سلول چیست؟

سلول واحد اساسی ساختاری، عملکردی و بیولوژیکی همه موجودات زنده است. سلول (یاخته) کوچک‌ترین واحد حیات است. انواع یاخته‌ها در بدن موجودات مختلف وظایف متعددی را بر عهده دارند و به مرور سازگاری‌های مناسبی پیدا کرده‌اند. در این مطلب به بررسی سلول و تعریف آن، انواع یاخته‌ها و ویژگی‌های آن‌ها، کار سلول و بخش‌های مختلف آن می‌پردازیم.

سلول چیست ؟

سلول‌ها واحدهای اساسی زندگی هستند. همه موجودات زنده شامل انواع تک‌سلولی و چه پرسلولی، همگی از یاخته‌ها تشکیل شده‌اند و برای عملکرد طبیعی به سلول‌ها وابسته هستند. سلول‌ها، چه به تنهایی زندگی کنند و چه به عنوان بخشی از یک ارگانیسم چندسلولی، معمولاً بسیار کوچک هستند و بدون میکروسکوپ نوری دیده نمی‌شوند. انواع یاخته ویژگی‌های مشترک زیادی دارند، اما می‌توانند بسیار متفاوت به نظر برسند. در واقع، سلول‌ها طی میلیاردها سال با طیف وسیعی از محیط‌ها و نقش‌های عملکردی سازگار شده‌اند.

به دلیل حجم بیشتر مایعات داخل سلولی اکثر سلول‌ها به صورت کروی هستند.

انواع یاخته‌ها ممکن است اشکال متفاوتی داشته باشند، به عنوان مثال سلول‌های عصبی دارای امتداد نازک و طولانی هستند که می‌توانند به متر برسد و سیگنال‌ها را به سرعت ارسال کنند. سلول‌های گیاهی آجری شکل و نزدیک به هم بوده و دارای یک لایه بیرونی سفت و سخت هستند که به تأمین ساختاری که درختان و سایر گیاهان نیاز دارند کمک می‌کند. سلول‌های ماهیچه‌ای بلند و مخروطی دارای کشش ذاتی هستند که به آن‌ها اجازه می‌دهد در عضله‌های دوسر بازو منقبض و آرام تغییر طول دهند.

به همان اندازه که این یاخته‌ها متفاوت هستند، همه آن‌ها به روش‌های یکسانی برای جداسازی فضای داخل سلول از بیرون آن، اجازه دادن به مواد ضروری برای ورود و اجازه دادن به مواد زائد برای خروج، در جهت حفظ سلامت و تکثیر خود متکی هستند.

موجودات تک سلولی و پر سلولی چه هستند ؟

سلول‌ها ممکن است به عنوان اساس توصیف ارگانیسم‌ها به عنوان تک‌سلولی یا چندسلولی استفاده شوند. در ادامه هر کدام از آن‌ها را بیشتر توضیح داده‌ایم.

• موجودات تک‌سلولیآن‌هایی هستند که فقط یک سلول دارند. به عنوان مثال می‌توان به پروکاریوت‌ها و آغازیان اشاره کرد.
• موجودات چندسلولی آن‌هایی هستند که بیش از یک سلول دارند. به عنوان مثال می‌توان به گیاهان و حیوانات اشاره کرد.

سلول‌های یک ارگانیسم چند سلولی ممکن است ویژگی‌ها و عملکردهای مشترکی داشته باشند. این یاخته‌ها که به عنوان یک واحد عمل می‌کنند بافت را می‌سازند. انواع اساسی بافت‌ها در حیوانات عبارتند از: بافت پوششی (یا اپیتلیوم)، بافت عصبی، بافت همبند، بافت ماهیچه‌ای و بافت عروقی.

در گیاهان، انواع مختلف بافت عبارتند از: بافت‌های جنینی یا مریستمی (مانند مریستم آپیکال و کامبیوم)، بافت‌های دائمی (مانند اپیدرم، چوب پنبه، تریکوم)، و بافت‌های زایشی (یعنی بافت‌های اسپورزا). بافت‌هایی که برای انجام مجموعه خاصی از عملکردها به صورت هماهنگ کار می‌کنند یک اندام بیولوژیکی را تشکیل می‌دهند.

تعریف یاخته از لحاظ ساختار:

سلول‌ها تا حدودی به عنوان واحدهای اساسی حیات در نظر گرفته می‌شوند زیرا در واحدهای مجزا و به راحتی قابل تشخیص هستند. این تعریف به این دلیل است که همه یاخته‌ها توسط ساختاری به نام غشای سلولی احاطه شده‌اند و مانند دیوارهای یک خانه، به عنوان یک مرز واضح بین محیط داخلی و خارجی سلول عمل می‌کند. غشای سلولی گاهی اوقات به عنوان غشای پلاسمایی نیز شناخته می‌شود.

در داخل این غشا، محیط داخلی یاخته بر پایه آب است. این محیط مایع که سیتوپلاسم نام دارد، مملو از ماشین آلات سلولی و عناصر ساختاری است. این عناصر به شکل مولکول‌ها و اندامک‌ها وجود دارند، (برای فهم بهتر آن‌ها را به عنوان ابزار، وسایل و اتاق‌های داخلی سلول تصور کنید). مولکول‌های آلی اصلی درون سلولی شامل اسیدهای نوکلئیک، پروتئین‌ها، کربوهیدرات‌ها و لیپیدها بوده که همگی برای عملکرد سلول ضروری هستند.

برخی از سلول‌ها همچنین دارای آرایش منظم مولکول‌هایی به نام اندامک هستند. این ساختارها از بقیه قسمت‌های داخلی سلول توسط غشای درون سلولی خود جدا می‌شوند. اندامک‌ها حاوی تجهیزات بسیار ویژه مورد نیاز برای کارهای خاص در داخل یاخته هستند. یک مثال در این مورد میتوکندری است، که معمولاً به عنوان «نیروگاه سلول» شناخته می‌شود. اندامکی است که ماشین‌آلات مربوط به واکنش‌های شیمیایی تولید انرژی را نگه می‌دارد.

سلول ها چگونه انرژی بدست می آورند ؟

یاخته‌ها نیز مانند انسان نمی‌توانند بدون یافتن منبعی در محیط خود انرژی تولید کنند. سلول‌ها انرژی خود را در قالب مولکول‌های غذا یا نور خورشید جستجو می‌کنند. در واقع، خورشید منبع نهایی انرژی برای تقریباً همه سلول‌ها است، زیرا پروکاریوت‌های فتوسنتزی سیانوباکترها، جلبک‌ها و سلول‌های گیاهی از انرژی خورشیدی استفاده کرده و از آن برای ساخت مولکول‌های غذایی آلی پیچیده بهره می‌برند. سلول‌های دیگر در جهت تامین انرژی مورد نیاز برای حفظ رشد، متابولیسم و ​​تولید مثل به این مولکول‌های آلی متکی هستند.

مواد مغذی سلولی به اشکال مختلفی از جمله قند و چربی وجود دارد. برای تامین انرژی یک یاخته، این مولکول‌ها باید از غشای سلولی عبور کنند، غشای پلاسمایی نیمه تراوا است. به این معنی که پروتئین‌های مختلفی غشای سلولی را پوشانده‌اند و به مولکول‌های خاصی اجازه ورود به سلول را می‌دهند، اگرچه ممکن است برای انجام این کار به مقداری انرژی نیاز داشته باشند.

اندازه سلول ها چقدر است ؟

اندازه یاخته‌ها در بین موجودات مختلف، متفاوت است. به عنوان مثال، کوچک‌ترین باکتری ۰/۱ میکرومتر قطر دارد که تقریباً هزار بار کوچک‌تر از بسیاری از یاخته‌های یوکاریوتی است. بیشتر باکتری‌های دیگر بین ۱ تا ۱۰ میکرومتر بوده اما هنوز کوچک‌تر از اکثر سلول‌های یوکاریوتی هستند. اندازه سلول‌های یوکاریوتی معمولاً بین ۱۰ تا ۱۰۰ میکرومتر متغیر است. کوچک‌ترین سلول مایکوپلاسما گالیسپتیکوم است. اندازه آن حدود ۱۰ میکرومتر است. بزرگ‌ترین سلول تخم شترمرغ است. طول و عرض آن حدود ۱۵ تا ۱۸ سانتی‌متر است.

چه چیزی اندازه سلول ها را محدود می کند ؟

با رشد یک یاخته، حجم آن بسیار سریع‌تر از سطح آن افزایش می‌یابد. از آنجایی که سطح یاخته چیزی است که اجازه ورود اکسیژن را می‌دهد، سلول‌های بزرگ نمی‌توانند به اندازه‌ای که برای حمایت از خود نیاز دارند اکسیژن دریافت کنند. اندازه کوچک پروکاریوت‌ها به یون‌ها و مولکول‌های آلی که وارد آن‌ها می‌شوند اجازه می‌دهد تا به سرعت در سایر بخش‌های سلول منتشر شوند. به طور مشابه، هر گونه زباله تولید شده در یک یاخته پروکاریوتی می تواند به سرعت پخش شود. این مورد در سلول‌های یوکاریوتی که سازگاری‌های ساختاری متفاوتی برای افزایش حمل‌ونقل درون سلولی ایجاد کرده‌اند چندان مهم نیست.

نسبت سطح به حجم سلول چیست ؟

همه یاخته‌ها کروی‌شکل نیستند، اما بیشتر آن‌ها به کُره نزدیک می‌شوند. فرمول مساحت کُره ۴πr^۲ است درحالی‌که فرمول حجم کُره πr^۳ × ۴/۳ است. با افزایش شعاع یک سلول، مساحت سطح آن به اندازه مربع شعاع آن افزایش می‌یابد، اما حجم آن به اندازه مکعب شعاع آن (با سرعت بسیار بیشتری) افزایش می‌یابد. بنابراین، با افزایش اندازه سلول، نسبت سطح به حجم آن کاهش می‌یابد. اگر یاخته به شکل یک مکعب باشد نیز، همین اصل اعمال می‌شود.

اگر سلول بیش از حد بزرگ شود، غشای پلاسمایی سطح کافی برای پشتیبانی از سرعت انتشار مورد نیاز برای افزایش حجم را نخواهد داشت. به عبارت دیگر، با رشد یک سلول، کارایی آن کاهش می‌یابد. یکی از راه‌های کارآمدتر شدن، تقسیم سلولی است. راه دیگر توسعه اندامک‌هایی است که وظایف خاصی را انجام می‌دهند. این سازگاری‌ها منجر به توسعه سلول‌های پیچیده‌تری به نام سلول‌های یوکاریوتی می‌شود.

ارگانیسم‌های تک‌سلولی کوچک‌تر نسبت سطح به حجم بالایی دارند، که به آن‌ها اجازه می‌دهد برای زنده ماندن به اکسیژن و موادی که به داخل یاخته منتشر می‌شوند (و ضایعات که به بیرون منتشر می‌شوند) تکیه کنند. هر چه نسبت سطح به حجم آن‌ها بیشتر باشد، این فرآیند می‌تواند مؤثرتر باشد. حیوانات بزرگ‌تر به اندام‌های تخصصی (ریه‌ها، کلیه‌ها، روده‌ها و غیره) نیاز دارند که به طور موثر سطح موجود برای فرآیندهای تبادلی را افزایش می‌دهد و یک سیستم گردشی برای جابجایی مواد و انرژی گرمایی بین سطح و هسته ارگانیسم است.

کار سلول چیست ؟

عملکردهای سلولی شامل فرآیندهای اساسی زندگی مانند سنتز پروتئین و لیپید (چربی)، تقسیم و تکثیر سلولی، تنفس، متابولیسم، و انتقال یون و همچنین ارائه پشتیبانی ساختاری برای بافت‌ها، محافظت از بدن در برابر بیماری یا آسیب و به عنوان موانع انتخابی برای عبور مواد مختلف به داخل و خارج از یاخته است. فیزیولوژی سلولی اصطلاحی است که گاهی اوقات برای توصیف مطالعه عملکردها و فرآیندهای سلولی استفاده می‌شود. در ادامه کارها و وظایف یاخته را معرفی کرده‌ایم.

پشتیبانی و ساختار:

همانطور که یک کلاس درس از آجر ساخته شده است، هر موجودی از یاخته ساخته شده است. درحالی‌که برخی از سلول‌ها مانند کلانشیم و اسکلرانشیم در گیاهان به طور خاص برای حمایت ساختاری در نظر گرفته شده‌اند، همه سلول‌ها به طور کلی پایه ساختاری همه ارگانیسم‌ها را فراهم می‌کنند. به عنوان مثال، پوست از تعدادی یاخته پوستی تشکیل شده است. گیاهان آوندی بافت خاصی به نام آوند چوبی را ایجاد کرده اند که از یاخته‌هایی ساخته شده است که پشتیبانی ساختاری را فراهم می‌کنند.

تسهیل رشد از طریق میتوز:

در موجودات پیچیده، بافت‌ها با تکثیر ساده سلول‌ها رشد می‌کنند. این امر از طریق فرآیند میتوز انجام می‌شود که در آن سلول والد تجزیه می‌شود و دو یاخته دختر مشابه آن را تشکیل می‌دهد. میتوز همچنین فرآیندی است که از طریق آن موجودات ساده‌تر تولیدمثل می‌کنند و ارگانیسم‌های جدیدی را به وجود می‌آورند.

اجازه حمل و نقل غیرفعال و فعال:

سلول‌ها مواد مغذی را وارد می‌کنند تا در فرآیندهای شیمیایی مختلفی که در داخل آن‌ها انجام می‌شود از آن‌ها استفاده کنند. این فرآیندها مواد زائدی تولید می‌کنند که سلول باید از شر آن‌ها خلاص شود. مولکول‌های کوچکی مانند اکسیژن، دی‌اکسیدکربن و اتانول از طریق فرآیند انتشار ساده از غشای سلول عبور می‌کنند. این فرایند با یک گرادیان غلظت در سراسر غشای سلولی تنظیم می‌شود که به عنوان حمل و نقل غیرفعال شناخته می‌شود. با این حال، مولکول‌های بزرگ‌تر، مانند پروتئین‌ها و پلی‌ساکاریدها، از طریق فرآیند انتقال فعال حمل می‌شوند که در آن سلول از وزیکول‌ها برای دفع یا جذب مولکول‌های بزرگ‌تر استفاده می‌کند تا مواد به داخل و خارج سلول بروند.

یکی از وظایف یاخته‌ها نقل و انتقالات سلولی از طریق غشای سلول است که می‌تواند به صورت غیرفعال (بدون صرف انرژی) یا فعال (با صرف انرژی) باشد.

تولید انرژی:

بقای یک موجود زنده به هزاران واکنش شیمیایی بستگی دارد که یاخته‌ها بی‌وقفه انجام می‌دهند. برای این واکنش‌ها، سلول‌ها به انرژی نیاز دارند. بیشتر گیاهان این انرژی را از طریق فرآیند فتوسنتز دریافت می‌کنند، درحالی‌که حیوانات انرژی خود را از طریق مکانیزمی به نام تنفس دریافت می‌کنند.

ایجاد واکنش های متابولیک:

متابولیسم شامل تمام واکنش‌های شیمیایی است که در داخل یک ارگانیسم برای زنده نگه داشتن آن انجام می‌شود. این واکنش‌ها می‌توانند کاتابولیک یا آنابولیک باشند. فرآیند تولید انرژی از طریق تجزیه مولکول‌ها (گلوکز) به عنوان کاتابولیسم شناخته می‌شود. از طرف دیگر واکنش‌های آنابولیک از انرژی برای ساختن مواد بزرگ‌تر از مواد ساده‌تر استفاده می‌کنند.

کمک به تولید مثل:

تولیدمثل برای بقای یک گونه حیاتی است. یک یاخته از طریق فرآیندهای میتوز (در موجودات تکامل‌یافته‌تر) و میوز به تولیدمثل کمک می‌کند. در میتوز یاخته‌ها به سادگی تقسیم می‌شوند تا سلول‌های جدید تشکیل شوند. به آن تولیدمثل غیرجنسی می‌گویند. میوز در گامت‌ها یا سلول‌های تولیدمثلی رخ می‌دهد که در آن ترکیب شدن اطلاعات ژنتیکی وجود دارد. این باعث می‌شود که سلول‌های دختری از نظر ژنتیکی با سلول‌های مادر متفاوت باشند. میوز بخشی از تولیدمثل جنسی است.

یکی دیگر از وظایف یاخته‌ها تقسیم سلولی است که انواع مختلفی دارد و می‌تواند به ازدیاد سلول‌ها یا تولید گامت منجر شود.

تمام سلول‌های بدن انسان یوکاریوتی هستند، به این معنی که آن‌ها دارای یک هسته کاملاً مشخص بوده که توسط یک غشای هسته‌ای از سیتوپلاسم داخل یاخته جدا شده است. سلول‌های پروکاریوتی، مواد هسته‌ای آن‌ها یا در سراسر یاخته پراکنده هستند یا در ناحیه‌ای شبیه به هسته جمع‌آوری شده‌اند، اما توسط غشای هسته‌ای تعریف نشده‌اند. موجودات پروکاریوتی شامل باکتری‌ها، ویروس‌ها و جلبک‌های سبزآبی هستند.

مولکول های داخل سلول و کار آن ها:

سلول‌ها ترکیبات و مولکول‌هایی هستند که هر کدام در بخش‌های مختلف ساختاری و عملکردی نقش‌هایی را بر عهده دارند که در ادامه به آن‌ها پرداخته‌ایم.

• آب: آب ۶۰ تا ۹۰ درصد محتوای سلولی را تشکیل می‌دهد. این بخش مهمی از بسیاری از واکنش‌های متابولیک است زیرا می‌تواند طیف گسترده‌ای از مواد را حل کند.
• کربوهیدرات‌ها: کربوهیدرات‌ها ترکیباتی هستند که از اتم‌های کربن، اکسیژن و هیدروژنبه وجود می‌آیند. آن‌ها ۳ درصد از جرم خشک اکثر سلول‌ها را تشکیل می‌دهند.
• لیپیدها (مواد چرب یا مومی): لیپیدها عمدتاً از کربن و هیدروژن تشکیل شده‌اند اما نمی‌توانند در آب حل شوند. آن‌ها حدود ۴۰ درصد از جرم خشک یک سلول معمولی را تشکیل می‌دهند و در ذخیره انرژی طولانی‌مدت نقش دارند.
• پروتئین‌ها: پروتئین‌ها زنجیره‌ای از اسیدهای آمینه هستند که توسط پیوندهای پپتیدی به هم متصل می‌شوند. آن‌ها ۵۰ تا ۶۰ درصد از جرم خشک یک یاخته را تشکیل می‌دهند. پروتئین‌ها دو وظیفه اصلی را در یک یاخته انجام می‌دهند: پشتیبانی ساختاری و سرعت بخشیدن به واکنش‌های شیمیایی. پروتئین‌هایی که به عنوان کاتالیزور در واکنش‌های شیمیایی درون سلول عمل می‌کنند، آنزیمنامیده می‌شوند.
• یون‌ها:  یون‌هااتم‌هایا مولکول‌هایی هستند که حامل بار الکتریکی مثبت یا منفی هستند. مهم‌ترین یون‌ها در عملکرد سلولی عبارتند از سدیم، پتاسیم، کلرید و کلسیم.
• اسیدهای نوکلئیک: این‌ها شامل DNA و RNA است. اسیدهای نوکلئیک برای تولید مثل سلولی و سنتز پروتئین ضروری هستند.

یاخته ها چگونه به وجود آمدند ؟

محققان فرض می‌کنند که همه موجودات روی زمین امروز از یک سلول منشأ گرفته‌اند که حدود ۳/۵ تا ۳/۸ میلیارد سال پیش وجود داشته است. این یاخته اولیه احتمالاً کمی بیشتر از کیسه‌ای از مولکول‌های آلی کوچک و مواد شبه RNA بود که هم عملکرد اطلاعاتی و هم عملکرد کاتالیزوری داشت. با گذشت زمان، مولکول DNA پایدارتر تکامل یافت تا عملکرد ذخیره‌سازی اطلاعات را به عهده بگیرد، درحالی‌که پروتئین‌ها، با ساختارهای متنوع‌تر از اسیدهای نوکلئیک، عملکردهای کاتالیزوری را بر عهده گرفتند.

دانشمندان بر این باورند که ظهور هسته‌های منفرد و سایر اندامک‌ها نشان‌دهنده پیشرفت بزرگی در تکامل یاخته‌ها است. بیش از یک میلیارد سال پیش، برخی از سلول‌ها با بلعیدن اشیایی که در محیط مایعی که در آن وجود داشتند، شناور می‌شدند. سپس، طبق برخی از نظریه‌های تکامل سلولی، یکی از سلول‌های یوکاریوتی اولیه، یک پروکاریوت را در خود فرو برد و این دو یاخته با هم یک رابطه همزیستی ایجاد کردند. به طور خاص، سلول بلعیده شده به عنوان یک اندامک در سلول یوکاریوتی بزرگ‌تر که آن را مصرف می‌کرد شروع به کار کرد. کلروپلاست و میتوکندری که در سلول‌های یوکاریوتی مدرن وجود دارند و هنوز ژنوم خود را حفظ می‌کنند، تصور می‌شود که به این شکل به وجود آمده‌اند.

سلول‌های پروکاریوتی نیز به تکامل خود ادامه داده‌اند. گونه‌های مختلف باکتری‌ها و آرکئاها با محیط‌های خاصی سازگار شده‌اند و این پروکاریوت‌ها نه تنها زنده می‌مانند، بلکه بدون اینکه مواد ژنتیکی خود را در محفظه خود داشته باشند، رشد می‌کنند. برای مثال، گونه‌های باکتریایی خاصی که در منافذ حرارتی در امتداد کف اقیانوس زندگی می‌کنند، می‌توانند دمای بالاتری را نسبت به سایر موجودات روی زمین تحمل کنند.

سلول‌ها به روند تکامل خود ادامه دادند و انواع یاخته‌های پروکاریوتی و یوکاریوتی امروزه را تشکیل دادند.

انواع سلول:

انواع مختلفی از یاخته‌ها وجود دارد. به عنوان مثال، در بدن انسان سلول‌های خونی و سلول‌های پوست و سلول‌های استخوانی و حتی باکتری‌ها وجود دارد. با این حال، همه سلول‌ها، چه از باکتری، چه انسان یا هر موجود دیگری یکی از دو نوع کلی پروکاریوتی یا یوکاریوتی خواهند بود. در واقع، همه یاخته‌ها غیر از باکتری‌ها یک نوع و سلول‌های باکتریایی نوع دیگر خواهند بود. همه چیز بستگی به این دارد که سلول چگونه DNA خود را ذخیره می‌کند.

همان‌طور که بیان شد دو نوع یاخته وجود دارد:  پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها. سلول‌های پروکاریوتی معمولاً تک‌سلولی و کوچک‌تر از سلول‌های یوکاریوتی هستند. سلول‌های یوکاریوتی معمولاً در موجودات چندسلولی یافت می‌شوند، اما برخی ازیوکاریوت‌های تک‌سلولی نیز وجود دارند. در ادامه این دو گروه یاخته را بیشتر معرفی می‌کنیم.

سلول پروکاریوتی چیست ؟

پروکاریوت‌ها موجودات میکروسکوپی هستند که هسته و اندامک‌های متصل به غشا ندارند. برخی از زیست‌شناسان سلولی اصطلاح «اندامک» را فقط برای توصیف ساختارهای متصل به غشا در نظر می‌گیرند، درحالی‌که سایر زیست‌شناسان سلولی اندامک‌ها را ساختارهای مجزایی تعریف می‌کنند که عملکرد تخصصی دارند. پروکاریوت‌ها ریبوزوم‌هایی دارند که توسط غشایی احاطه نشده‌اند، اما عملکرد ویژه‌ای دارند و بنابراین می‌توان آن‌ها را اندامک در نظر گرفت. تمام عملکردهای متابولیکی که توسط یک پروکاریوت انجام می‌شود در غشای پلاسمایی یا سیتوزول انجام می‌شود.

پروکاریوت‌ها کوچک‌ترین نوع سلول‌ها هستند که به طور متوسط ​​۲ تا ۵ میکرومتر قطر دارند. علیرغم اندازه کوچک آن‌ها، در داخل هر یاخته ماشین‌آلات شیمیایی و بیوشیمیایی لازم برای رشد، تولیدمثل و کسب و استفاده از انرژی وجود دارد. ویژگی‌های مشترک سلول‌های پروکاریوتی عبارتند از:

• دیواره سلولی: همه پروکاریوت‌ها دارای دیواره سلولی هستند که پشتیبانی ساختاری را اضافه کرده، به عنوان یک مانع در برابر نیروهای خارجی عمل می‌کند و تاژک‌های شلاق‌مانند به آن متصل هستند.
• غشای پلاسمایی: یک ساختار دولایه که داخل سلول را از فضای بیرونی جدا می‌کند. در غشای پلاسمایی، سیتوپلاسم توسط غشا به اندامک‌ها تقسیم نمی‌شود، فقدان این بخش‌بندی در سازمان‌دهی مواد ژنتیکی نیز مشهود است.
• ریبوزوم‌ها: ساختارهایی هستند که به علت فقدان غشا توسط برخی از زیست‌شناسان به عنوان اندامک در نظر گرفته نمی‌شوند. این ساختارها مسئول تولید پروتئین در سلول هستند.
• ماده ژنتیکی (DNA) یا(RNA ) : سلول‌های پروکاریوتی تنها حاوی یک تکه دایره‌ای از DNA کروموزومی هستند که در ناحیه‌ای به نام نوکلوئید ذخیره شده است.
• کپسول (ممکن است وجود داشته باشد یا نداشته باشد): برخی از پروکاریوت‌ها یک لایه اضافی در خارج از دیواره سلولی خود به نام کپسول دارند که از یاخته در هنگام غرق شدن توسط ارگانیسم‌های دیگر محافظت کرده، به حفظ رطوبت کمک و به یاخته کمک می‌کند تا به سطوح و مواد مغذی بچسبد.
• تاژک (ممکن است وجود داشته باشد یا نداشته باشد): وسیله حرکتی بسیاری از پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌های تک‌سلولی است.
• پیلی (در برخی وجود دارد): پیلی ساختارهای مومانندی روی سطح سلول هستند که به سلول‌ها یا سطوح باکتری‌های دیگر متصل می‌شوند.
• پلاسمید (در اغلب پروکاریوت‌ها وجود دارد): برخی از پروکاریوت‌ها همچنین دایره‌های کوچک‌تری از DNA به نام پلاسمیدرا حمل می‌کنند. پلاسمیدها از نظر فیزیکی جدا از DNA کروموزومی هستند و می‌توانند مستقل از آن تکثیر شوند. اطلاعات ژنتیکی روی پلاسمیدها بین سلول‌ها قابل انتقال است و به پروکاریوت‌ها اجازه می‌دهد تا توانایی‌هایی مانند مقاومت آنتی‌بیوتیکی را به اشتراک بگذارند. دانشمندان کشف کرده‌اند که پلاسمیدها به‌عنوان ابزار مهمی در آزمایشگاه‌های ژنتیک مولکولی و بیوتکنولوژی عمل می‌کنند، که معمولاً به دلیل توانایی آن‌ها در تکثیر (نسخه‌های زیادی از یک ژن خاص) یا بیان ژن‌های خاص است.
• تقسیم دوتایی: تولیدمثل دریاخته‌های پروکاریوتی توسط شکافت دوتایی انجام می‌شود. این روند شامل رشد، بزرگ شدن و تقسیم است.

پروکاریوت‌ها دارای مجموعه‌ای از ویژگی‌ها هستند که آن‌ها را قادر می‌سازد در شرایط، محیط‌ها و منابع مختلف مقاومت کنند. برخی در غیاب اکسیژن، برخی در دماهای بسیار سرد یا گرم، و برخی در ته اقیانوس زندگی می‌کنند که تنها منبع آن‌ها هیدروژن‌سولفید داغ است که از هسته زمین می‌جوشد.

انواع یاخته پروکاریوتی:

در سال ۱۹۷۷، کارل ووز پیشنهاد کرد که پروکاریوت‌ها را به یوباکترها (باکتری‌ها) و آرکی‌باکترها (آرکئاها) تقسیم کنند، زیرا تفاوت‌های عمده در ساختار و ژنتیک بین دو گروه از موجودات وجود دارد. در ابتدا تصور می‌شد که آرکئاها شرایط افراطی زندگی را ترجیح می‌دهند و فقط در شرایط نامناسبی مانند دما، pH و تشعشع شدید زندگی می‌کنند، اما سپس در همه انواع زیستگاه‌ها یافت شده‌اند. در ادامه به بررسی بیشتری از این دو نوع سلول پروکاریوتی پرداخته‌ایم.

یوباکترها یا باکتری ها:

یوباکترها میکروارگانیسم‌های تک‌سلولی هستند که تقریباً در همه جای زمین یافت می‌شوند و از نظر شکل و ساختار بسیار متنوع هستند. حدود (۱۰^۳۰) باکتری در بسیاری از اکوسیستم‌های مختلف روی زمین (از جمله در بدن خود ما) زندگی می‌کنند. در روده انسان تعداد باکتری‌ها ده برابر از سلول‌های انسانی بیشتر است. دیواره سلولی برخی از باکتری‌ها حاوی پپتیدوگلیکان است، مولکولی که از قندها و اسیدهای آمینه ساخته شده است که به دیواره سلولی ساختار می‌دهد و در برخی از باکتری‌ها ضخیم‌تر از بقیه است.

آرکی باکترها یا آرکئاها:

آرکئا از نظر اندازه و شکل شبیه باکتری‌ها بوده و همچنین تک‌یاخته‌ای هستند. برخی از آرکئاها در محیط‌های شدید مانند چشمه‌های آب گرم یافت می‌شوند، اما می‌توان آن‌ها را در مکان‌های مختلفی مانند خاک، اقیانوس‌ها، زمین‌های باتلاقی و درون سایر موجودات از جمله انسان یافت.

یاخته یوکاریوتی چیست ؟

یوکاریوت موجودی است که سلول‌های آن به وسیله غشاهای داخلی و اسکلت سلولی به ساختارهای پیچیده‌ای سازماندهی شده‌اند، همانطور که در شکل نشان داده شده است. مشخص‌ترین ساختار یوکاریوتی که به غشا متصل بوده، هسته است. این ویژگی به آن‌ها نام آن‌ها (یوکاریوت) را می‌دهد که از یونانی می‌آید و به معنای «هسته واقعی» است. هسته اندامک محصور در غشا است که حاوی DNA است. DNA یوکاریوتی در یک یا چند مولکول خطی به نام کروموزوم سازماندهی شده است. برخی از یوکاریوت‌ها تک‌سلولی هستند، اما بسیاری از آن‌ها چندسلولی هستند. یوکاریوت‌ها شامل تمام آغازیان، قارچ‌ها، گیاهان و حیوانات می‌شوند.

سلول‌های یوکاریوتی علاوه بر داشتن غشای پلاسمایی، سیتوپلاسم، هسته و ریبوزوم، حاوی اندامک‌های متصل به غشا نیز هستند. هر اندامک در یوکاریوت عملکرد مجزایی دارد. سلول‌های یوکاریوتی به دلیل سطح پیچیده سازماندهی خود، می‌توانند عملکردهای بسیار بیشتری نسبت به سلول‌های پروکاریوتی انجام دهند. برخی از سلول‌های یوکاریوتی مانند سلول‌های گیاهی و قارچ‌ها دارای دیواره سلولی بوده که سلول‌های جانوری از داشتن آن محروم هستند. در ادامه اندامک‌های یاخته یوکاریوتی و عملکردهای آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

اندامک های سلول یوکاریوتی:

یوکاریوت‌ها تقریباً ۱۰ برابر اندازه یک پروکاریوت هستند و حجم آن‌ها می‌تواند تا ۱۰۰۰ برابر بیشتر باشد. تفاوت عمده و بسیار مهم بین پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها این است که سلول‌های یوکاریوتی دارای بخش‌های محدود به غشا هستند که در آن‌ها فعالیت‌های متابولیکی خاصی انجام می‌شود. همچنین دارای ساختارهای تخصصی کوچکی به نام اندامک هستند که به انجام وظایف خاصی اختصاص داده شده‌اند. در ادامه اندامک‌های سلولی یوکاریوتی را بررسی کرده‌ایم.

غشای پلاسمایی:

پوشش خارجی سلول یوکاریوتی غشای پلاسمایی نامیده می‌شود. این غشا برای جداسازی و محافظت از یک یاخته از محیط اطرافش عمل می‌کند و از یک لایه دوگانه فسفولیپیدی و پروتئین، ساخته شده است. در داخل این غشا انواع مولکول‌های دیگر قرار گرفته‌اند که به عنوان کانال و پمپ عمل می‌کنند و مولکول‌های مختلف را به داخل و خارج سلول منتقل می‌کنند. نوعی غشای پلاسمایی نیز در پروکاریوت‌ها یافت می‌شود، اما در این ارگانیسم معمولاً به عنوان غشای سلولی شناخته می‌شود.

اسکلت سلولی:

اسکلت سلولی یک جزء سلولی مهم، پیچیده و پویا است و برای سازماندهی و حفظ شکل سلول عمل می‌کند. این بخش اندامک‌ها را در جای خود محکم می‌کند. در طول اندوسیتوز (جذب مواد خارجی توسط سلول) کمک می‌کند و بخش‌هایی از یاخته را در فرآیندهای رشد و تحرک حرکت می‌دهد. تعداد زیادی پروتئین مرتبط با اسکلت سلولی وجود دارد که هر کدام ساختار سلول را با هدایت، بسته‌بندی و تراز کردن رشته‌ها کنترل می‌کنند.

سیتوپلاسم:

در داخل سلول یک فضای بزرگ پر از مایع به نام سیتوپلاسم وجود دارد که بخش فاقد اندامک در آن سیتوزول نامیده می‌شود. در پروکاریوت‌ها، این فضا نسبتاً عاری از محفظه است. در یوکاریوت‌ها، سیتوزول «سوپی» است که تمام اندامک‌های سلول در آن قرار دارند و در واقع مجموع سیتوزول و اندامک‌ها سیتوپلاسم نامیده می‌شود. همچنین خانه اسکلت سلولی است. سیتوزول حاوی مواد مغذی محلول است، به تجزیه مواد زائد کمک می‌کند و مواد را در اطراف سلول حرکت می‌دهد. هسته اغلب با تغییر شکل سیتوپلاسم در حین حرکت جریان دارد. سیتوپلاسم همچنین حاوی املاح زیادی است و رسانای عالی الکتریسیته است و محیط مناسبی را برای مکانیک سلول ایجاد می‌کند. عملکرد سیتوپلاسم و اندامک‌هایی که در آن قرار دارند برای بقای یاخته حیاتی هستند.