ทุกส่วนของเซลล์ทำอะไร

เนื้อหา

• ชิ้นส่วนของเซลล์
• เยื่อหุ้มเซลล์
• พลาสซึม
• นิวเคลียส
• mitochondria
• คลอโรพลา
• ไรโบโซม
• Golgi Bodies และ Organelles อื่น ๆ

เซลล์เป็นหน่วยการสร้างพื้นฐานของชีวิต น้อยกว่าบทกวีพวกเขาเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตที่รักษาคุณสมบัติพื้นฐานทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับชีวิตของตัวเอง (เช่นการสังเคราะห์โปรตีนการบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิงและสารพันธุกรรม) เป็นผลให้แม้จะมีขนาดเล็ก แต่เซลล์ก็ต้องทำหน้าที่หลากหลายทั้งการประสานงานและเป็นอิสระ ในทางกลับกันหมายความว่าพวกเขาจะต้องมีชิ้นส่วนทางกายภาพที่แตกต่างหลากหลาย

สิ่งมีชีวิต prokaryotic ส่วนใหญ่มีเพียงเซลล์เดียวในขณะที่ร่างของยูคาริโอตเช่นตัวคุณเองมีล้านล้าน เซลล์ยูคาริโอตมีโครงสร้างพิเศษที่เรียกว่าออร์แกเนลล์ซึ่งรวมถึงเมมเบรนที่คล้ายกับเซลล์ที่อยู่รอบ ๆ เซลล์ทั้งหมด ออร์แกเนลล์เหล่านี้เป็นเซลล์ที่มีกองกำลังพื้นดินอย่างต่อเนื่องทำให้แน่ใจว่าทุกเซลล์จะได้พบกับความต้องการในทันที

ชิ้นส่วนของเซลล์

เซลล์ทั้งหมดมีอย่างน้อยที่สุดคือเยื่อหุ้มเซลล์สารพันธุกรรมและไซโตพลาสซึมหรือที่เรียกว่า cytosol สารพันธุกรรมนี้เป็นกรด deoxyribonucleic หรือ DNA ในโปรคาริโอต DNA จะถูกรวมกลุ่มในส่วนหนึ่งของไซโตพลาสซึม แต่ไม่ได้ถูกหุ้มด้วยเมมเบรนเนื่องจากยูคาริโอตมีนิวเคลียสเท่านั้น เซลล์ทั้งหมดมีเยื่อหุ้มเซลล์ที่ประกอบด้วย bilol phospholipid; เซลล์ prokaryotic มีผนังเซลล์โดยตรงนอกเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อเพิ่มความเสถียรและการป้องกัน เซลล์ของพืชซึ่งมีเชื้อราและสัตว์เป็นยูคาริโอตก็มีผนังเซลล์เช่นกัน

เซลล์ทั้งหมดยังมีไรโบโซม ในโปรคาริโอตสิ่งเหล่านี้ลอยได้อย่างอิสระในไซโตพลาสซึม ในยูคาริโอตพวกมันมักถูกผูกไว้กับเอนโดพลาสมิก reticulum ไรโบโซมมักจัดเป็นประเภทของออร์แกเนลล์ แต่ในบางรูปแบบพวกมันไม่มีคุณสมบัติเช่นนี้เพราะขาดเยื่อหุ้มเซลล์ การติดฉลากไรโบโซมออร์แกเนลล์ทำให้โครงการ "ยูคาริโอตเท่านั้นมีออร์แกเนลล์" ที่สอดคล้องกัน ยูคาริโอตออร์แกเนลล์เหล่านี้รวมถึงนอกเหนือจาก endoplasmic reticulum, mitochondria (หรือในพืชคลอโรพลาสต์), ร่างกาย Golgi, lysosomes, แวคิวโอลและโครงกระดูก

เยื่อหุ้มเซลล์

เยื่อหุ้มเซลล์เรียกว่าพลาสมาเมมเบรนเป็นขอบเขตทางกายภาพระหว่างสภาพแวดล้อมภายในเซลล์และโลกภายนอก อย่างไรก็ตามอย่าเข้าใจผิดว่าการประเมินขั้นพื้นฐานนี้สำหรับข้อเสนอแนะว่าบทบาทของเยื่อหุ้มเซลล์นั้นเป็นเพียงการป้องกันหรือว่าเยื่อหุ้มเซลล์เป็นเพียงบางส่วนของคุณสมบัติโดยพลการ คุณสมบัติของเซลล์ทั้งหมดนี้โปรคาริโอตและยูคาริโอตเป็นผลิตภัณฑ์ของวิวัฒนาการไม่กี่พันล้านปีและในความเป็นจริงแล้วเป็นสิ่งมหัศจรรย์ที่มีความหลากหลายและมีชีวิตชีวาซึ่งทำงานได้เหมือนเอนทิตีที่มีสติปัญญาแท้กว่าอุปสรรคเพียงอย่างเดียว

เยื่อหุ้มเซลล์ที่มีชื่อเสียงประกอบด้วยฟอสโฟลิปิดบิเดอเรย์ซึ่งหมายความว่ามันประกอบด้วยสองชั้นที่เหมือนกันซึ่งประกอบขึ้นจากโมเลกุลฟอสโฟลิปิด แต่ละชั้นเดียวมีความไม่สมดุลประกอบด้วยโมเลกุลเดี่ยว ๆ ที่มีความสัมพันธ์กับปลาหมึกหรือลูกโป่งที่มีพู่อยู่สองสามชั้น "หัว" คือส่วนฟอสเฟตซึ่งมีความไม่สมดุลของค่าเคมีไฟฟ้าสุทธิและถือว่าเป็นขั้ว เนื่องจากน้ำเป็นขั้วและเนื่องจากโมเลกุลที่มีคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าที่คล้ายกันมีแนวโน้มที่จะรวมเข้าด้วยกันส่วนหนึ่งของฟอสโฟลิพิดนี้จะถือว่าเป็นน้ำ "หาง" เป็นไขมันโดยเฉพาะกรดไขมันคู่หนึ่ง ตรงกันข้ามกับฟอสเฟตสิ่งเหล่านี้ไม่มีประจุและไม่ชอบน้ำ ฟอสเฟตนั้นจะถูกยึดติดกับด้านหนึ่งของสารตกค้างกลีเซอรอลสามคาร์บอนที่อยู่ตรงกลางของโมเลกุลและกรดไขมันทั้งสองจะถูกรวมเข้ากับอีกด้านหนึ่ง

เนื่องจากไขมันที่ไม่เข้ากับน้ำนั้นเชื่อมโยงกันตามธรรมชาติในการแก้ปัญหา Bilayer จึงถูกจัดตั้งขึ้นเพื่อให้ชั้นฟอสเฟตสองชั้นหันออกไปด้านนอกและไปสู่การตกแต่งภายในเซลล์ในขณะที่ชั้นไขมันทั้งสองชั้นรวมกันที่ด้านในของ bilayer ซึ่งหมายความว่าเมมเบรนสองชั้นจะถูกจัดเรียงเป็นภาพสะท้อนในกระจกเช่นเดียวกับร่างกายทั้งสองด้านของคุณ

เมมเบรนไม่เพียง แต่ป้องกันไม่ให้สารอันตรายเข้าถึงภายใน มันสามารถดูดซึมได้อย่างดีเยี่ยมช่วยให้ได้รับสารสำคัญ แต่ยังสามารถป้องกันคนอื่น ๆ เช่นคนโกหกที่ไนท์คลับยอดนิยม นอกจากนี้ยังมีการคัดเลือกให้มีการกำจัดของเสีย โปรตีนบางตัวที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่เป็นเครื่องสูบไอออนเพื่อรักษาสมดุล (สมดุลทางเคมี) ภายในเซลล์

พลาสซึม

พลาสซึมของเซลล์หรือที่เรียกว่าไซโตสแทนหมายถึงสตูว์ที่ส่วนประกอบต่างๆของเซลล์ "ว่ายน้ำ" เซลล์ทั้งหมดโปรคาริโอตและยูคาริโอตมีไซโตพลาสซึมโดยที่เซลล์ไม่สามารถมีความสมบูรณ์ของโครงสร้างได้มากกว่าบอลลูนที่ว่างเปล่า

หากคุณเคยเห็นขนมเจลาตินที่มีผลไม้ฝังอยู่ข้างในคุณอาจคิดว่าเจลาตินนั้นเป็นไซโตพลาสซึมผลไม้เป็นออร์แกเนลล์และจานที่ถือเจลาตินเป็นเยื่อหุ้มเซลล์หรือผนังเซลล์ ความคงตัวของไซโตพลาสซึมมีลักษณะเป็นน้ำและเรียกอีกอย่างว่าเมทริกซ์ โดยไม่คำนึงถึงชนิดของเซลล์ในคำถามไซโตพลาสซึมมีความหนาแน่นสูงกว่าของโปรตีนและโมเลกุล "เครื่องจักร" มากกว่าน้ำทะเลหรือสภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิตซึ่งเป็นข้อพิสูจน์ถึงงานที่เยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่รักษาสภาวะสมดุล (อีกคำสำหรับ "ดุลยภาพ" ที่ใช้กับสิ่งมีชีวิต) ภายในเซลล์

นิวเคลียส

ในโปรคาริโอตซึ่งเป็นสารพันธุกรรมของเซลล์ DNA ที่ใช้ในการทำซ้ำและควบคุมส่วนที่เหลือของเซลล์เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์โปรตีนสำหรับสิ่งมีชีวิตพบได้ในไซโตพลาสซึม ในยูคาริโอตมันอยู่ในโครงสร้างที่เรียกว่านิวเคลียส

นิวเคลียสถูกแยกออกจากไซโตพลาสซึมโดยซองจดหมายนิวเคลียร์ซึ่งมีลักษณะทางกายภาพคล้ายกับเซลล์พลาสมาเมมเบรน ซองจดหมายนิวเคลียร์ประกอบด้วยรูขุมขนนิวเคลียร์ที่อนุญาตให้มีการไหลเข้าและออกของโมเลกุลบางอย่าง ออร์แกเนลล์นี้มีขนาดใหญ่ที่สุดในเซลล์ใด ๆ คิดเป็นปริมาณมากถึง 10% ของปริมาตรเซลล์และสามารถมองเห็นได้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์ที่ทรงพลังพอที่จะเปิดเผยเซลล์ได้ นักวิทยาศาสตร์รู้จักการมีอยู่ของนิวเคลียสมาตั้งแต่ยุค 1830

ภายในนิวเคลียสคือโครมาตินชื่อของแบบฟอร์มดีเอ็นเอใช้เมื่อเซลล์ไม่ได้เตรียมที่จะแบ่ง: ขด แต่ไม่แยกออกเป็นโครโมโซมที่ปรากฏชัดเจนในกล้องจุลทรรศน์ นิวเคลียสเป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสที่มี recombinant DNA (rDNA) ซึ่งเป็น DNA ที่อุทิศให้กับการสังเคราะห์ ribosomal RNA (rRNA) ในที่สุดนิวคลีโอพลาสซึมเป็นสารที่มีน้ำอยู่ภายในซองนิวเคลียร์ซึ่งคล้ายกับไซโตพลาสซึมในเซลล์ที่เหมาะสม

นอกเหนือจากการจัดเก็บสารพันธุกรรมนิวเคลียสจะกำหนดเวลาที่เซลล์จะแบ่งและทำซ้ำ

mitochondria

ไมโตคอนเดรียพบในยูคาริโอตของสัตว์และเป็นตัวแทนของ "โรงไฟฟ้า" ของเซลล์เนื่องจากออร์แกเนลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเหล่านี้เป็นที่ซึ่งการหายใจแบบใช้ออกซิเจนเกิดขึ้น การหายใจแบบแอโรบิคสร้างโมเลกุลเอทีพี 36 ถึง 38 หรืออะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (แหล่งพลังงานหลักของเซลล์) สำหรับโมเลกุลกลูโคสทุกโมเลกุล ในทางกลับกัน glycolysis ซึ่งไม่ต้องการออกซิเจนในการดำเนินการสร้างเพียงประมาณหนึ่งในสิบของพลังงานมากนี้ (4 ATP ต่อโมเลกุลกลูโคส) แบคทีเรียสามารถผ่าน glycolysis เพียงอย่างเดียว แต่ยูคาริโอตไม่สามารถทำได้

การหายใจแบบแอโรบิกเกิดขึ้นในสองขั้นตอนในสองตำแหน่งที่แตกต่างกันภายในไมโตคอนเดรีย ขั้นตอนแรกคือวงจร Krebs ชุดของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเมทริกซ์ยลซึ่งคล้ายกับนิวคลีโอพลาสซึมหรือพลาสซึมของไซโตพลาสซึมที่อื่น ในวงจร Krebs - เรียกว่าวงจรกรดซิตริกหรือวัฏจักรกรด tricarboxylic - สองโมเลกุลของ pyruvate ซึ่งเป็นโมเลกุลสามคาร์บอนที่ผลิตใน glycolysis ป้อนเมทริกซ์สำหรับทุกโมเลกุลของกลูโคสหกคาร์บอนที่บริโภค ที่นั่นไพรูเวตผ่านวัฏจักรของปฏิกิริยาที่ก่อให้เกิดวัสดุสำหรับวงจร Krebs ต่อไปและที่สำคัญกว่านั้นคือพาหะอิเล็กตรอนพลังงานสูงสำหรับขั้นตอนต่อไปในเมแทบอลิซึมแอโรบิกซึ่งเป็นห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน ปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นที่เยื่อหุ้มยลและเป็นวิธีการที่โมเลกุลเอทีพีถูกปลดปล่อยในระหว่างการหายใจแบบใช้ออกซิเจน

คลอโรพลา

สัตว์พืชและเชื้อราเป็นยูคาริโอตของโน้ตซึ่งปัจจุบันอาศัยอยู่ในโลก ในขณะที่สัตว์ใช้ประโยชน์จากกลูโคสและออกซิเจนเพื่อสร้างเชื้อเพลิงน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์พืชใช้ประโยชน์จากน้ำคาร์บอนไดออกไซด์และพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตพลังงานของออกซิเจนและกลูโคส หากการจัดเรียงนี้ไม่เหมือนความบังเอิญก็ไม่ใช่ พืชกระบวนการใช้สำหรับความต้องการทางเมตาบอลิซึมของพวกเขาเรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจแบบใช้ออกซิเจนเป็นหลักวิ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม

เนื่องจากเซลล์พืชไม่สลายกลูโคสโดยใช้ผลิตภัณฑ์ออกซิเจนพวกเขาไม่มีหรือต้องการไมโตคอนเดรีย แต่พืชมีคลอโรพลาสต์ซึ่งเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมีแทน เซลล์พืชแต่ละเซลล์มี 15 หรือ 20 ถึงประมาณ 100 คลอโรพลาสต์ซึ่งเหมือนกับไมโตคอนเดรียในเซลล์สัตว์เชื่อว่ามีอยู่ครั้งหนึ่งว่าเป็นแบคทีเรียยืนฟรีในสมัยก่อนยูคาริโอตที่วิวัฒนาการมาหลังจากกลืนสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ เหล่านี้ เครื่องจักรเป็นของตัวเอง

ไรโบโซม

หากไมโตคอนเดรียเป็นพืชพลังงานของเซลล์ไรโบโซมเป็นโรงงาน ไรโบโซมไม่ได้ถูกห่อหุ้มด้วยเยื่อดังนั้นจึงไม่ใช่เทคนิคออร์แกเนลล์ แต่มักจะถูกจัดกลุ่มด้วยออร์แกเนลล์ที่แท้จริงเพื่อความสะดวก

ไรโบโซมพบในไซโตพลาสซึมของโปรคาริโอตและยูคาริโอต แต่หลังพวกมันมักจะติดอยู่กับเอนโดพลาสซึม reticulum พวกเขาประกอบด้วยโปรตีนประมาณ 60 เปอร์เซ็นต์และประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์อาร์เอ็นเอ rRNA เป็นกรดนิวคลีอิกเช่น DNA, messenger RNA (mRNA) และ transfer RNA (tRNA)

ไรโบโซมนั้นมีเหตุผลง่าย ๆ เพียงประการเดียว: เพื่อผลิตโปรตีน พวกเขาทำสิ่งนี้ผ่านกระบวนการแปลซึ่งเป็นการแปลงคำสั่งทางพันธุกรรมในรหัส rRNA ผ่าน DNA เป็นผลิตภัณฑ์โปรตีน Ribosomes ประกอบโปรตีนจากกรดอะมิโน 20 ชนิดในร่างกายซึ่งแต่ละชนิดถูกปิดลงสู่ไรโบโซมด้วย tRNA ชนิดใดชนิดหนึ่ง ลำดับที่เพิ่มกรดอะมิโนเหล่านี้ถูกระบุโดย mRNA ซึ่งแต่ละชนิดเก็บข้อมูลที่ได้มาจากยีน DNA เดี่ยวนั่นคือความยาวของ DNA ที่ทำหน้าที่เป็นสีน้ำเงินสำหรับผลิตภัณฑ์โปรตีนเดี่ยวไม่ว่าจะเป็นเอนไซม์ ฮอร์โมนหรือเม็ดสีตา

การแปลถือว่าเป็นส่วนที่สามและสุดท้ายของสิ่งที่เรียกว่าความเชื่อหลักของชีววิทยาขนาดเล็ก: DNA สร้าง mRNA และ mRNA ทำให้หรืออย่างน้อยก็มีคำแนะนำสำหรับโปรตีน ในโครงร่างที่ยิ่งใหญ่ไรโบโซมเป็นเพียงส่วนเดียวของเซลล์ที่อาศัย RNA ทั้งสามประเภทมาตรฐาน (mRNA, rRNA และ tRNA) พร้อมกันเพื่อให้สามารถทำงานได้

Golgi Bodies และ Organelles อื่น ๆ

ออร์แกเนลล์ที่เหลือส่วนใหญ่เป็นถุงหรือสิ่งมีชีวิตบางชนิด ร่างกาย Golgi ซึ่งมีการจัดเรียงแบบ "แพนเค้ก - กอง" ในการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์มีโปรตีนที่เพิ่งสังเคราะห์ใหม่ ร่างกาย Golgi ปล่อยสิ่งเหล่านี้ในถุงเล็ก ๆ โดยการบีบสิ่งเหล่านี้ออก, ณ จุดนี้ร่างเล็ก ๆ เหล่านี้มีพังผืดปิดของตัวเอง ถุงเล็ก ๆ เหล่านี้ส่วนใหญ่จะม้วนในเอนโดพลาสซึมเรติเคิลซึ่งเป็นเหมือนระบบทางหลวงหรือทางรถไฟสำหรับเซลล์ทั้งหมด Endoplasmic บางชนิดมีไรโบโซมจำนวนมากติดอยู่ทำให้พวกมันมีลักษณะ "หยาบ" ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ดังนั้นออร์แกเนลล์เหล่านี้ใช้ชื่อ reticulum endoplasmic หรือ RER ที่หยาบ ในทางตรงข้าม reticulum endoplasmic ไรโบโซมฟรีเรียกว่า reticulum เรียบ endoplasmic หรือ SER

เซลล์ยังมีไลโซโซม, ถุงที่มีเอ็นไซม์ที่ทรงพลังซึ่งจะทำลายของเสียหรือผู้เยี่ยมชมที่ไม่ต้องการ เหล่านี้เป็นเหมือนคำตอบของมือถือสำหรับทีมทำความสะอาด