เซลล์และองค์ประกอบของเซลล์ (Cell and Cell Compositions) โดย อาจารย์วิภาดา ศรีเจริญ

What the Cells ?

What is “cell”? เซลล์(cell) เป็นหน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ตั้งแต่พืช สัตว์ สาหร่าย รา รวมทั้งจุลินทรีย์ต่างๆ ยกเว้น ไวรัส(ลัดดา,2547) All organisms consist of cell so... Cell is the basic structure and basic unit of every organisms

ร่างกายประกอบด้วยเซลล์หลากหลายชนิด แต่ละชิดมีรูปร่างและหน้าที่การทำงานที่แตกต่างกันออกไป ดังนี้ เซลล์ไข่ (Ovum) สเปิร์ม (Sperm) เซลล์กล้ามเนื้อเรียบ (Smooth muscle) เซลล์กระดูกแข็ง (Bone cell or Osteocyte) เซลล์เม็ดเลือดแดง (RBC) เซลล์ประสาท (Neuron) เซลล์ไขมัน (Fat cell) เซลล์ในระบบทางเดินอาหาร (Cells lining intestinal tract)

Smooth muscle Olfactory nerves Taste cell RBC

Nerve cell Muscle cell

ลำดับขั้นของการเกิดเป็น (Level of Organization) 1. Chemical and molecule level : เกิดจากอะตอมมีการเชื่อมต่อกันของอะตอมจนเกิดเป็นโมเลกุล 2. Cellular level : หน่วยที่เล็กที่สุดของร่างกายจัดเป็นหน่วยพื้นฐานและหน้าที่ของมนุษย์ เซลล์ต่าง ๆ มีหลายชนิด หลายรูปร่าง และหน้าที่ที่แตกต่างกัน 3. Tissue level : สูงกว่าระดับเซลล์ ประกอบขึ้นจากเซลล์ที่มีรูปร่างใกล้เคียงกัน เพื่อทำหน้าที่อย่างใดอย่างหนึ่ง เช่น กล้ามเนื้อหัวใจ 4. Organ level : อวัยวะเกิดจากการรวมตัวของเนื้อเยื่อตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป 5. System level : กลุ่มอวัยวะที่ทำหน้าที่ร่วมกัน 6. Organism level : ระดับสูงที่สุดเกิดจากทุระบบในร่างกายทำงานร่วมกัน โมเลกุล เซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะ ระบบ ร่างกาย

Level of Organization

Level of Organization

Cell the structure & function เซลล์ในร่างกายเป็นชนิด Eukayotic cell ซึ่งเป็นเซลล์ของ สิ่งมีชีวิตชั้นสูง ส่วนใหญ่เป็นเซลล์ร่างกาย (Somatic cell) ส่วนน้อยเป็นเซลล์เพศ (Sex cell)

ทุกเซลล์จะมีโครงสร้างพื้นฐาน 3 อย่างเหมือนกัน คือ องค์ประกอบของเซลล์ ทุกเซลล์จะมีโครงสร้างพื้นฐาน 3 อย่างเหมือนกัน คือ Nucleus Cytoplasm Cell membrane ภายในไซโทพลาสซึมยังมีโครงสร้างพื้นฐานขนาดเล็ก ที่ทำให้ เซลล์สามารถดำรงชีวิตหรือทำหน้าที่ของมันต่อไปได้ เรียก โครงสร้างนั้นว่า ออร์แกเนลล์(Organelle)

Nucleus ลักษณะค่อนข้างกลม มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น มีรูเล็กๆทำหน้าที่เป็นเยื่อ เลือกผ่านคัดเลือกสารต่างๆที่จะผ่านเข้า-ออกจากนิวเคลียส ภายในมีโครโมโซม บนโครโมโซมมีหน่วยพันธุกรรมหรือยีนอยู่ ควบคุมการทำงานและการเจริญเติบโตของเซลล์ ควบคุมการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม เป็นแหล่งสังเคราะห์สารพันธุกรรม และควบคุมการสังเคราะห์ โปรตีนภายในเซลล์ นิวเคลียส

นิวเคลียส (nucleus)

Cytoplasm องค์ประกอบที่อยู่ภายในเซลล์ทั้งหมด ยกเว้น Nucleus ไซโทพลาสซึมจะเป็นบริเวณที่อยู่ของออร์แกเนลล์ต่างๆของเซลล์ ซึ่งออร์แกเนลล์(Organelles) ทำหน้าที่คล้ายกับอวัยวะของเซลล์

หน้าที่ควบคุมปริมาณและชนิดของสารที่จะผ่านเข้าออก จากเซลล์ Plasma Membrane เป็นเยื่อบางๆ ประกอบด้วยสารประเภทโปรตีนและไขมัน มีรูขนาดเล็กๆมากมาย ทำหน้าที่คัดเลือกสารที่จะผ่านเข้า-ออก จากเซลล์ได้ จึงมีคุณสมบัติเป็นเยื่อเลือกผ่าน (semipermeable membrane หรือ selective permeable membrane) หน้าที่ควบคุมปริมาณและชนิดของสารที่จะผ่านเข้าออก จากเซลล์ แสดงขอบเขตของเซลล์ และห่อหุ้มส่วนประกอบใน เซลล์

Cell membrane หรือ plasma membrane การแทรกของโปรตีนทำให้เกิดช่องทางผ่านเข้าออก นอกจากนี้ยังเป็นตัวพา enzyme และสารต่างๆ Cell membrane หรือ plasma membrane เยื่อหุ้มเซลล์ โมเลกุลของไขมันและโปรตีนยึดเกาะกันด้วยพันธะโควาเลนต์ ไขมัน โปรตีน

ไมโทคอนเดรีย (mitocondria)

ไมโทคอนเดรีย (mitocondria) เป็นแหล่งผลิตสารที่ให้พลังงานสูงให้กับเซลล์ มีรูปร่างหลายแบบ ขึ้นกับชนิดของเซลล์ มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น ชั้นนอกเรียบ ชั้นในจะพับทบไปมาแล้วยื่นเข้าไป ด้านใน ภายในบรรจุของเหลวที่มีเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการหายใจ ระดับเซลล์ Mitochondria เป็นแหล่งผลิตพลังงาน (ATP) ให้แก่เซลล์ หรือเรียกว่า powerhouse of cell เปรียบได้กับโรงงานไฟฟ้าของเซลล์ mitochondria

Golgi complex หรือ Golgi body

Golgi complex หรือ Golgi apparatus มีลักษณะเป็นถุง (smooth membrane sac) หลายๆถุงที่มีเยื่อหุ้มหนึ่งชั้น เรียงซ้อนกันเป็นชั้น ๆ มีหน้าที่ เก็บสะสมสารที่เซลล์สร้างขึ้นก่อนที่จะปล่อยออกนอกเซลล์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสารประกอบไขมันและคาร์โบไฮเดรต มีการจัดเรียงตัวหรือจัดสภาพให้เหมาะสมกับสภาพของการใช้งาน vesicles แหล่งรวบรวมบรรจุสาร(package)

RER คือ ร่างแหเอนโดพลาสซึมชนิดขรุขระ 1. RER คือ ร่างแหเอนโดพลาสซึมชนิดขรุขระ เป็นชนิดที่มีไรโบโซม (ribosome)มาเกาะ โรงงานผลิตและลำเลียงโปรตีน หน้าที่ สังเคราะห์โปรตีนเพื่อส่งออกนอกเซลล์ 2. SER คือ ร่างแหเอนโดพลาสซึมชนิดเรียบ เป็นชนิดที่ผิวด้านนอกไม่มีมีไรโบโซมมาเกาะโรงงานผลิตและลำเลียงไขมันและสเตอรอยด์ มีหน้าที่สำคัญคือลำเลียงสารต่างๆ เช่น RNA ลิพิดโปรตีนสังเคราะห์สารพวกไขมันและสเตอรอยด์ฮอร์โมน นอกจากนี้ในเซลล์ตับยังช่วยในการกำจัดสารพิษบางชนิดด้วย

ไรโบโซม

เป็นออร์แกเนลล์ขนาดเล็ก ไม่มีเยื่อหุ้ม ทำหน้าที่สังเคราะห์โปรตีน ไรโบโซม (ribosome) เป็นออร์แกเนลล์ขนาดเล็ก ไม่มีเยื่อหุ้ม ทำหน้าที่สังเคราะห์โปรตีน พบไรโบโซฒเกาะอยู่ที่ผิวของออร์แกเนลล์อื่นที่ชื่อว่าเอนโดพลาสมิก เรติคูลัม

Centriole เป็นออร์แกเนลล์ทรงกระบอก 2 อัน Centriole แต่ละอันประกอบด้วยหลอดเล็ก ๆ เรียกว่า microtubule เรียงตัวกันเป็นกลุ่ม ๆ กลุ่มละ 3 หลอด มีทั้งหมด 9 กลุ่ม ส่วนบริเวณตรงกลางไม่มี microtubule อยู่เลย จึงเรียงการเรียงตัวของ microtubule แบบนี้ว่า 9+0 หน้าที่ ควบคุมการสร้าง และการทำงานของ microtubule โดยจะสร้างเส้นใยสปินเดิล (spindle fiber)

ไลโซโซม (Lysosome) เป็นออร์แกเนลล์ที่มีลักษณะเป็นถุงเล็ก ๆ (ภายในบรรจุ Hydrolytic Enzyme) Hydrolytic Enzyme ทำหน้าที่ย่อยอาหารภายในเซลล์เซลล์สามารถย่อยอาหาร ที่ไม่ต้องการ เช่น แบคทีเรีย ชิ้นส่วนของเซลล์ที่ตายแล้ว ย่อยเชื้อโรคหรือสิ่ง แปลกปลอมที่เข้ามาในเซลล์ c

microfilament มีลักษณะเป็นท่อยาว ๆและบาง มักอยู่รวมกันเป็นมัดใน cytoplasm เกิดจากสารประกอบโปรตีน ทำหน้าที่เกี่ยวกับการหดตัวของกล้ามเนื้อ ช่วยค้ำจุน และให้ความแข็งแรงกับเซลล์

(ขนส่งสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์) Integral proteins Carrier Proteins (ขนส่งสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์) Integral proteins (โปรตีนที่อยู่บนผิวของเซลล์ ทำหน้าที่เป็นเอนไซม์บางชนิด)

cell membrane transport Passive transport การเคลื่อนที่ของสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แบบไม่ใช้ พลังงาน ได้แก่ การแพร่ Simple diffusion Facilitated diffusion Active transport การเคลื่อนที่ของสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แบบไม่ใช้ พลังงาน จากความเข้มข้นของสารต่ำไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นสูง พลังงาน มาจากการสบาย ATP Primary active transport Secondary active transport Osmosis Endocytosis, Exocytosis

การแพร่แบบธรรมดา (Simple diffusion) เป็นการเคลื่อนที่ของสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า การแพร่จะยุติเมื่อความเข้มข้นของสาร ณ สองบริเวณนั้นเท่ากัน

การแลกเปลี่ยนก๊าซ ที่ปอด

การแพร่แบบเร่งรัด (Facilitated diffusion) เป็นการแพร่ผ่านเยื่อเซลล์โดยอาศัยตัวพา(carrier) หรือช่อง (chanels)ที่เยื่อเซลล์

พลังงานที่ใช้ในการขนส่ง อยู่ในรูปของพลังงานเคมี (ATP) Primary active transport พลังงานที่ใช้ในการขนส่ง อยู่ในรูปของพลังงานเคมี (ATP)

Secondary active transport พลังงานที่ใช้จะไม่ได้จากการสลายATP โดยตรง แต่มาจากการขนส่งโซเดียมไอออนตามความลาดเชิงความเข้มข้นเข้าสู่เซลล์

Osmosis การขนส่งน้ำจากด้านที่มีความเข้มข้นของสารละลายต่ำไปยังด้านที่มีความเข้มข้นของสารละลายสูงกว่า

Endocytosis เป็นการขนส่งสารจากภายนอกข้ามเยื่อเซลล์เข้าไปในเซลล์ โดยเยื่อเซลล์เว้าเข้าไปใน cytoplasm เป็นหลุม เยื่อเซลล์ที่ ปากหลุมยื่นออกมาโอบล้อมกับวัตถุหรือสารละลาย โดยวัตถุ หรือสารละลายที่อยู่ในหลุมจะถูกกลืนเข้าไปใน cytoplasm การขนส่งโดยวิธีนี้มี 3 แบบ - Pinocytosis - phagocytosis - Receptor- mediated endocytosis

Exocytosis กระบวนการที่เซลล์คัดหลั่งสารที่บรรจุอยู่ในถุงออกจากเซลล์

THE END