โครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1  วิชาวิทยาศาสตร์

“อะไรเอ่ย เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิต มองไม่เห็นด้วยตา แต่ก็รู้ว่ามีอยู่จริง ?”

คำตอบ ไม่ใช่ความรัก หรือสิ่งเหนือธรรมชาติแต่อย่างใด 

แต่เป็นสิ่งเล็ก ๆ ที่เรียกว่า ‘เซลล์ (Cell)’ นั่นเอง

เซลล์ คือ อะไร ?

เซลล์ คือ หน่วยพื้นฐานที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิต ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า จึงต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ช่วยขยายภาพเซลล์ให้เรามองเห็นได้ โดยโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์แต่ละชนิดจะแตกต่างกันออกไป อย่างเซลล์เม็ดเลือดแดงมีลักษณะกลมแบน ทำหน้าที่ลำเลียงออกซิเจน แต่เซลล์เม็ดเลือดขาวจะมีลักษณะค่อนข้างกลม ทำหน้าที่กำจัดเชื้อโรคและสร้างภูมิคุ้มกัน

สิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้โดยมีเซลล์เพียงเซลล์เดียว เช่น อะมีบา ยูกลีนา พารามีเซียม แต่สิ่งมีชีวิตบางชนิดจำเป็นต้องมีหลายเซลล์ เช่น เห็ด รา พืช สัตว์ รวมทั้งมนุษย์เราก็เป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เช่นเดียวกัน 

ภาพการจัดระบบของสิ่งมีชีวิต (ขอบคุณภาพจาก Encyclopædia Britannica, Inc.)

แต่กว่าเซลล์จำนวนมหาศาลจะรวมตัวกันจนกลายเป็นร่างกายของเราได้นั้น ก็ต้องมีการจัดระบบจากหน่วยที่เล็กที่สุด ไปสู่หน่วยที่ใหญ่ที่สุด โดยเริ่มจากเซลล์ (cell) ที่มีโครงสร้างและหน้าที่คล้าย ๆ กันมารวมกลุ่มกัน เรียกว่า เนื้อเยื่อ (tissue) เช่น เนื้อเยื่อบุผิว เนื้อเยื่อประสาท โดยการรวมกลุ่มกันของเนื้อเยื่อเหล่านี้ก็จะทำให้เกิดเป็น อวัยวะ (organ) ซึ่งมีรูปร่างและหน้าที่แตกต่างกัน เมื่ออวัยวะต่าง ๆ มาทำงานร่วมกัน ก็จะเรียกว่า ระบบอวัยวะ (organ system) เช่น ระบบย่อยอาหาร ระบบขับถ่าย เมื่อแต่ละระบบทำหน้าที่สัมพันธ์กัน ก็จะกลายเป็น สิ่งมีชีวิต (Organism) อย่างร่างกายของเรา ต้นไม้ หรือสัตว์ชนิดต่าง ๆ ที่เรามองเห็นนั่นเอง

 องค์ประกอบของเซลล์มีอะไรบ้าง ?

ภาพเซลล์พืชและเซลล์สัตว์   (ขอบคุณภาพจาก howstuffworks)

แม้ว่าเซลล์จะมีหลากหลายชนิด แถมเซลล์พืชกับเซลล์สัตว์ก็มีทั้งองค์ประกอบที่เหมือนและแตกต่างกันออกไป แต่องค์ประกอบที่ทุกเซลล์มีเหมือนกัน คือ เยื่อหุ้มเซลล์ ไซโทพลาสซึม และนิวเคลียส ซึ่งก่อนที่เราจะพูดถึงรายละเอียดของ 3 องค์ประกอบนี้ เราอยากจะเล่าให้เพื่อน ๆ ฟังก่อนว่า เซลล์สามารถแบ่งได้เป็น 2 ส่วนใหญ่ ๆ ได้แก่

1. ส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์

ซึ่งเป็นเหมือนรั้วหรือกำแพงเมือง ประกอบด้วย 

• ผนังเซลล์ (cell wall) เป็นส่วนที่อยู่ชั้นนอกสุดของเซลล์บางชนิด เปรียบเสมือนกำแพงเมืองที่ช่วยคงรูปและป้องกันอันตรายให้แก่เซลล์ แต่ผนังเซลล์นี้จะไม่มีในเซลล์สัตว์

• เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) เป็นส่วนที่คอยห่อหุ้มสิ่งที่อยู่ภายในเซลล์ทั้งหมด สามารถพบได้ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด โดยจะทำหน้าที่เป็นเยื่อเลือกผ่าน (semipermeable membrane) คล้ายกับทหารที่คอยเฝ้าประตูเมือง โดยจะมีลักษณะเป็นเยื่อบาง ๆ ประกอบไปด้วยลิพิด โปรตีน และคาร์โบไฮเดรตเล็กน้อย คอยจำกัดชนิดและโมเลกุลของสารที่จะผ่านเข้าไปในเซลล์

2. โปรโทพลาสซีม (Protoplasm)

• นิวเคลียส (Nucleus) เปรียบเสมือนพระราชาของเมือง เพราะมีหน้าที่คอยควบคุมการทำงานของเซลล์ รวมทั้งเป็นแหล่งสังเคราะห์สารพันธุกรรมหรือ DNA  โดยนิวเคลียสมีลักษณะค่อนข้างกลม และเห็นได้ชัดอยู่ตรงกลางเซลล์
• ไซโทพลาสซึม (Cytoplasm) เป็นส่วนที่อยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ และเป็นแหล่งกำเนิดปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ ซึ่งประกอบด้วยด้วย 2 ส่วน ได้แก่ ส่วนที่เป็นของเหลว เรียกว่า ไซโทซอล(Cytosol) และออร์แกเนลล์ (Organalle) ซึ่งออร์แกเนลล์เหล่านี้ทำหน้าที่คล้ายกับหน่วยงานต่าง ๆ ภายในเมือง และสำหรับบทเรียนนี้เราจะพาเพื่อน ๆ ไปทำความรู้จักกับ 6 ออร์แกเนลล์กันก่อน ซึ่งจะมีอะไรบ้างนั้น ไปดูกันได้เลย 
  
  • ไรโบโซม (Ribosome) มีหน้าที่สังเคราะห์โปรตีนใช้ทั้งภายในเซลล์และภายนอกเซลล์
  • ไซโทสเกลเลตอน (Cytoskeleton) เป็นโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างค้ำจุนเซลล์ มี 3 ประเภท ได้แก่ Microtubule, Intermediate Filament และ Microfilament
  • เซนทริโอล (Centriole) เป็นออร์แกเนลล์ที่ไม่พบในเซลล์พืช ประกอบไปด้วยหลอดเล็ก ๆ ที่เรียกว่า ไมโครทูบูล (Microtubule) ทำหน้าที่สร้างเส้นใยสปินเดิล (Spindle Fiber) ที่ช่วยในการเคลื่อนที่ของโครโมโซมขณะแบ่งเซลล์ 
  • แวคิวโอล (Vacuole) ทำหน้าที่รักษาสมดุลน้ำและบรรจุอาหาร ซึ่งแวคิวโอลในเซลล์พืชจะมีขนาดใหญ่กว่าเซลล์สัตว์ 
  • ไมโทคอนเดรีย (Mitochondria) เปรียบเสมือนโรงไฟฟ้าผลิตพลังงานให้กับเซลล์ โดยกระบวนการสร้างพลังงานนี้เรียกว่า การหายใจระดับเซลล์ ซึ่งไมโทคอนเดรียพบมากที่บริเวณกล้ามเนื้อหัวใจของมนุษย์ โดยประกอบด้วยเยื่อหุ้มสองชั้น ชั้นนอกจะมีผิวเรียบ ส่วนชั้นในจะพับทบเข้าไปด้านในเรียกว่า คริสตี (Cristae)
  • คลอโรพลาสต์ (Chloroplast) พบเฉพาะในเซลล์พืช สาหร่าย หรือแบคทีเรียบางชนิด ประกอบด้วยเยื่อหุ้มสองชั้น ซึ่งคลอโรพลาสต์เป็นเหมือนโรงอาหารของเซลล์ เพราะสามารถสร้างอาหารได้ด้วยการสังเคราะห์แสง (Photosynthesis)

จริง ๆ แล้วภายในเซลล์ยังมีอีกหลายออร์แกเนลล์ให้เราได้ทำความรู้จัก แต่สำหรับระดับชั้นม.1 เราขอเบรกไว้เท่านี้ก่อน ไว้ไปทำความรู้จักออร์แกเนลล์อื่น ๆ กันต่อ ในบทความถัดไป (แต่ถ้าอยากอ่านต่อจริง ๆ แนะนำบทความการแพร่และออสโมซิสเลย) หรือใครที่อยากจะฟังครูสอนสนุก ๆ ทั้งบทเรียนวิชาวิทยาศาสตร์และวิชาอื่น ๆ ก็สามารถโหลดแอปพลิเคชัน StartDee มาเรียนกันได้ทุกที่ทุกเวลาเลย