سلول

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از یاخته)
پرش به ناوبری پرش به جستجو
ساختار یک سلول جانوری
طراحی سلول‌های هوک در چوب‌پنبه، ۱۶۶۵

سلول (به فرانسوی: Cellule) یا یاخته[۱] واحد اساسی ساختاری، عملکردی و بیولوژیکی همهٔ موجودات شناخته شده‌است. سلول کوچکترین واحد زنده است. سلول‌ها اغلب بلوک‌های ساختمانی زندگی نامیده می‌شوند. به مطالعهٔ سلول‌ها، زیست‌شناسی سلولی، بیولوژی سلولی یا سیتولوژی گفته می‌شود. سلول‌ها از سیتوپلاسم محصور در غشاء تشکیل شده‌اند؛ که حاوی بسیاری از زیست‌مولکول‌ها مانند پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک است. بیشتر سلول‌های گیاهی و حیوانی فقط در زیر میکروسکوپ قابل مشاهده هستند و ابعادی بین ۱ تا ۱۰۰ میکرومتر دارند. ارگانیسم‌ها را می‌توان به‌عنوان تک‌سلولی (متشکل از یک سلول منفرد مانند باکتری‌ها) یا چندسلولی (از جمله گیاهان و حیوانات) طبقه‌بندی کرد. بیشتر ارگانیسم‌های تک‌سلولی به‌عنوان میکروارگانیسم‌ها طبقه‌بندی می‌شوند.

سلول‌ها توسط رابرت هوک در سال ۱۶۶۵ میلادی کشف شدند؛ که آن‌ها را به دلیل شباهت‌شان با سلول‌هایی که در راهبان مسیحی در یک صومعه ساکن بودند، سلول نامگذاری کرد. نظریهٔ سلولی، نخستین بار در سال ۱۸۳۹ میلادی توسط ماتیاس جاکوب شلیدن و تئودور شوآن ساخته شد؛ و اظهار داشت که تمام موجودات از یک یا چند سلول تشکیل شده‌اند؛ که سلول‌ها واحد اساسی ساختار و عملکرد در تمام موجودات زنده هستند. حداقل ۳٫۵ میلیارد سال پیش سلول‌ها روی زمین پدیدار شدند.

سرچشمه

منشأ سلولها به منشأ زندگی مربوط می‌شود، که تاریخ زندگی در کره زمین را آغاز کرده‌است.[۲]

چندین نظریه در مورد منشأ مولکولهای کوچک وجود دارد که منجر به حیات در زمین اولیه شدند. آنها ممکن است به وسیله شهاب سنگ به زمین آمده باشند. داده‌های تجربی کمی وجود دارد که اولین فرم‌های تکرار شونده را تعریف می‌کنند. تصور می‌شود RNA اولین مولکول خود تکرار کننده است، زیرا قادر است هم اطلاعات ژنتیکی را ذخیره کند و هم واکنش‌های شیمیایی را کاتالیز کند (به فرضیه جهان RNA مراجعه کنید)، اما برخی موجودات دیگر با پتانسیل تکثیر خود می‌توانند مقدم بر RNA باشند، مانند نوکلئیک اسید رس یا پپتید. حداقل ۳/۵ میلیارد سال پیش سلولها پدید آمدند.[۳][۴][۵] باور فعلی این است که این سلولها هتروتروف بودند. غشاهای سلولی اولیه احتمالاً ساده‌تر و قابل نفوذتر از سلول‌های کنونی بودند، و تنها یک زنجیره اسید چرب در هر لیپید وجود داشت. شناخته شده‌است که لیپیدها به‌طور خودبخودی وزیکولهای دو لایه در آب را تشکیل می‌دهند، و می‌توانند از RNA مقدم باشند، اما اولین غشای سلولی نیز می‌تواند توسط RNA کاتالیزوری تولید شده باشد، یا حتی به پروتئین‌های ساختاری قبل از شکل‌گیری نیاز داشته باشند.[۶]

استروماتولیت‌ها توسط سیانوباکتری‌ها، که جلبک‌های آبی-سبز نیز نامیده می‌شوند، پشت سر می گذارند. آنها قدیمی‌ترین فسیل‌های شناخته شده زندگی روی کره زمین هستند. این فسیل یک میلیارد ساله از پارک ملی یخچال‌های طبیعی آمریکا است.

انواع سلول

سلول‌ها از دو نوع تشکیل شده‌اند:

یوکاریوتی، که شامل یک یا چند هسته مشخص و پروکاریوتیک، که دارای هسته نیستند پروکاریوت‌ها ارگانیسم‌های تک سلولی هستند؛ در حالی که یوکاریوت‌ها می‌توانند تک سلولی یا چند سلولی باشند.

پروکاریوت‌ها شامل باکتری‌ها و آرکیاهای کوچک (که آرکی‌باکتری یا باکتری‌های باستانی هم نامیده شده‌اند)، دو از سه حوزه زندگی است. شکل زیر، یک باستانی است که هر سلولٔ آن در حدود ۵ میکرون درازا دارد. گونه‌هایی از باستانیان در اعماق اقیانوس‌ها و مغاک‌های ظلمانی کشف شده‌اند و می‌توانند در جایی که حتی ذره‌ای از نور خورشید به آن نفوذ نمی‌کند، زنده بمانند.

سلول‌های پروکاریوتی اولین شکل زندگی روی کره زمین بودند که با داشتن فرایندهای بیولوژیکی حیاتی از جمله سیگنالینگ سلول‌ای مشخص می‌شوند. آنها ساده‌تر و کوچک‌تر از سلول‌های یوکاریوتی هستند و فاقد هسته هستند و سایر ارگانل‌های محدود شده به غشاء. DNA یک سلول پروکاریوتی شامل یک کروموزوم حلقوی است که در تماس مستقیم با سیتوپلاسم است. منطقه هسته‌ای موجود در سیتوپلاسم را نوکلئوئید می‌نامند. اکثر پروکاریوت‌ها کوچکترین کل ارگانیسم‌ها از قطر ۰/۵ تا ۲/۰ میکرومتر هستند. شکل زیر ساختاری نمادین از پروکاریوت‌ها است.

گیاهان، حیوانات، قارچ‌ها، قالب‌های لجن (کپک مخاطی (به انگلیسی: Slime mold) نام غیررسمی برای انواع گوناگون جانداران یوکاریوت است که می‌توانند آزادانه به شکل تک سلولی زندگی کنند اما گرد هم می‌آیند و ساختاری چندسلولی و تناسلی می‌سازند. بیش از ۹۰۰ گونه کپک مخاطی در سراسر جهان وجود دارد)، تک سلولی‌ها و جلبک‌ها همه یوکاریوتی هستند. تک سلولی‌ها (پروتوزوئات همچنین پروتئاز، پروتئین‌های چندگانه) یک اصطلاح غیررسمی برای تک سلولی‌ها، یوکاریوتی است که به صورت مستقل (غیر انگلی) یا انگلی هستند که از مواد ارگانیک مانند میکروارگانیسم‌های دیگر یا بافت‌های آلی باقی ماندهٔ آلی تغذیه می‌کنند. از دیدگاه تاریخی، پروتوزوها به عنوان «حیواناتی یک سلول‌ای» مورد توجه قرار گرفتند؛ زیرا آن‌ها اغلب دارای رفتارهای حیوانی مانند جنبش و شکار و عدم وجود دیواره سلول که در گیاهان و جلبک‌ها یافت می‌شود، هستند. شکل زیر یک گونه از تک‌سلولی‌ها، موجود در مغز استخوان را نشان می‌دهد.

نظریه سلولی که در سدهٔ پانزدهم میلادی پدید آمد، می‌گوید که همه جانداران از یک یا چند سلول تشکیل شده‌اند و همهٔ سلول‌ها از سلولهای پیشین پدید می‌آیند و همهٔ کارکردهای زیستی یک جاندار در درون سلولها انجام می‌گیرند. این واحدهای بنیادی حاوی اطلاعات وراثتی لازم برای سامان دادن به کارکرد سلول و انتقال اطّلاعات به نسل‌های آینده نیز هستند. سلول‌هایِ پیکر پرسلولی‌ها در برخی بافت‌ها مانند پوست با پیوند میان‌سلولی به هم متصل می‌شود.

انواع سلول‌ها بر اساس وضعیت دو نوع هستند:

پروکاریوت: سلول‌هایی که در آن‌ها به علت نداشتن غشایِ هسته موادّ هسته‌ای در سیتوپلاسم پراکنده شده‌اند و هسته مشخصی ندارند؛ مانند: باکتری‌ها، آرکی باکترها و سیانوباکتری‌ها.

یوکاریوت: سلول‌هایی که هستهٔ مشخصی دارد و دارای دو غشاست که آن را در بر می‌گیرد؛ مانند: گیاهان، جانوران، قارچ‌ها و آغازیان.

ساختارهای درون سلول جانوران: (۱) هستک (۲) هسته (۳) ریبوزوم (۴) ریزکیسه (وزیکول) (۵) شبکه آندوپلاسمی زبر (۶) دستگاه گلژی (۷) اسکلت سلولی (سیتواسکلتون) (۸) شبکه آندوپلاسمی صاف (۹) میتوکندری (۱۰) واکوئول (۱۱) سیتوپلاسم (۱۲) لیزوزوم (۱۳) سانتریول

اندامک‌های سلول جانوری:

از بخش‌های دیگر سلول که به دلیل نداشتن غشا مشخص و مخصوصِ خود اندامک نامیده نمی‌شود، می‌توان به سانتریول و ریبوزوم اشاره کرد. به اجزای غشادار سیتوپلاسم یوکاریوتی اندامک گفته می‌شود که معمولاً عبارت است از: هسته، ریزکیسه، شبکه آندوپلاسمی زبر، شبکه آندوپلاسمی صاف، دستگاه گلژی، میتوکندری، واکوئل، لیزوروم.

(پلاست‌ها مانند کلروپلاست نیز اندامکی است که در سلول جانوری دیده نمی‌شود)

پروکاریوت‌ها یوکاریوت
ارگانیسم‌های معمولی باکتری‌ها و سیانوباکتریها پروتئین‌ها، قارچ‌ها، گیاهان، حیوانات
اندازه معمولی – ۱–۵ میکرومتر[۷] – ۱۰–۱۰۰ میکرومتر[۷]
نوع هسته منطقه نوکلئوییدی، بدون هسته واقعی هسته واقعی با غشای دوتایی
DNA مدور (حلقوی)(معمولاً) مولکول‌های خطی (کروموزوم) با پروتئین‌های هیستون
سنتز RNA / پروتئین همراه با سیتوپلاسم سنتز RNA در هسته،

سنتز پروتئین در سیتوپلاسم

میتوکندری ندارد یک تا چند هزار
کلروپلاست ندارد در جلبک‌ها و گیاهان
سازمان معمولاً سلولهای منفرد سلولهای منفرد، کلونی‌ها، ارگانیسم‌های چند سلولی بالاتر با سلول‌های تخصصی
تقسیم سلولی شکاف باینری (تقسیم ساده) میتوز (شکافت یا جوانه زدن)

، میوز

کروموزوم تک کروموزومی بیش از یک کروموزوم
غشاها غشای سلولی غشای سلولی و اندامک‌های مرتبط با غشای غشایی

قسمت‌های سلول جانوری

ساختار یک سلول جانوری معمولی

(سلول‌های جانوری با گیاهی تفاوت‌هایی دارند)

  1. غشای سلول
  2. هسته
  3. سیتوپلاسم

اندامک‌های سلول (درون سیتوپلاسم) :

  1. شبکه آندوپلاسمی :شبکه ای از لوله‌ها و کیسه‌ها که در سراسر سیتوپلاسم گسترش دارند و بر دو نوع زبر و صاف اند. شبکه آندوپلاسمی صاف ریبوزوم ندارد و و در ساخت لیپید نقش دارد. اما شبکه آندوپلاسمی زبر با داشتن ریبوزوم در ساخت پروتئین نقش دارد.
  2. دستگاه گلژی:از کیسه‌هایی تشکیل شده‌است که روی هم قرار می‌گیرند. در بسته‌بندی مواد و ترشح آنها به خارج از سلول نقش دارد. (به صورت بسته‌های وزیکول)
  3. میتوکندری: دو غشا دارد و کار آن تأمین انرژی سلول است. درون آن ریبوزوم نیز وجود دارد.
  4. لیزوزوم: کیسه ایست که آنزیم‌های فراوان برای تجزیه مواد دارد.
  5. سانتریول: از یک جفت استوانه عمود برهم تشکیل شده‌است و در تقسیم سلولی نقش دارد. (البته به عقیده برخی سانتریول و ریبوزوم به دلیل نداشتن غشا جز اندامک نیستند و ساختار می‌باشند)
  6. وزیکول (ریزکیسه): کیسه ای است که در جابجایی مواد نقش دارد. (آندوسیتوز و اگزوسیتوز)
  7. واکوئل: وظیفه کریچه جمع آوری آب و مواد غذایی و مواد دفعی است و سپس ان‌ها را ذخیره می‌کند.
  8. ریبوزوم: کار آن ساختن پروتئین است.

برخی ساختارها عبارتند از:

  1. اسکلت سلولی :شبکه ای از ریز لوله‌ها و ریزرشته‌ها است که وظیفه حفاظت و استحکام دهی به سلول را بر عهده دارد. (اندامک به حساب نمی‌آید)
  2. تاژک : برای حرکت و جلو راندن در برخی باکتری‌های تک هسته ای مشاهده می‌شود.

ساختارهای خارج از غشای سلولی

همچنین بسیاری از سلولها ساختارهایی دارند که به‌طور کامل یا جزئی در خارج از غشای سلولی وجود دارند. این ساختارها توسط غشای سلولی نیمه نفوذپذیر در برابر محیط خارجی محافظت نمی‌شوند.

دیواره سلولی

ساختار سلول پروکاریوتی باکتری.

بسیاری از انواع سلولهای پروکاریوتی و یوکاریوتی دیواره سلولی دارند. دیواره سلولی برای محافظت از سلول به صورت مکانیکی و شیمیایی از محیط خود مراقبت می‌کند و یک لایه اضافی برای محافظت از غشای سلولی است. انواع مختلف سلول دارای دیواره سلولی است که از مواد مختلف تشکیل شده‌است. دیواره‌های سلولی گیاهی در درجه اول از سلولز تشکیل شده‌اند، دیواره سلولی قارچ‌ها از کیتین ساخته شده‌اند و دیواره‌های سلول باکتریایی از پپتیدوگلیکان ساخته شده‌اند.

پروکاریوتیک

کپسول

کپسول ژلاتینی در برخی باکتریهای خارج از غشای سلولی و دیواره سلولی وجود دارد. کپسول ممکن است همانند پنوموکوکی، مننژوکوک یا پلی پپتید بعنوان باسیلوس آنتراسیس یا اسید هیالورونیک مانند استرپتوکوکها، پلی ساکارید باشد. کپسول‌ها با پروتکل‌های رنگ آمیزی عادی مشخص نشده‌اند و توسط جوهر هند یا متیل آبی قابل شناسایی هستند؛ که باعث می‌شود تا کنتراست بیشتری بین سلول‌ها مشاهده شود.[۸]

فلاژلا

فلاژلا (تاژک) اندامک‌هایی برای تحرک سلولی هستند. فلاژل باکتریایی از سیتوپلاسم شروع و پس از غشای سلولی به دیواره سلولی ختم می‌شود. آنها از نظر طبیعی پروتئین‌های طولانی و ضخیمی دارند. نوع دیگری از تاژک‌ها در گونه‌های کهن یافت می‌شود و یک نوع متفاوت در یوکاریوت‌ها یافت می‌شود.

مویک

مویک یا Pilus یک رشته کوتاه، نازک و مو مانند است که در سطح باکتری‌ها یافت می‌شود. مویک از پروتئینی به نام pilin (آنتی‌ژن) تشکیل شده و وظیفه اتصال باکتریها به گیرنده‌های خاص روی سلولهای انسانی (چسبندگی سلول) را بر عهده دارد. انواع خاصی از پیلی وجود دارد که در ترکیب باکتریها نقش دارند.

جستارهای وابسته

منابع

  1. «معنی یاخته | واژه‌های مصوّب فرهنگستان». www.vajehyab.com. دریافت‌شده در ۲۰۲۰-۰۴-۲۴.
  2. Orgel LE (December 1998). "The origin of life – a review of facts and speculations". Trends in Biochemical Sciences. 23 (12): 491–95. doi:10.1016/S0968-0004(98)01300-0. PMID 9868373.
  3. Schopf JW, Kudryavtsev AB, Czaja AD, Tripathi AB (2007). "Evidence of Archean life: Stromatolites and microfossils". Precambrian Research. 158 (3–4): 141–55. Bibcode:2007PreR..158..141S. doi:10.1016/j.precamres.2007.04.009.
  4. Schopf JW (2006). "Fossil evidence of Archaean life". Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 29 (361(1470)): 869–885. doi:10.1098/rstb.2006.1834. PMC 1578735. PMID 16754604.
  5. Raven, Peter Hamilton; Johnson, George Brooks (2002). Biology. McGraw-Hill Education. p. 68. ISBN 978-0-07-112261-0. Retrieved 7 July 2013.
  6. Griffiths G (December 2007). "Cell evolution and the problem of membrane topology". Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 8 (12): 1018–24. doi:10.1038/nrm2287. PMID 17971839.
  7. ۷٫۰ ۷٫۱ Campbell Biology—Concepts and Connections. Pearson Education. 2009. p. 320.
  8. Prokaryotes. Newnes. Apr 11, 1996. ISBN 978-0-08-098473-5.
  • بیو ایران - سایت مرجع بیوشیمی به زبان فارسی www.bioiran.net