1.ยื่อหุ้มเซลล์
รูปที่ 3.8 โครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์
โครงสร้าง
-องค์ประกอบโปรตีนจะแทรกอยู่ในชั้นบน ส่วนกลาง หรือ ส่วนล่างของชั้นฟอสโฟลิพิด
-ห่อหุ้มของเเหลวและออร์แกเนลล์ส่วนใหญ่เอาไว้
-ควบคุมการผ่านเข้าออกของสารต่างๆ จากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่เซลล์
และภายในเซลล์ออกสู่ สิ่งแวดล้อม
-เป็นที่ยึดจับของสารโครงร่างเซลล์
(cytoskeleton) ทำให้เซลล์คงรูปอยู่ได้
-เป็นบริเวณรับ (receptor) ของสารบางชนิด
รูปที่ 3.9 การควบคุมการผ่านเข้าออกของสารของเยื่อหุ้มเซลล์
รูปที่ 3.10 องค์ประกอบของนิวเคลียส
รูปที่ 3.11 การจับโครโมโซม (สีฟ้า) ภายในนิวเคลียส
โดย เส้นใยสปินเดิลไฟเบอร์ (spindle fiber)
โดย เส้นใยสปินเดิลไฟเบอร์ (spindle fiber)
- ถูกห่อหุ้มด้วยเยื่อ 2 ชั้น ที่เรียกว่า เยื่อหุ้มนิวเคลียส (nuclear envelope) ทำให้
ส่วนประกอบในนิวเคลียสถูกแยกออกจากส่วนของไซโทพลาซึม
- บน เยื่อหุ้มนิวเคลียส มีรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 นาโนเมตร สำหรับการผ่าน
เข้าออก ของโปรตีน และหน่วยย่อยของไรโบโซม (ribosomal subunit)
- ภายในนิวเคลียสมีเส้นใยโครมาทิน ซึ่งประกอบด้วย DNA และโปรตีน
- เมื่อเซลล์เตรียมที่จะแบ่งตัว เส้นใยโครมาทินจะหดสั้น ทำให้กลายเป็นแท่งหนา
เรียกว่า โครโมโซม (chromosome) สามารถมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์
- โครงสร้างภายใน นิวเคลียสที่สามารถมองเห็นได้ชัดเจนที่สุด ขณะนิวเคลียสยัง
ไม่แบ่งตัว คือ นิวคลีโอลัส (nucleolus) นิวคลีโอลัส มีรูปร่างกลมถูกย้อมสีเข้ม เป็นที่
สำหรับสร้าง ไรโบโซม โดยทำการประกอบ rRNA เข้ากับโปรตีน
- ควบคุมการสังเคราะห์โปรตีน (โดยการสังเคราะห์ mRNA และ ส่งออกไปยัง
ไซโทพลาซึมทางรูที่เยื่อหุ้มนิวเคลียส ( nuclear pores ) ซึ่งจะกลายเป็นตัวกำหนด คุณลักษณะของเซลล์นั้น ๆ
3. ไรโบโซม
รูปที่ 3.12 ไรโบโซมในไซโทพลาสซึมและที่เกาะบน ER
- ประกอบด้วย 2 หน่วยย่อย คือ หน่วยใหญ่ (60 S) และหน่วยเล็ก (40 S) ซึ่งสร้างขึ้น
จาก rRNA และ โปรตีน
- สร้างในนิวคลีโอลัส
- เป็นที่สร้างโปรตีน
- มี 2 ชนิด คือ
1) ไรโบโซมที่อยู่เป็นอิสระใน ไซโทพลาซึม (ทำหน้าที่สร้างโปรตีนที่อยู่ใน
ไซโทพลาซึม)
2) ไรโบโซม ที่ติดอยู่บนร่างแหเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (ทำหน้าที่สร้างโปรตีน
อยู่ที่เยื่อหุ้มเซลล์ และโปรตีนที่จะถูกส่งออกไปยังนอกเซลล์)
4. เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม
รูปที่ 3.13 โครงสร้างเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม
1) เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบผิวเรียบ
- ไม่มีไรโบโซม เกาะอยู่บนผิวของ ER
- มีหน้าที่สร้างไขมัน อันได้แก่ ฟอสโฟลิปิด ฮอร์โมนเพศและสเตรอยด์
ฮอร์โมน
- เป็นที่สำหรับเก็บ Ca2+
- มีหน้าที่ในกระบวนการ เมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต
- มีเอนไซม์สำหรับทำลายพิษของยา
- พบมากที่ อัณฑะ (testis) รังไข่ (ovary) และผิวหนัง (skin)
2) เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบผิวขรุขระ
- มีไรโบโซม เกาะอยู่บนผิวของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม
- เป็นที่สำหรับให้สายของโพลีเพปไทด์ ที่จะถูกส่งออกนอกเซลล์มีการพับ ไปสู่รูปร่าง
3 มิติ ที่ถูกต้องก่อนที่จะถูกส่งออกไปยังกอลจิแอพพาราตัส
- เป็นที่สำหรับเติมคาร์โบไฮเดรต (โอลิโกแซคคาไรด์) ให้กับโปรตีนที่จะถูกส่งออก
นอกเซลล์ ซึ่งก็คือ ไกลโคโปรตีน
- โปรตีนที่จะออกจากเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม นั้นจะถูกห่อด้วย เยื่อหุ้มของ
เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมและกลายเป็นถุงเล็ก ๆ หลุดออกจากเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม
5. กอลจิแอพพาราตัส (golgi apparatus)
รูปที่ 3.14 โครงสร้างของกอลจิแอพาราตัส
รูปที่ 3.15 การเคลื่อนที่ของสารจาก ER ออกนอกเซลล์โดย
ผ่านการสร้างเวซิเคิล (vesicle)ในกอลจิแอพาราตัส
ที่มา |
- แบ่งออกเป็น
1) ด้านที่อยู่ใกล้กับ ER (cis face) จะรับถุงบรรจุโปรตีนที่ส่งมาจาก ER
2) ด้านที่อยู่ห่างจาก ER( trans face) จะทำการส่งถุงบรรจุโปรตีนที่ส่งมาจาก
ด้านที่อยู่ใกล้กับ ER ไปยังจุดหมายปลายทางต่าง ๆ ในเซลล์
แล้วมาตัดแต่ง ต่อเติม โปรตีนให้สมบูรณ์ จากนั้นจะทำการคัดเลือกโปรตีนที่มี โครงสร้างสมบูรณ์แล้วส่งไปยังจุดหมายปลายทางต่าง ๆ ทั้งภายในเซลล์ ภายนอกเซลล์ และที่เยื่อหุ้มเซลล์
6. ไลโซโซม (lysosome)
รูปที่ 3.16 การสร้างไลโซโซมจากกอลจิแอพาราตัส
โครงสร้าง
พอลิแซ็กคาไรด์ และกรดนิวคลีอิก
- pH ใน ไลโซโซม เท่ากับ 5 ซึ่ง เอนไซม์ไฮโดรไลซ์ ทำงานได้ดีที่สุดซึ่ง pH ใน
ไซโทพลาซึมเท่ากับ 7
- เอนไซม์ไฮโดรไลติก สร้างใน ER และส่งมายังไลโซโซมโดยผ่านทาง
กอลจิแอพพาราตัส
- การโอบกลืน(phagocytosis) เช่น การย่อยเซลล์แบคทีเรียที่ถูกจับกินโดย
เม็ดเลือดขาว
- การย่อยสลาย แมคโครโมเลกุล (macromolecule)
- การทำลาย ออร์แกเนลล์ ที่เสื่อมสภาพในเซลล์ (autophagy)
2) มีหน้าที่ใน กระบวนการทำลายเซลล์ที่หมดอายุหรือหน้าที่ (programmed destruction) เช่นในการเปลี่ยนรูปร่างของลูกอ๊อด เป็นกบ โดยไลโซโซมในเซลล์หาง ลูกอ๊อด จะทำลายส่วนหางให้หายไปขณะ เจริญเติบโตเป็นกบหรือ การหายไป ของพังผืด ระหว่างนิ้วมือของมนุษย์
7. เพอรอกซิโซม (peroxisome)
รูปที่ 3.17 ถุงเพอรอกซิโซมภายในเซลล์
- เป็นถุงที่บรรจุ เอนไซม์ออกซิไดซ์ (oxidizing enzyme) ที่ทำหน้าที่ย้ายไฮโดรเจนจาก
สารต่าง ๆ ไปให้แก่ออกซิเจนทำให้เกิดไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ (H2O2)
- ทำลายไขมัน
- ทำลาย H2O2 ที่เกิดขึ้นในเพอรอกซิโซม โดยเปลี่ยนเป็น H2O ด้วยเอนไซม์แคตาเลส (catalase enzyme)
8. แวคิวโอล (vacuole)
รูปที่ 3.18 แวคิวโอลภายในเซลล์พืช
- แวคิวโอล ในเซลล์พืชทำหน้าที่เก็บน้ำ
น้ำตาล เกลือ เม็ดสี (pigment) และสารพิษ
บางชนิด เพื่อป้องกันพืชจากสัตว์กินพืชเป็นอาหาร
- แวคิวโอล ในโปรโทซัวได้แก่ แวคิวโอลที่ทำหน้าที่ย่อยอาหาร(digestive
vacuoles)
หรือ แวคิวโอลที่ทำหน้าที่เก็บอาหาร (food vacuoles)
9. ไมโทคอนเดรีย (mitochondria)
รูปที่ 3.19 โครงสร้างไมโทคอนเดรีย
โครงสร้าง
- ถูกหุ้มด้วยเยื่อหุ้ม 2 ชั้น
- เยื่อหุ้มชั้นนอก (outer membrane ) มีลักษณะผิวเรียบ โมเลกุลขนาดเล็ก สามารถ
ผ่านได้ แต่โมเลกุลขนาดใหญ่ไม่สามารถผ่านได้
- เยื่อหุ้มชั้นใน (inner membrane) ผนังเยื่อหุ้มจะพับเป็นรอยจีบยื่นเข้าไปข้างใน
เรียกว่า คริสตี (cristae) ห่อหุ้มของเหลวที่เรียกว่า แมทริกซ์ (matrix)ไว้
- ระหว่างเยื่อหุ้มชั้นใน และ เยื่อหุ้มชั้นนอก เรียกว่า ช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์
(intermembrane space)
- คริสตีและแมทริกส์มีเอนไซม์ สำหรับการหายใจระดับเซลล์ (cellular respiration)
และเป็นที่สังเคราะห์ ATP
- มีไรโบโซม และDNAเป็นของตัวเอง
- มีจำนวนเพียง 1 อัน หรือ เป็นหลาย ๆ พันในเซลล์ เช่น ในเซลล์ตับ จะมีไมโทคอนเดรีย
มากถึง 2,500 อันต่อเซลล์
- ไมโทคอนเดรียภายในเซลล์ปกติจะมีการเคลื่อนไหว เปลี่ยนแปลงรูปร่าง และเพิ่ม
จำนวนของตัวมันเอง
หน้าที่
ภายในเซลล์ ซึ่งสามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้
C6H12O6 + O2
CO2
+ H2O + พลังงาน
10. คลอโรพลาสต์ (chloroplasts)
รูปที่ 3.20 โครงสร้างคลอโรพลาสต์
โครงสร้าง
- มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4-6 ไมโครเมตร ยาวประมาณ 1-5 ไมโครเมตร
- คลอโรพลาสต์ เป็น พลาสติด ชนิดหนึ่ง พลาสติด เป็นออร์แกเนลล์ ที่พบในพืช ซึ่งได้แก่
1) อะไมโลพลาสต์ (amyloplast) เป็นพลาสติด ที่ไม่มีสี พบที่รากและส่วนหัวของ พืช ทำหน้าที่เก็บสะสมแป้ง
2) โครโมพลาสต์ (chromoplast) มีรงควัตถุ สีแดง และสีส้มบรรจุอยู่ให้สีแดง และ
สีส้มแก่ผลไม้ ดอกไม้ และใบไม้ในฤดูใบไม้ร่วง
3) คลอโรพลาสต์ (chloroplast) มี รงควัตถุ สีเขียวเรียกว่า คลอโรฟิลล์
(chlorophyll) มีเอนไซม์ และโมเลกุลอื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง พบใน
ใบและ ส่วนอื่น ๆ ของพืชที่มีสีเขียว
- มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น คือ เยื่อหุ้มชั้นนอก และเยื่อหุ้มชั้นใน
- ภายในคลอโรพลาสต์ ประกอบด้วย ถุงแบน ๆ ที่เกิดจากเยื่อหุ้มชั้นใน เรียกว่าไทลาคอยด์ (thylakoid) วางซ้อนทับกันอยู่เป็นกอง ๆ ซึ่งแต่ละกอง ของไทลาคอยด์ เรียกว่า กรานัม (granum) ของเหลวที่บรรจุอยู่รอบ ๆ ไทลาคอยด์ เรียกว่าสโตรมา (stroma) ซึ่งจะมี DNA
ไรโบโซมของคลอโรพลาสต์ และเอนไซม์ที่ใช้ในการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรต
- คลอโรฟิลล์ อยู่ที่ เยื่อหุ้มไทลาคอยด์ (thylakoid membrane)
- เป็นที่เกิดกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
(photosynthesis)
- การสังเคราะห์ด้วยแสง คือ กระบวนการที่พลังงานแสงถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมี
คาร์โบไฮเดรต โดยสามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้
พลังงานแสง
+ CO2+ H2O C6H12O6
+ O2
11. สารโครงร่างของเซลล์ (cytoskeleton)
รูปที่ 3.21 สารโครงร่างเซลล์
- ทำหน้าที่คงรูปร่างของเซลล์ โดยทำให้เซลล์ทนต่อแรงอัดจากภายนอก
- เส้นใยโปรตีนที่ประกอบเป็นสารโครงร่างเซลล์ มี 3 ชนิด คือ ไมโครทูบูล
ไมโครฟิลาเมนต์ และอินเตอร์มีเดียทฟิลาเมนต์
รูปที่ 3.22 โครงสร้างของไมโครทูบูล ไมโครฟิลาเมนต์ และอินเตอร์มีเดียทฟิลาเมนต์
รูปที่ 3.23 ท่อไมโครทูบูล
ยาว 200 นาโนเมตร 250 นาโนเมตร
- ประกอบด้วยโปรตีนก้อนกลม (globular protein) ชื่อว่าทูบูลิน (tubulin) ซึ่งมี
2 หน่วยย่อย คือ แอลฟาทิวบูลิน (alpha tubulin) และบีตาทูบูลิน (beta tubulin)
- เซนโทรโซม (centrosome) เป็นศูนย์ควบคุมการประกอบไมโครทูบูล ซึ่ง
อยู่ใกล้ ๆ กับนิวเคลียส ภายในบริเวณ เซนโทรโซมจะพบเซนทริโอล จำนวน 1 คู่
เซนทริโอล 1 อัน มีรูปร่างเป็นทรงกระบอก ประกอบด้วยท่อไมโครทูบูล 3 ท่อ
จำนวน 9 ชุด มาเรียง ตัวกันเป็นวงแหวน ตรงกลางไม่มีท่อทูบูลิน เรียกโครงสร้าง
แบบนี้ว่า 9 + 0
- เซนทริโอล คู่นี้ จะวางตั้งฉากกันและเกี่ยวข้องกับการแยกโครโมโซม
ระหว่างการแบ่งตัวของเซลล์
- เซนโทรโซม ในเซลล์พืชส่วนใหญ่ไม่มีเซนทริโอล
รูปที่ 3.24 การจัดเรียงตัวของไมโครทูบูลในแฟลเจลลาและเบซัลบอดี
ที่มีโครงสร้างคล้ายเซนทริโอล
- ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวของซิเลีย และแฟลเจลลา ซึ่งส่งผลให้เซลล์ที่มีซิเลีย หรือ
แฟลเจลา เป็นส่วนประกอบเกิดการเคลื่อนที่ได้ (ไมโครทูบูลในซิเลีย และแฟลเจลลา จะมี
ีการเรียงตัวแบบ 9+2 ซึ่งประกอบด้วยไมโครทูบูล 2 ท่อ จำนวน 9 ชุด จัดเรียงตัว
เป็นวงแหวนโดยตรงกลาง มีท่อไมโครทูบูลจำนวน 2 ท่อวางอยู่
- ช่วยในการแยกโครโมโซมระหว่างเซลล์กำลังแบ่งตัว
- ช่วยในการเคลื่อนที่ของออร์แกเนลล์
รูปที่ 3.26 โครงสร้างแฟลเจลลา
รูปที่ 3.27 การโบกพัดซีเลียของพารามีเซียม
11.2 ไมโครฟิลาเมนต์ (microfilament
or actin filament)
รูปที่ 3.28 เส้นใยไมโครฟิลาเมนต์
รูปที่ 3.29 ไมโครฟิลาเมนต์ (สีเขียว) ช่วยคงรูปร่างของเซลล์
- ประกอบด้วยโปรตีนก้อนกลม ชื่อว่า แอคทิน (actin) โดย ไมโครฟิลาเมนต์ 1 เส้น ประกอบด้วย 2 สายของแอคทิน ที่พันกันเป็นเกลียว
- มีบทบาทสำคัญในการหดตัวของเซลล์กล้ามเนื้อ โดยมีไมโอซิน เป็น มอเตอร์ โมเลกุล (motor molecule)
- เป็นส่วนประกอบใน ไมโครวิลไล (microvilli) ของ เซลล์บุผิวภายในลำไส้ (intestinal cell) ทำหน้าที่เพิ่มพื้นที่ผิวให้แก่เซลล์บุผิวภายในลำไส้
- มีบทบาทในการเคลื่อนที่แบบอะมีบา (amoeboid movement) ของเซลล์ และทำให้เกิด รอยแยกสำหรับเซลล์ที่กำลังแบ่งตัว
- เกี่ยวข้องกับการไหลเวียนของไซโทพลาซึม ในเซลล์พืช (cytoplasmic streaming)
11.3 อินเตอร์มีเดียท ฟิลาเมนต์ (intermediate filament)
รูปที่ 3.30 เส้นใยอินเตอร์มีเดียทฟิลาเมนต์
- ประกอบด้วยโปรตีนที่อยู่ในกลุ่มเคอราติน (keratin family)
ไมโครฟิลาเมนต์
- ช่วยยึดออร์แกเนลล์ บางอย่างให้อยู่กับที่ เช่น นิวเคลียสถูกยึดให้อยู่ในกรงที่ทำด้วย
อินเตอร์ มีเดียท ฟิลาเมนต์
- สร้าง นิวเคลียร์ลาร์มินาร์ (nuclear larninar)
12. โครงสร้างผิวเซลล์ (cell surface structure)
เซลล์พืช รา สาหร่าย และแมทริกซ์นอกเซลล์ ( extracellular matrix) ที่พบในเซลล์สัตว์
รูปที่ 3.31 ตำแหน่งของชั้นผนังเซลล์
แบ่งออกเป็น
1. ผนังเซลล์ขั้นแรก (primary cell wall) ซึ่งประกอบด้วยเซลลูโลส ระหว่าง
ผนังเซลล์ขั้นแรก คือ ลาเมลลา (middle lamella) ซึ่งมี เพคติน (pectin) บรรจุ อยู่
ช่วยยึดเซลล์ให้อยู่ติดกัน
2. ผนังเซลล์ขั้นที่สอง (secondary cell wall) อยู่ระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ และ
ผนังเซลล์ขั้นแรก แข็ง และทนทานกว่า ผนังเซลล์ขั้นแรก มักพบลิกนินเป็น ส่วนประกอบ
ผนังเซลล์ขั้นที่สองนี้มักพบในไม้เนื้อแข็ง
12.2 แมทริกซ์นอกเซลล์
1) คอลลาเจน (collagen)
2) โพรทีโอไกลแคน (proteoglycan)
3) ไฟโบรเนคติน(fibronectin)
- ทำหน้าที่เชื่อมต่อกับบริเวณรับของอินทีกริน (integrin receptor) ในเยื่อหุ้มเซลล์และ
อินทีกรินก็เชื่อมต่อกับไซโทสเกเลตัน ทำให้เกิดการประสานระหว่างแมทริกซ์นอกเซลล์ และ
ไซโทพลาซึมภายในเซลล์ขึ้น
13. โครงสร้างเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ (junction between cells)
รูปที่ 3.32 โครงสร้างเชื่อมเซลล์ประเภทต่างๆ
- ช่วยให้ไซโทพลาสซึมระหว่างเซลล์แพร่ถึงกัน ทำให้สารต่าง ๆ
ในไซโทพลาสซึมเกิดการแลกเปลี่ยนกันระหว่างเซลล์
- เป็นโครงสร้างที่เกิดจากเยื่อหุ้มเซลล์ที่อยู่ติดกันเกิดการรวมตัวกัน
ป้องกันการรั่วไหลของของเหลวภายในเซลล์และนอกเซลล์เข้าหากัน
- ทำหน้าที่ตรึงเซลล์เข้าด้วยกัน โดยมี อินเตอร์มีเดียทฟิลาเมนต์ช่วยเพิ่ม
ความแข็งแรงให้แก่ เดสโมโซม
- เป็นช่องที่เกิดขึ้นระหว่างเซลล์ที่อยู่ติดกัน
- ทำให้สารและโมเลกุลสามารถเคลื่อนที่จาก เซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง
- กระแสไฟฟ้า สามารถเคลื่อนที่จากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง โดยผ่าน
ทางแกพจังชัน
