سلول

واحد اساسی ساختاری، عملکردی و بیولوژیکی موجودات

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

ساختار یک یاخته جانوری
طراحی یاخته‌های هوک در چوب‌پنبه، ۱۶۶۵

یاخته‌ها توسط رابرت هوک در سال ۱۶۶۵ میلادی کشف شدند که آن‌ها را به دلیل شباهتشان با یاخته‌های صومعه‌ای که راهبان مسیحی در آن، ساکن بودند، یاخته نامگذاری کرد. نظریهٔ یاخته‌ای، نخستین بار در سال ۱۸۳۹ میلادی توسط ماتیاس جاکوب شلیدن و تئودور شوآن ساخته شد؛ و اظهار داشت که تمام موجودات از یک تامیلیون ها یاخته تشکیل شده‌اند؛ که یاخته‌ها واحد اساسی ساختارو عملکرد در تمام موجودات زنده هستند. حداقل ۳٫۵ میلیارد سال پیش یاخته‌ها روی زمین پدیدار شدند.

سرچشمهویرایش

منشأ یاخته‌ها 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 یاخته‌ها پدید آمدند.[۳][۴][۵] باور فعلی این است که این یاخته‌ها هتروتروف بودند. غشاهای یاخته‌ای 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 یاخته‌ای 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 یاختهویرایش

یاخته‌ها از دو نوع تشکیل شده‌اند:

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

یاخته‌های پروکاریوتی اولین شکل زندگی روی کره زمین بودند که با داشتن فرایندهای بیولوژیکی حیاتی از جمله سیگنالینگ یاخته‌ای مشخص می‌شوند. آنها ساده‌تر و کوچک‌تر از یاخته‌های یوکاریوتی هستند و فاقد هسته هستند و سایر ارگانل‌های محدود شده به غشاء. DNA یک یاخته 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.

پروکاریوت ها می توانند با اجماع خود، جمعیت های کلنی درست کنند که بسیار به جمعیت های چنیاخته‌ای، شببیه هستند. از این موارد می توان به بیوفیلم ها اشاره کرد.

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 یاخته‌ای زندگی کنند اما گرد هم می‌آیند و ساختاری چندیاخته‌ای و تناسلی می‌سازند. بیش از ۹۰۰ گونه کپک مخاطی در سراسر جهان وجود دارد)، تک یاخته‌ای و جلبک‌ها همه یوکاریوتی هستند. تک‌یاخته‌ای‌ها (پروتوزوئات همچنین پروتئاز، پروتئین‌های چندگانه) یک اصطلاح غیررسمی برای تک یاخته‌ای‌ها، 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 یاخته‌ای» مورد توجه قرار گرفتند؛ زیرا آن‌ها اغلب دارای رفتارهای حیوانی مانند جنبش و شکار و عدم وجود دیواره یاخته که در گیاهان و جلبک‌ها یافت می‌شود، هستند. شکل زیر یک گونه از تک‌یاخته‌ای‌ها، موجود در مغز استخوان را نشان می‌دهد.

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

انواع یاخته‌ها بر اساس وضعیت دو نوع هستند:

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

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

اندامک‌های یاخته جانوری:

از بخش‌های دیگر یاخته 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 یاخته جانوری دیده نمی‌شود)

پروکاریوت‌ها یوکاریوت
ارگانیسم‌های معمولی باکتری‌ها و آرکی باکتری ها آغازیان، 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 یاخته‌های منفرد یاخته‌های منفرد، کلونی‌ها، ارگانیسم‌های چند یاخته‌ای بالاتر با یاخته‌های تخصصی
تقسیم یاخته‌ای شکاف باینری (تقسیم ساده) میتوز (شکافت یا جوانه زدن)

، میوز

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

قسمت‌های یاخته جانوریویرایش

 
ساختار یک یاخته جانوری معمولی

(یاخته‌های جانوری با گیاهی تفاوت‌هایی دارند)

  1. غشای یاخته
  2. هسته
  3. سیتوپلاسم

اندامک‌های یاخته (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 یاخته نقش دارد. (به صورت بسته‌های وزیکول)
  3. میتوکندری: دو غشا دارد و کار آن تأمین انرژی یاخته 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 یاخته‌ای 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 (البته اندامک محسوب نمی شود زیرا فاقد غشا است).
  9. پراکسی‌زوم:اندامکی که فعالیت اکسیدازی دارد.

برخی ساختارها عبارتند از:

  1. اسکلت یاخته‌ای :شبکه ای از ریز لوله‌ها و ریزرشته‌ها است که وظیفه حفاظت و استحکام دهی به یاخته 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 یاخته‌ایویرایش

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

دیواره یاخته‌ای

 
ساختار یاخته پروکاریوتی باکتری.

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

پروکاریوتیکویرایش

کپسولویرایش

کپسول ژلاتینی در برخی باکتریهای خارج از غشای یاخته‌ای و دیواره یاخته‌ای 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 یاخته‌ها مشاهده شود.[۸]

فلاژلاویرایش

فلاژلا (تاژک) اندامک‌هایی برای تحرک یاخته‌ای هستند. فلاژل باکتریایی از سیتوپلاسم شروع و پس از غشای یاخته‌ای به دیواره یاخته‌ای 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.

مویکویرایش

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 یاخته‌های انسانی (چسبندگی یاخته) را بر عهده دارد. انواع خاصی از پیلی وجود دارد که در ترکیب باکتریها نقش دارند.

جستارهای وابستهویرایش

منابعویرایش

  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