เซลล์ของสิ่งมีชีวิต

[CM4869]

เซลล์ของสิ่งมีชีวิต

ประวัติการค้นพบเซลล์
– กาลิเลโอ ประดิษฐ์แว่นกำลังขยาย 2-5 เท่า ส่องดูสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ
– Janssen ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ ชนิดเลนส์ประกอบ ซึ่งประกอบด้วย แว่นขยาย 2 อัน
– Robert Hooke ได้ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ ชนิดเลนส์ประกอบ ตรวจดูไม้คอร์กที่ฝานบางๆ ด้วยมีดโกน พบว่า ไม้คอร์กประกอบด้วย ช่องเล็กๆ มากมาย เขาเรียกช่องเล็กๆ เหล่านั้นว่า “cell” ซึ่งหมายความถึง ห้องว่างๆ หรือห้อง ฮุคจึงได้ชื่อว่า เป็นผู้ตั้งชื่อเซลล์

– Leeuwenhoek ชาวฮอลันดา ได้สร้างกล้องจุลทรรศน์ ชนิดเลนส์เดี่ยว จากแว่นขยายที่เขาฝนเอง ซึ่งสามารถขยายได้ถึง 270 เท่า ใช้ตรวจดูหยดน้ำ จากบึง และแม่น้ำ และจากน้ำฝน ที่รองเก็บไว้ในหม้อ เห็นสิ่งมีชีวิต ชนิดเล็กๆ มากมาย คือ พบแบคทีเรีย สาหร่าย โพรโทซัว สัตว์น้ำขนาดเล็ก แล้วยังส่องดูสิ่งต่างๆ เช่น เม็ดโลหิตแดง เซลล์สืบพันธุ์ ของสัตว์เพศผู้ กล้ามเนื้อ เป็นต้น จึงได้ส่งข้อมูลเผยแพร่ ทำให้ได้ชื่อว่าเป็นคนพบ จุลินทรีย์เป็นคนแรก
- Theodor Schwann นักสัตววิทยาชาวเยอรมัน ศึกษาเนื้อเยื่อ ของสัตว์หลายๆ ชนิด แล้วสรุปได้ว่า เนื้อเยื่อสัตว์ทุกชนิด ประกอบด้วยเซลล์ ดังนั้น ชวันน์และชไลเดน จึงร่วมกันตั้ง ทฤษฎีเซลล์ (Cell theory)
ทฤษฎีเซลล์ (Cell theory) มีใจความสำคัญคือ “สิ่งมีชีวิตทั้งหลายประกอบด้วยเซลล์ และเซลล์คือหน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต” (All animals and plants are composed of cells and products)

ทฤษฎีเซลล์
ทฤษฎีเซลล์ ตั้งโดย ชวันน์และชไลเดน มีใจความว่า สิ่งมีชีวิตทั้งหลายประกอบขึ้นด้วยเซลล์และเซลล์คือหน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดและทฤษฎีเซลล์ในปัจจุบันยังครอบคลุมถึงใจความสำคัญ 3 ประการคือ
1. สิ่งมีชีวิตทั้งหลายอาจมีเซล์เดียวหรือหลายเซลล์ และภายในเซลล์มีสารพันธุกรรมและมีกระบวนการเมแทบอลิซึม ทำให้สิ่งมีชีวิตนั้นดำรงอยู่ได้
2. เซลล์เป็นหน่วยพื้นฐานที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตที่มีการจัดระบบการทำงานภายใจเซลล์และโครงสร้างของเซลล์
3. เซลล์ต่าง ๆ มีกำเนิดมาจากเซลล์เริ่มแรกโดยการแบ่งเซลล์ของเซลล์เดิม (ตามทฤษฎีวิวัฒนาการของสารอินทรีย์ พบว่าสิ่งมีชีวิตแรกเริ่มเกิดมาจากสิ่งไม่มีชีวิต) แต่นักชีววิทยายังคงถือว่าการเพิ่มขึ้นของจำนวนเซลล์เป็นผลสืบเนื่องมาจากเซลล์รุ่นก่อน ๆ
ชนิดของเซลล์
• Prokaryotic cells เซลล์ของสิ่งมีชีวิตชั้นต่ำ พวกแบคทีเรีย สาหร่ายสีเขียว แกมน้ำเงิน และไมโครพลาสมา ลักษณะเด่นคือ ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส และ เยื่อหุ้มออแกเนลล์ ลักษณะเซลล์จะค่อนข้างเล็ก มีขนาด 0.2-10 ไมโครเมตร
• Eukaryotic cells เซลล์มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส และมีออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มได้แก่ เห็ด รา เซลล์ของพืช และสัตว์ทั่วๆไป มีขนาด 10-100ไมโครเมตร
ตารางเปรียบเทียบ
ลักษณะ เซลล์โปรคาริโอต เซลล์ยูคาริโอต
กลุ่มสิ่งมีชีวิต แบคทีเรีย, สาหร่ายสีเขียว แกมน้ำเงิน(ไซยาโนแบคทีเรีย) สาหร่าย, รา, โปรโตซัว, พืช, สัตว์
ขนาด เส้นผ่านศูนย์กลาง น้อยกว่า 5 ไมโครเมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง มากกว่า 5 ไมโครเมตร
การไหลเวียนของไซโตพลาสซึม ไม่มี มี
ไมโทคอนเดรีย,คลอโร พลาสต์,กอลจิบอดี, ER, แวคิวโอลที่มีเยื่อหุ้ม ไม่มี มี(คลอโรพลาสต์มีในเซลล์บางชนิด)
ไรโบโซม 70 S กระจายในไซโตพลาสซึม 80 S เกาะตามเยื่อหุ้ม เช่น ER70S ในไมโตคอนเดรีย และคลอโรพลาสต์
โครงสร้างนิวเคลียส ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส, มีโครโมโซม เป็นวงกลมเส้นเดียว,โครโมโซม ไม่มีฮีสโตน ไม่มีการแบ่งเซลล์แบบไมโตซิส มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส, มีโครโมโซมมากกว่า 1 เส้น,มีฮีสโตน , มีการแบ่งนิวเคลียสแบบไมโตซิส
อวัยวะในการเคลื่อนที่ เส้นใยไฟบริลสานกันง่ายๆ ประกอบด้วย แฟลกเจลลิน (flagelin) ประกอบด้วยไมโครทิวบูล มาเรียงกันในลักษณะ9+2
เยื่อหุ้มเซลล์ โดยทั่วไปไม่มีสเตอรอล เป็นองต์ประกอบ, บางส่วนทำหน้าที่ เกี่ยวกับการหายใจ, เซลล์บางชนิด ทำหน้าที่สังเคราะห์ด้วยแสง มีสเตอรอลเป็นองค์ประกอบ, ไม่ทำหน้าที่หายใจ และสังเคราะห์แสง

บทที่ 3 การแบ่งเซลล์

การแบ่งเซลล์

การแบ่งเซลล์มี 2 ขั้นตอน คือ

1. การแบ่งนิวเคลียส (Karyokinesis) จะมี 2 แบบ

1.1 การแบ่งแบบ ไมโทซิส (mitosis)

1.2 การแบ่งแบบ ไมโอซิส ( meiosis)


ไมโทซิส ไมโอซิส
1. โดยทั่วไป เป็นการแบ่งเซลล์ของร่างกาย เพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ เพื่อการเจริญเติบโต หรือการสืบพันธุ์ ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว 1. โดยทั่วไป เกิดกับเซลล์ ที่จะทำหน้าที่ ให้กำเนิดเซลล์สืบพันธุ์ จึงเป็นการแบ่งเซลล์ เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์
2. เริ่มจาก 1 เซลล ์แบ่งครั้งเดียวได้เป็น 2 เซลล์ใหม่ 2. เริ่มจาก 1 เซลล์ แบ่ง 2 ครั้ง ได้เป็น 4 เซลล์ใหม่
3. เซลล์ใหม่ที่เกิดขึ้น 2 เซลล์ สามารถแบ่งตัวแบบไมโทซิสได้อีก 3. เซลล์ใหม่ที่เกิดขึ้น 4 เซลล์ ไม่สามารถแบ่งตัวแบบไมโอซิสได้อีก แต่อาจแบ่งตัวแบบไมโทซิสได้
4. การแบ่งแบบไมโทซิส จะเริ่มเกิดขึ้นตั้งแต่ ระยะไซโกต และสืบเนื่องกันไปตลอดชีวิต 4. ส่วนใหญ่จะแบ่งไมโอซิส เมื่ออวัยวะสืบพันธุ์เจริญเต็มที่แล้ว หรือเกิดในไซโกต ของสาหร่าย และราบางชนิด
5. จำนวนโครโมโซม หลังการแบ่งจะเท่าเดิม (2n) เพราะไม่มีการแยกคู่ ของโฮโมโลกัสโครโมโซม 5. จำนวนโครโมโซม จะลดลงครึ่งหนึ่งในระยะไมโอซิส เนื่องจากการแยกคู่ ของโฮโมโลกัสโครโมโซม ทำให้เซลล์ใหม่มีจำนวนโครโมโซมครึ่งหนึ่ง ของเซลล์เดิม (n)
6. ไม่มีไซแนปซิส ไม่มีไคแอสมา และไม่มีครอสซิงโอเวอร์ 6. เกิดไซแนปซิส ไคแอสมา และมักเกิดครอสซิงโอเวอร์
7. ลักษณะของสารพันธุ์กรรม (DNA) และโครโมโซมในเซลล์ใหม่ ทั้งสองจะเหมือนกันทุกประการ 7. ลักษณะของสารพันธุกรรม และโครโมโซมในเซลล์ใหม่ อาจเปลี่ยนแปลง และแตกต่างกัน ถ้าเกิดครอสซิงโอเวอร์

2. การแบ่งไซโทพลาสซึม (Cytokinesis) มี 2 แบบ คือ

2.1 แบบที่เยื่อหุ้มเซลล์คอดกิ่วจาก 2 ข้าง เข้าใจกลางเซลล์ เรียกว่าแบบ furrow type ซึ่งพบในเซลล์สัตว์
2.2 แบบที่มีการสร้างเซลล์เพลท (cell plate) มาก่อตัว บริเวณกึ่งกลางเซลล์ขยายไป 2 ข้างของเซลล์ เรียกว่าแบบ cell plate type ซึ่งพบในเซลล์พืช