ออร์แกเนลล์เยื่อหุ้มเซลล์

ออร์แกเนลล์ของเซลล์

ออร์แกเนลล์ (organellae) เป็นโครงสร้างจุลภาคที่จำเป็นสำหรับเซลล์ทั้งหมด โดยทำหน้าที่สำคัญบางประการ ออร์แกเนลล์มีเยื่อหุ้มเซลล์และไม่มีเยื่อหุ้มเซลล์ ออร์แกเนลล์เยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งแยกจากไฮอาโลพลาซึมโดยรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ ได้แก่ เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม อุปกรณ์ตาข่ายภายใน (คอมเพล็กซ์โกลจิ) ไลโซโซม เปอร์ออกซิโซม และไมโตคอนเดรีย

ออร์แกเนลล์เยื่อหุ้มเซลล์

ออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมดถูกสร้างขึ้นจากเยื่อหุ้มเซลล์พื้นฐาน ซึ่งหลักการจัดระเบียบของเยื่อหุ้มเซลล์นั้นคล้ายกับโครงสร้างของไซโทเลมมา กระบวนการทางไซโทสรีรวิทยาเกี่ยวข้องกับการยึดเกาะ การหลอมรวม และการแยกตัวของเยื่อหุ้มเซลล์อย่างต่อเนื่อง ในขณะที่การยึดเกาะและการรวมกันของเยื่อหุ้มเซลล์ที่มีโครงสร้างเหมือนกันเท่านั้นจึงเป็นไปได้ ดังนั้น ชั้นนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ของออร์แกเนลล์ใดๆ ที่หันหน้าเข้าหาไฮอาโลพลาซึมจะเหมือนกับชั้นในของไซโทเลมมา และชั้นในที่หันหน้าเข้าหาโพรงของออร์แกเนลล์จะคล้ายกับชั้นนอกของไซโทเลมมา

เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (reticulum endoplasmaticum) เป็นโครงสร้างต่อเนื่องเดียวที่เกิดขึ้นจากระบบของถังเก็บน้ำ ท่อ และถุงแบน ภาพจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะแยกความแตกต่างระหว่างเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมที่เป็นเม็ด (หยาบ เม็ด) และไม่ใช่เม็ด (เรียบ ไม่มีเม็ด) ด้านนอกของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมที่เป็นเม็ดถูกปกคลุมด้วยไรโบโซม ในขณะที่ด้านที่ไม่ใช่เม็ดไม่มีไรโบโซม เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมที่เป็นเม็ดจะสังเคราะห์ (บนไรโบโซม) และขนส่งโปรตีน เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมที่ไม่ใช่เม็ดจะสังเคราะห์ไขมันและคาร์โบไฮเดรต และมีส่วนร่วมในกระบวนการเผาผลาญ [ตัวอย่างเช่น ฮอร์โมนสเตียรอยด์ในคอร์เทกซ์ของต่อมหมวกไตและเซลล์ Leydig (sustenocytes) ของอัณฑะ ไกลโคเจนในเซลล์ตับ] หน้าที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมคือการสังเคราะห์โปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์และไขมันสำหรับออร์แกเนลล์ของเซลล์ทั้งหมด

อุปกรณ์เรติคูลาร์ภายในหรือคอมเพลกซ์โกลจิ (apparatus reticularis internus) เป็นกลุ่มของถุง ถุงน้ำ โถ ท่อ และแผ่นที่ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ องค์ประกอบของคอมเพลกซ์โกลจิเชื่อมต่อกันด้วยช่องแคบ โครงสร้างของคอมเพลกซ์โกลจิเป็นที่ที่โพลีแซ็กคาไรด์ คอมเพล็กซ์โปรตีน-คาร์โบไฮเดรต ถูกสังเคราะห์และสะสม และขับออกจากเซลล์ นี่คือวิธีการสร้างเม็ดหลั่ง คอมเพลกซ์โกลจิมีอยู่ในเซลล์ของมนุษย์ทั้งหมด ยกเว้นเม็ดเลือดแดงและเกล็ดขนของหนังกำพร้า ในเซลล์ส่วนใหญ่ คอมเพลกซ์โกลจิตั้งอยู่รอบๆ หรือใกล้นิวเคลียส ในเซลล์ที่มีท่อนำไข่ เหนือนิวเคลียสในส่วนยอดของเซลล์ พื้นผิวโค้งด้านในของโครงสร้างคอมเพลกซ์โกลจิหันหน้าเข้าหาเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม และพื้นผิวโค้งด้านนอกหันหน้าเข้าหาไซโทพลาสซึม

เยื่อหุ้มของโกลจิคอมเพล็กซ์ก่อตัวขึ้นจากเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบเม็ด และถูกขนส่งโดยเวสิเคิลขนส่ง เวสิเคิลหลั่งจะแตกตัวออกมาจากด้านนอกของโกลจิคอมเพล็กซ์อย่างต่อเนื่อง และเยื่อหุ้มของไซสเตอร์ของเวสิเคิลจะถูกสร้างขึ้นใหม่ตลอดเวลา เวสิเคิลหลั่งจะจัดหาสารเยื่อหุ้มสำหรับเยื่อหุ้มเซลล์และไกลโคคาลิกซ์ ซึ่งช่วยให้เยื่อหุ้มพลาสมาถูกสร้างขึ้นใหม่ได้

ไลโซโซม (Lysosomae) เป็นเวสิเคิลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.2-0.5 ไมโครเมตร ประกอบด้วยเอนไซม์ไฮโดรไลติกต่างๆ ประมาณ 50 ชนิด (โปรตีเอส ไลเปส ฟอสโฟไลเปส นิวคลีเอส ไกลโคซิเดส ฟอสฟาเตส) เอนไซม์ไลโซโซมสังเคราะห์ขึ้นที่ไรโบโซมของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบเม็ด จากนั้นจะถูกถ่ายโอนโดยเวสิเคิลขนส่งไปยังคอมเพล็กซ์โกลจิ ไลโซโซมปฐมภูมิแตกหน่อออกมาจากเวสิเคิลของคอมเพล็กซ์โกลจิ ไลโซโซมรักษาสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดไว้ โดยค่า pH จะผันผวนตั้งแต่ 3.5 ถึง 5.0 เยื่อหุ้มไลโซโซมจะต้านทานเอนไซม์ที่มีอยู่ในเยื่อหุ้มไลโซโซมและปกป้องไซโทพลาสซึมจากการกระทำของเอนไซม์ การละเมิดการซึมผ่านของเยื่อหุ้มไลโซโซมจะนำไปสู่การกระตุ้นเอนไซม์และความเสียหายร้ายแรงต่อเซลล์ รวมถึงการตายของเซลล์ด้วย

ในไลโซโซมทุติยภูมิ (ที่โตเต็มที่) (ฟาโกไลโซโซม) ไบโอโพลีเมอร์จะถูกย่อยเป็นโมโนเมอร์ โมโนเมอร์จะถูกขนส่งผ่านเยื่อไลโซโซมเข้าสู่ไฮอาโลพลาซึมของเซลล์ สารที่ไม่ถูกย่อยจะยังคงอยู่ในไลโซโซม ส่งผลให้ไลโซโซมถูกเปลี่ยนเป็นสารตกค้างที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูง

เปอร์ออกซิโซม (peroxysomae) เป็นเวสิเคิลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 ถึง 1.5 ไมโครเมตร เวสิเคิลเหล่านี้มีเอนไซม์ออกซิเดทีฟที่ทำลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ เปอร์ออกซิโซมมีส่วนร่วมในกระบวนการสลายกรดอะมิโน กระบวนการเผาผลาญไขมัน ซึ่งรวมถึงคอเลสเตอรอล พิวรีน และกระบวนการกำจัดสารพิษหลายชนิด เชื่อกันว่าเยื่อหุ้มของเปอร์ออกซิโซมเกิดขึ้นจากการแตกหน่อของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมที่ไม่ใช่เม็ด และเอนไซม์สังเคราะห์ขึ้นโดยโพลีไรโบโซม

ไมโตคอนเดรีย (mitochondrii) ซึ่งเป็น "สถานีพลังงานของเซลล์" มีส่วนร่วมในกระบวนการหายใจของเซลล์และการแปลงพลังงานเป็นรูปแบบที่เซลล์สามารถนำไปใช้ได้ หน้าที่หลักคือการเกิดออกซิเดชันของสารอินทรีย์และการสังเคราะห์อะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) ไมโตคอนเดรียเป็นโครงสร้างทรงกลม รี หรือรูปแท่ง ยาว 0.5-1.0 ไมโครเมตร และกว้าง 0.2-1.0 ไมโครเมตร จำนวน ขนาด และตำแหน่งของไมโตคอนเดรียขึ้นอยู่กับหน้าที่ของเซลล์ ความต้องการพลังงานของเซลล์ มีไมโตคอนเดรียขนาดใหญ่จำนวนมากในคาร์ดิโอไมโอไซต์ ซึ่งเป็นเส้นใยกล้ามเนื้อของกะบังลม ไมโตคอนเดรียจะอยู่เป็นกลุ่มระหว่างไมโอไฟบริล ล้อมรอบด้วยแกรนูลไกลโคเจนและองค์ประกอบของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมที่ไม่ใช่แกรนูล ไมโตคอนเดรียเป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มสองชั้น (แต่ละชั้นหนาประมาณ 7 นาโนเมตร) ระหว่างเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียชั้นนอกและชั้นในจะมีช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มกว้าง 10-20 นาโนเมตร เยื่อหุ้มชั้นในจะพับเป็นรอยพับจำนวนมาก หรือที่เรียกว่า คริสตี โดยปกติแล้ว คริสตีจะวางตัวตามแนวแกนยาวของไมโตคอนเดรีย และจะไม่ไปสิ้นสุดที่ด้านตรงข้ามของเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรีย ด้วยความช่วยเหลือของคริสตี พื้นที่ของเยื่อหุ้มชั้นในจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้น พื้นผิวของคริสตีของไมโตคอนเดรียหนึ่งเซลล์ในเซลล์ตับจึงมีขนาดประมาณ 16 ไมโครเมตร ภายในไมโตคอนเดรีย ระหว่างคริสตี จะมีเมทริกซ์เนื้อละเอียดซึ่งมองเห็นเม็ดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 15 นาโนเมตร (ไรโบโซมของไมโตคอนเดรีย) และเส้นใยบางๆ ที่แสดงถึงโมเลกุลของกรดนิวคลีอิก (ดีเอ็นเอ)

การสังเคราะห์ ATP ในไมโตคอนเดรียเกิดขึ้นก่อนขั้นตอนเริ่มต้นที่เกิดขึ้นในไฮอาโลพลาซึม ในนั้น (ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน) น้ำตาลจะถูกออกซิไดซ์เป็นไพรูเวต (กรดไพรูวิก) ในเวลาเดียวกัน ATP ในปริมาณเล็กน้อยจะถูกสังเคราะห์ การสังเคราะห์ ATP หลักเกิดขึ้นที่เยื่อหุ้มของคริสตีในไมโตคอนเดรียโดยมีออกซิเจน (ออกซิเดชันแบบใช้ออกซิเจน) และเอนไซม์ที่มีอยู่ในเมทริกซ์เข้ามาเกี่ยวข้อง ในระหว่างการออกซิเดชันนี้ พลังงานจะถูกสร้างขึ้นสำหรับการทำงานของเซลล์ และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO ₂ ) และน้ำ (H ₂ O) จะถูกปล่อยออกมา ในไมโตคอนเดรีย โมเลกุลของข้อมูล การขนส่ง และกรดนิวคลีอิกไรโบโซม (RNA) จะถูกสังเคราะห์บนโมเลกุล DNA ของตัวเอง

เมทริกซ์ของไมโตคอนเดรียยังประกอบด้วยไรโบโซมที่มีขนาดสูงสุดถึง 15 นาโนเมตร อย่างไรก็ตาม กรดนิวคลีอิกและไรโบโซมของไมโตคอนเดรียมีความแตกต่างจากโครงสร้างที่คล้ายกันของเซลล์นี้ ดังนั้น ไมโตคอนเดรียจึงมีระบบเฉพาะที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนและการขยายพันธุ์ของตัวเอง การเพิ่มจำนวนไมโตคอนเดรียในเซลล์เกิดขึ้นจากการแบ่งตัวของเซลล์เป็นส่วนย่อยๆ ที่เติบโต เพิ่มขนาด และสามารถแบ่งตัวใหม่ได้อีกครั้ง

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]