซิ โซมจะหลัง่ เอนไซม์ชื่อ คะตะเลส ( Catalase) มาย่อยไฮโดรเจนเพอรอกไซด์ (Hydrpgen peroxide) ซึ่งเป็ น

พิษต่อเซลล์ ให้กลายเป็ นโมเลกุลน้าำ ในพืชเพอรอกซิโซม มีบทบาทสำาคัญ คือ เปลี่ยนกรดไขมัน ที่สะสมอยู่ ในเมล็ดพืช ให้เป็ นคาร์โบไฮเดรต สำาหรับใช้เป็ นแหล่งพลังงาน ในการงอกของเมล็ด โดยผ่านวัฏจักรไกล ออกซิเลท ( Glyoxylate cycle) เป็ นโครงสร้าง ที่เล็กกว่าไรโซโซม และมีจาำ นวนน้อย มักพบมากในตับและไต ข้างในบรรจุเอนไซม ์ที่ เกี่ยวข้อง กับการสังเคราะห์ไฮโดรเจน เปอร์ออกไซด์ ( hydrogen peroxide) และประมาณ 40% เป็ นเอนไซม์ คะตะเลส ( catalase) เพอรอกซิโซม จะทำางานได้ดี ในขบวนการเมตาโบลิซึมของไขมัน และเกี่ยวกับการ กำาจัดสารพิษ เช่น เอทานอล ( ethanol)

mitochondrion

ไมโตคอนเดรี ย เป็ นออร์แกเนลล์ ที่พบเฉพาะในเซลล์ ของยูคารี โอต ที่ใช้ออกซิเจน ในการหายใจเท่านั้น ใน ระยะแรกที่พบ ตั้งชื่อออร์แกเนลล์น้ ีหลายชื่อ เช่น คอนดริ โอโซม ( chondriosome) ไบโอบลาสต์ ( bioblast) จนกระทัง่ พ.ศ. 2440 เบนดา (benda) ได้เรี ยกว่า ไมโตคอนเดรี ย รู ปร่ างของไมโตคอนเดรี ย เป็ นก้อนกลม หรื อก้อนรี ๆ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 0.5-1.0 ไมครอน ความยาวประมาณ 5-10 ไมครอน หรื อยาวมากกว่า มีเยือ่ หุ ม้ 2 ชั้น ซึ่งเป็ นชนิดยูนิตเมมเบรน เยือ่ ชั้นในมี ลักษณะเป็ นท่อ หรื อเยือ่ ที่พบั ทบกันอยู่ เรี ยกว่า ครี สตี ( cristae) ท่อนี้ยนื่ เข้าไปในส่ วนของเมทริ กซ์ ( matrix) ที่เป็ นของเหลว ของสารประกอบหลายชนิด

โครงสร้างอย่างละเอียดของไมโตคอนเดรี ย

ไมโตคอนเดรี ย พบในยูคารี โอตเกือบทุกชนิด ยกเว้นเซลล์บางชนิด เช่น เซลล์เม็ดเลือดแดง โดยเซลล์แต่ละ เซลล์ มีจาำ นวนไมโตคอนเดรี ยไม่เท่ากัน โดยทัว่ ไป พบไมโตคอนเดรี ยมาก ในเซลล์ที่มี อัตราเมตาโบลิซึม สูง เช่น เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ เซลล์ต่อม เซลล์ที่กาำ ลังเจริ ญเติบโต เป็ นต้น หน้าที่ 1. สร้างสารให้พลังงานสูง คือ ATP (Adenosine triphosphate) โดยแยกเป็ น 2 ส่ วน คือ • เยือ่ หุ ม้ ด้านนอก ทำาหน้าที่เกี่ยวข้อง กับการสร้างสารประกอบ ฟอสโฟลิปิด • เยือ่ หุ ม้ ด้านใน มีเอนไซม์เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ ATP 2. ภายในเมทริ กซ์มีของเหลว ที่ทาำ หน้าที่เป็ นเอนไซม์ ซึ่งเกี่ยวข้อง กับปฏิกิริยาเคมี ต่างๆ ในวัฏจักรเครปส์ ( Krebs cycle)

3. มี DNA (Deoxyribonucleic acid) RNA (Ribonucleic acid) เอนไซม์ และไรโบโซม อยูภ่ ายในออร์ แกเนลล์ ทำาหน้าที่สงั เคราะห์โปรตีนขึ้น ภายในออร์ แกเนลล์

vesicles

เวสิ เคิล ( Vesicle) ภายในเซลล์มี เวสิ เคิล ซึ่งมีลกั ษณะ คล้ายถุงกลมขนาดเล็ก กระจายอยูท่ วั่ ไป เวสิ เคิล ทำา หน้าที่แตกต่างกันออกไป ขึ้นกับสารที่บรรจุอยู่ ในเวสิ เคิลนั้น เวสิ เคิลบางชนิดในเซลล์สตั ว์ เช่น ไลโซโซม ( Lysosome) มีเอนไซม์ต่างๆ อยู่ ภายใน เอนไซม์เหล่าน ้ สี ามารถย่อยสารได้หลายอย่าง เช่น คาร์ โบไฮเดรต ลิพิด โปรตีนและสารอื่นๆ ทำาให้มีการย่อยสารต่างๆ ภายในเซลล์ นอกจากนี้ยงั สามารถย่อยเชื้อโรคต่างๆ หรื อสิ่ งแปลกปลอมที่เข้าสู่เซลล์ เช่น การย่อยเชื้อโรค ของเซลล์เม็ดเลือดขาว เป็ นต้น ความแตกต่างของ Lysosome, Vesicle, และ Vacuole Vacuole เป็ นออร์แกเนลล์ที่มีเยือ่ หุ ม้ ภายใน Vacuole อาจจะเป็ นอาหาร , น้าำ , เอนไซม์ , หรื อสารอื่นๆ ส่ วน Vesicle คือ Vacuole ขนาดเล็กๆ จะเห็นได้จากประโยค ที่วา่ " Vesicles is a term given for very small vacuoles." ตัวอย่าง Vacuole คือ Food vacuole ซึ่งภายใน จะมีอาหาร ที่เซลล์สามารถนำามาใช้ได้ โดยจะทำาการย่อย สลาย โดยอาศัยเอนไซม์จาก Lysosome ( ซึ่งไลโซโซม จะเกิดจากการ budding จาก Golgi body), ำ Contractile vacuole ซึ่งเป็ น Vacuole ชนิดพิเศษ ทำาหน้าที่ปั๊มน้าออกจากเซลล ์เพื่อไม่ให้เซลล์แตก เนื่องจาก การมีนามากเกิ ้ำ นไป พบในเซลล์สิ่งมีชีวิตบางชนิด

golgi body

กอลจิบอดี ( golgi body) มีชื่อเรี ยกที่แตกต่างกัน หลายอย่าง คือ กอลจิ คอมเพล็กซ์ ( golgi complex) กอลจิ แอพพาราตัส ( golgi apparatus) ดิกไทโอโซม (dictyosome) เป็ นออร์ แกเนลล์ ที่ต้ งั ขึ้นตามชื่อของ คามิลโล กอลจิ ( camillo golgi) นักชีววิทยาชาวอิตาเลียน ในปี พ.ศ. 2423 โดยศึกษาจากเซลล์ประสาท และพบออร์ แกเนนล์น้ ี ต่อมาเมื่อมี กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน จึงพบและยืนยันว่าออร์ แกเนลล์น้ ี มีจริ ง ในปี พ.ศ. 2499 กอลจิบอดี มีรูปร่ างเป็ นลักษณะคล้ายชามซึ่งเรี ยกว่า ซิสเทอร์ นา ( cisterna หรื อ flattened sac) เป็ นถุงแบนๆ หรื อเป็ นท่อเรี ยงซ้อนกัน เป็ นชั้นๆ มีจาำ นวนไม่แน่นอน มีประมาณ 5-10 ชั้น มักพบ 2-8 อัน ตรงปลายของ ถุงมักโป่ งออก ถุงเหล่านี้มีผนัง 2 ชั้น หรื อยูนิตเมมเบรนเหมือนๆ กับเยือ่ หุ ม้ นิวเคลียส และเยือ่ หุ ม้ เซลล์ และ มีโครงสร้างคล้าย SER ภายในถุงมีของเหลวบรรจุอยู่ โดยทัว่ ไป จะพบในเซลล์สตั ว์ ์มีกระดูกสันหลัง มากกว่าสัตว ์ไม่มีกระดูกสันหลัง รู ปร่ างของกอลจิบอดี จะเปลี่ยนอยูเ่ สมอ เป็ นเพราะบางส่ วนเจริ ญเติบโต บางส่ วนจะหด และหายไป ด้านที่ มีการเจริ ญเติบโต จะสร้างตัวเองโดย มีการรวมตัวของเวสิ เคล จากเอนโดพลาสมิก เรทิคิวลัม กับซิสเทอร์ น่า ทำาให้ขนาด ของซิสเทอร์น่า แต่ละอันเพิ่มขึ้น และในบริ เวณช่องว่าง ของซิสเทอร์ น่า จะเปลี่ยนแปลง รู ปร่ าง ของสารใหม่ต่างๆ ที่กอลจิบอดี ดูดซึมเอาไว ้ให้เป็ นสารอื่นได้ ที่ดา้ นตรงกันข้าม ของกอลจิบอด ีเป็ นด้านที่ มีการปลดปล่อยสาร ส่วนเวสิ เคิลอื่น ซึ่งมีสารใหม่ต่างๆ อยูจ่ ะถูกขับออกมา บางส่ วนของเวสิ เคิล เหล่านี้จะ รวมกับเยือ่ หุ ม้ เซลล์ ที่อยูต่ ิดกับผนังเซลล์ ทำาให้ช่วยเพิ่มพื้นที่ผวิ ของเยือ่ หุ ม้ เซลล์ ในเวสิ เคลแต่ละอันนั้น จะมีสารประกอบ โพลีแซคคาไรด์ ซึ่งเป็ นสารสนับสนุน การเจริ ญเติบโต ของผนังเซลล ์และเยือ่ หุ ม้ เซลล์ หน้าที่ • เก็บสะสมสาร ที่เซลล์สร้างขึ้น ก่อนที่จะปล่อยออกนอกเซลล์ ซึ่งสารส่ วนใหญ่ เป็ นสารโปรตีน มีการจัด เรี ยงตัว หรื อจัดสภาพใหม่ ให้เหมาะกับสภาพของการใช้งาน

• กอลจิ บอดี เกี่ยวข้องกับ การสร้างอะโครโซม ( acrosome) ซึ่งอยูท่ ี่ส่วนหัวของสเปิ ร์ ม โดยทำาหน้าที่เจาะ ไข่ เมื่อเกิดปฏิสนธิ ในอะโครโซมจะมีนาย่ ้ ำ อย ช่วยสลายเยือ่ หุ ม้ เซลล์ไข่ • เกี่ยวข้องกับ การสร้างนีมาโทซิส ( nematocyst) ของไฮดร้า • ทำาหน้าที่เกี่ยวกับ การสร้างเมือกทั้งในพืช และสัตว์ ในพืชกอลจิบอด ทำาหน้าที่สร้างเมือก บริ เวณหมวก ราก ( root cap) เพื่อให้รากชอนไชในดิน ได้สะดวกยิง่ ขึ้น ส่ วนในสัตว์ เนื้อเยือ่ บุผนังลำาไส ้บุกระเพาะ อาหาร สร้างเยือ่ เมือกฉาบบริ เวณผิว เพื่อป้ องกันการย่อยของเอนไซม์ ในกระเพาะอาหาร และลำาไส้ยอ่ ยตัว กระเพาะ หรื อลำาไส้เอง • ทำาหน้าที่ขบั สารประกอบต่างๆ เช่น ลิปิด ฮอร์ โมน เอนไซม์ที่ส่วนต่างๆ ของเซลล์ สร้างขึ้นออกทางเยือ่ หุ ม้ เซลล์ • ในพืช ทำาหน้าที่เกี่ยวกับ การสร้างผนังเซลล์ ขึ้นมาใหม่ ในช่วงปลายของการแบ่งเซลล์ เมื่อจะสร้างเซลล์ เพลท ( cell plate) กอลจิบอดีจะมารวมกัน และสร้างถุงเล็กๆ มากมาย

plasma membrane

เยือ่ หุ ม้ เซลล์ เป็ นเยือ่ หุ ม้ ที่อยูช่ ิดกับผนังเซลล์ อาจจะมีลกั ษณะเรี ยบ (smooth) หรื ออาจจะพับไปมา เพื่อขยาย ขนาด เยือ่ หุ ม้ เซลล์เข้าไปในเซลล์ เรี ยกว่า mesosomes มีหน้าที่ควบคุม การเข้าออกของน้าำ สารอาหาร และอิ ออนโลหะต่างๆ เป็ นตัวแสดงขอบเขตของเซลล์ เซลล์ทุกชนิดต้องมีเยือ่ หุ ม้ เซลล์ เยือ่ หุ ม้ เซลล์เป็ นเยือ่ บางๆ ประกอบด้วนสารประกอบสองชนิด คือ ไขมันชนิดฟอสโฟลิปิด กับโปรตีน โด ยมฟอสโฟลิปิดอยูต่ รงกลาง 2 ข้างเป็ นโปรตีน โดยมีไขมันหนาประมาณ 35 อังสตรอม และโปรตีนข้างละ

20 อังสตรอม รวมทั้งหมดหนา 75 อังสตรอม ลักษณะที่แสดงส่ วนประกอบ ของเยือ่ หุ ม้ เซลล์น้ ี ต้องส่ องดู ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน จึงจะเห็นได้ สารที่เป็ นไลปิ ด หรื อสารที่ละลายในไลปิ ด สามารถผ่านเข้าออก ได้ง่ายกว่าสารอื่นๆ นอกจากนี้ เยือ่ หุ ม้ ำ านได้ดี เซลล์ยงั มีรูพรุ น ที่ยอมให้สารโมเลกุลเล็ก ประมาณ 8 อังสตรอม รวมทั้งอิออนบางอย่าง ที่ละลายน้าผ่ สำาหรับการจัดเรี ยงตัว ของเยือ่ หุ ม้ เซลล์ มีอยูห่ ลายทฤษฎี ซึ่งในปั จจุบนั ก็ยงั ไม่สามารถ สรุ ปได้แน่นอน โดย มีทฤษฎีดงั นี้ • โครงสร้างเม็ดเลือดแดง ของกอร์เตอร์ และเกรนเดล ( Gorter and Grende )ในปี พ.ศ. 2468 ประกอบด้วย ชั้นของไขมันเรี ยงกัน 2 ชั้น • เยือ่ หุ ม้ เซลล์ตามความเห็น ของแดเนียลและฮาร์ วีย ์ ( Daniell and Harvey) ในปี พ.ศ. 2478 ประกอบด้วย ชั้นไขมัน และโปรตีน 2 ชั้น • เยือ่ หุ ม้ เซลล์ตามทฤษฎี ของแดเนียลและดาฟสัน ( Daniell-Davson) ในปี พ.ศ. 2478 ประกอบด้วย ชั้นของ ไขมันเรี ยงกัน 2 แถว โดยด้านที่มีประจุหนั ออกด้านนอก ส่ วนโปรตีนมีลกั ษณะ เป็ นก้อนกลมหุ ม้ ทั้งด้าน บน และด้านล่างของชั้นไขมัน • พ.ศ. 2515 ซิงเกอร์และนิโคลสัน ( Singer and Nicholson) ได้เสนอโครงสร้างแบบฟลูอิดโมเสด ( Fluid mosaic model) ที่เป็ นโครงสร้างของไขมัน เรี ยงตัวอยู่ 2 ชั้นห่ างๆกัน และไม่อยูก่ บั ที่ มีการเคลื่อนที่ไปมาได้ และมีโมเลกุลของโปรตีนอยูข่ า้ งๆ หรื ออาจซ้อนอยูร่ ะหว่างโมเลกุลของไขมัน ซึ่งโครงสร้างในลักษณะนี้ มี ความแตกต่าง จากโครงสร้างของแนวความคิดอื่นๆ ดังรู ป

เยือ่ หุ ม้ เซลล์ทาำ หน้าที่ ห่อหุ ม้ ส่วนที่อยูภ่ ายในทั้งหมด และเป็ นเยือ่ เลือกผ่าน (Semipermeable membrane หรื อ differentially permeable membrane) ดังนั้นจึงทำาให้เกิดการแลกเปลี่ยนสาร ระหว่างเซลล์และสิ่ งที่อยู่ โดยรอบ รวมทั้งการกระจายประจุไฟฟ้ า จนทำาให้เกิด ความต่างศักย์ไฟฟ้ าขึ้นได้ ระหว่างภายในเซลล์ และ นอกเซลล์ สารเคลือบเซลล์ ( cell coat) โดยทัว่ ไป เซลล์จะมีสารเคลือบ เยือ่ หุ ม้ เซลล์ดา้ นนอก อีกชั้นหนึ่ง สารเหล่านี้ ไซโตปลาสซึมเป็ นตัวสร้างขึ้นมา ในเซลล์สตั ว์มีสารเคลือบ พวกไกลโคโปรตีน ( glycoprotein) คือ เป็ น สารประกอบ ของคาร์โบไฮเดรตและโปรตีน สารเคลือบเซลล์ในเซลล์ แต่ละชนิดของสัตว์จะต่างกัน แต่สาร เคลือบเซลล์ ทำาหน้าที่อย่างเดียวกัน คือทำาให้เซลล์เหล่านั้น รวมกลุ่มกันได้เป็ นเนื้ อเยือ่ อวัยวะ และระบบ อวัยวะมากที่สุด บางครั้งเซลล์อาจผิดปกติ มีการแบ่งตัวเร็ วเกินไป เพราะสารเคลือบเซลล์ผิดปกติ จนกลาย เป็ นมะเร็ ง ซึ่งร่ างกายควบคุมไม่ได้ ในพืชมีสารเคลือบต่างๆ เช่น ลิกนิน ( lignin) เซลลูโลส คิวติน ( cutin) ซูเบอริ น (suberin) เพคติน ทำาให้เกิด เป็ นผนังเซลล์ที่ไร้ชีวิต อยูช่ ้ นั นอกของเยือ่ หุ ม้ เซลล์ โดยมีเซลลูโลส เป็ นแกนนำาสำาคัญ ของผนังเซลล์พืชทุก ชนิด และมีสารอื่นๆ ปะปนอยู่

nuclear envelope

โครงสร้างเยือ่ หุ ม้ นิวเคลียส ( nuclear envelope)

endoplasmic reticulum

เอนโดพลาสมิก เรติคูลมั ( endoplasmic reticulum : ER) เป็ นออร์ แกเนล ที่มีผนังบาง 2 ชั้น มีความหนาน้อย กว่าเยือ่ หุ ม้ เซลล์ มีลกั ษณะ เป็ นท่อขดพับไปมา เป็ นออร์ แกเนล ที่เกี่ยวข้องกับ การสังเคราะห์โปรตีน ซึ่งไร โบโซม จะเกาะทางด้าน ไซโตซอลของเยือ่ หุ ม้ โปรตีนถูกสังเคราะห์ ข้ามเยือ่ หุ ม้ ของเอนโดพลาสมิก เรทิคิว ลัม นอกจากจะเป็ น ที่ให้ไรโบโซมเกาะอยูแ่ ล้ว ยังทำาหน้าท ี่สงั เคราะห์สาร ( sterols) และ phospholipids เป็ นสารที่จาำ เป็ น ของทุกๆเยือ่ หุ ม้ เอนโดพลาสมิก เรทิคิวลัม ยังทำาหน้าที่ ี่ขนถ่ายเอนไซม์ และโปรตีน

โมเลกุล เรี ยกว่า การหลัง่ สาร หรื อกระบวนการขับสาร ออกนอกเซลล์ ( secetion) ประกอบด้วย โครงสร้าง ระบบท่อ ที่มีการเชื่อมประสานกัน ทั้งเซลล์ส่วนของท่อยังติดต่อ กับเยือ่ หุ ม้ เซลล์ เยือ่ หุ ม้ นิวเคลียส และกอล จิบอดีดว้ ย ภายในท่อมีของเหลวซึ่งเรี ยกว่า ไฮยาโลพลาซึม (hyaloplasm) บรรจุอยู่ และพบในยฝุคารี โอต เท่านั้น ER แบ่งออกเป็ น 2 ชนิด คือ 1. เอนโดพลาสมิก เรติคูลมั ชนิดขรุ ขระ (rough endoplasmic reticulum : RER) เป็ นชนิดที่มี ไรโบโซมเกาะ หน้าที่ • การสังเคราะห์โปรตีน ของไรโบโซมที่เกาะอยู่ โดยมีกอลจิบอดี ( golgi body) • เป็ นตัวสะสม หรื อทำาให้มีขนาดพอเหมาะ ที่ส่งออกนอกเซลล์ • ลำาเลียงสาร ซึ่งได้แก่ โปรตีน ที่สร้างได้ และสารอื่นๆ เช่น ลิพิดชนิดต่างๆ ในเซลล์ที่เกิดใหม่ พบว่ามี RER มากกว่า SER แต่เมื่เซลล์มีอายุมากขึ้น พบว่า SER มากกว่า RER เชื่อกันว่า RER จะเปลี่ยนเป็ น SER เมื่อเซลล์มีอายุมากขึ้น 2. เอนโดพลาสมิก เรติคูลมั ชนิดเรี ยบ (smooth endoplasmic reticulum : SER) เป็ นชนิดที่ไม่มี ไรโบโซม เกาะ พบมากในเซลล ์ที่มีหน้าที่กาำ จัดสารพิษ และสร้างสารสเตอรอยด์ จึงพบในเซลล์ที่ต่อมหมวกไต เซลล์ แทรกของเลย์ดิกในอัณฑะ เซลล์รังไข่ และในเซลล์ของตับ และยังทำาหน้าที่ คือ ลำาเลียงสารต่างๆ เช่น RNA ลิพิด โปรตีน เนื่องจากผนังของ ER ยอมให้สารประกอบโมเลกุลใหญ่บางชนิด รวมทั้ง ลิปิด เอนไซม์ และโปรตีนผ่านเข้า ออกได้ จึงเป็ นทางผ่านของสาร และเกลือแร่ เข้าไปกระจายทัว่ เซลล์ รวมทั้งสารต่างๆ ยังอาจสะสมไว้ใน ER อีกด้วย และการขับของเสี ย ออกจากเซลล์ โดยผ่านทาง ER เรี ยกว่า เอกโซไซโทซิส ( exocytosis)