اندامک های سلولی

همان‌طور که در فصل اول زیست سال دهم خواندیم، سلول‌ها کوچک‌ترین واحد سازنده‌ی تمام موجودات زنده هستند و هر یک با توجه به ماهیت خود، از اجزای متعددی تشکیل‌شده است که به این اجزا اندامک های سلولی گفته می‌شود. درواقع اندامک‌ها، واحدهای میکروسکوپی و تخصص‌یافته‌ای هستند که هر یک در سلول کار مشخصی را انجام داده و به ادامه‌ی حیات سلول کمک می‌کنند. حال نام این اندامک های سلولی چیست؟ هرکدام چه ظاهری دارند؟ و وظیفه‌ی آن‌ها در سلول چیست؟

در ادامه‌ی بحث با اندامک های سلولی بیشتر آشنا شده و پاسخ این پرسش‌ها را خواهیم یافت. پس با مجله بیوزوم همراه باشید.

مطلب مرتبط: نگاهی بر انواع سلول ، سازندگان حیات

اندامک های سلولی چه هستند؟

همان‌طور که در مقدمه اشاره شد، به ساختارهای درون‌سلولی، اندامک های سلولی گفته می‌شود. این اندامک های سلولی شامل اندامک‌های متصل به غشا و غیر غشا هستند که در داخل سلول‌ها وجود دارند و در ساختار و عملکردشان متمایز هستند. همچنین گفتنی است که اندامک های سلولی برای عملکرد طبیعی کوچک‌ترین واحد سازنده حیات، هماهنگ و کارآمد هستند، به طوری‌که تعدادی از آن‌ها در شکل‌دهی سلول و پشتیبانی مکانیکی از آن نقش دارند، درحالی‌که برخی دیگر در حرکت و تولیدمثل یک سلول مشارکت می‌کنند.

همانطور که می‌دانیم، اندامک‌های مختلفی در داخل سلول وجود داشته و بر اساس وجود یا عدم وجود غشا به دو دسته طبقه‌بندی می‌شوند. در ادامه مطلب به توضیح اندامک های سلولی مختلف و عملکرد آن‌ها در انواع سلول می‌پردازیم.

انواع اندامک های سلولی

در مطلب غشای سلولی، با این دیوار قابل‌اعتماد آشنا شدیم، لازم به ذکر است که بدانیم اجزای درون یک سلول (مانند اندامک های سلولی) نیز می‌توانند دارای غشا یا فاقد آن باشند و بر این اساس طبقه‌بندی می‌شوند. در ادامه اندامک های سلولی را بر اساس وجود یا عدم وجود غشا بررسی خواهیم کرد.

1- اندامک های بدون غشا: دیواره سلولی، ریبوزوم‌ها و اسکلت سلولی، اندامک های سلولی بدون غشاء هستند. آن‌ها هم در سلول پروکاریوتی و هم در سلول یوکاریوتی وجود دارند.

2- اندامک های تک غشایی (تک لایه): واکوئل، لیزوزوم، دستگاه گلژی و شبکه آندوپلاسمی اندامک‌های تک غشایی هستند که تنها در سلول یوکاریوتی وجود دارند.

3- اندامک های دو غشایی (دولایه): هسته، میتوکندری و کلروپلاست اندامک‌های دارای غشاء دولایه هستند که فقط در سلول یوکاریوتی وجود دارند.

حال با هر یک از این اندامک‌ها بیشتر آشنا می‌شویم.

معرفی اندامک های سلولی

هسته

هسته یکی از اندامک های سلولی دو غشایی محسوب شده و در اغلب سلول‌های یوکاریوتی یافت می‌شود. این اندامک به‌عنوان مرکز کنترل فعالیت‌های سلولی عمل می‌کند و محل ذخیره ماده وراثتی یا DNA سلول است. ازنظر ساختار، هسته تیره و گرد است که توسط یک غشای هسته‌ای احاطه‌شده است. این غشا، یک غشا متخلخل (مانند غشای سلولی) است و دیواره‌ای بین سیتوپلاسم و هسته ایجاد می‌کند. درون هسته، اجسام کروی کوچکی به نام هستک وجود دارد. همچنین مواد وراثتی در هسته متراکم شده‌اند و یک ساختار اساسی به نام کروموزوم را ایجاد کرده‌اند

کروموزوم‌ها ساختارهای نازک و نخ مانندی هستند که حاصل متراکم شدن DNA می‌باشند. DNA همانند قطاری است که ژن‌ها کوپه‌های آن هستند. ژن‌ها یک واحد ارثی در موجودات هستند، یعنی به ارث بردن صفات از یک نسل (والدین) به نسل دیگر (فرزندان) را به عهده دارند. ، هسته طبیعت و عملکرد سلول‌های بدن ما را کنترل می‌کند. وظیفه اصلی هسته نظارت بر فعالیت‌های سلولی ازجمله متابولیسم و رشد با استفاده از اطلاعات ژنتیکی DNA است. هستک‌ها در هسته مسئول سنتز پروتئین و RNA هستند که در بخش بعدی با آن‌ها آشنا می‌شویم.

مطلب مرتبط: دی ان ای (DNA) چیست؟ – به زبان ساده

هستک

هستک ساختار متمایز موجود در هسته سلول‌های یوکاریوتی است. این بخش در درجه اول، در جفت کردن زیر واحدهای ریبوزوم‌ها، تغییر RNA پیام‌بر و سنجش استرس سلولی شرکت می‌کند. هستک از RNA و پروتئین تشکیل‌شده است که در اطراف مناطق کروموزومی خاصی تشکیل می‌شوند.

مطلب مرتبط: RNA چیست؟ – به زبان ساده

شبکه آندوپلاسمی

شبکه آندوپلاسمی یک اندامک غشادار است که شبکه‌ای از وزیکول‌های پهن یا لوله‌های پهن و دراز و منشعب و پر از مایع را داخل سیتوپلاسم تشکیل می‌دهد. این شبکه وسیع، سیستم انتقال سلول است که در انتقال مواد در سراسر سلول نقش دارد و به دو صورت صاف و دانه‌دار (زبر یا خشن) دیده می‌شوند:

1- شبکه آندوپلاسمی خشن: از سیسترن‌ها (مخازن)، لوله‌ها و وزیکول‌ها تشکیل‌شده است که در سراسر سلول یافت می‌شود و به علت قرارگیری ریبوزوم‌ها بر روی آن، به این نام خوانده می‌شود. این شبکه در ساخت پروتئین، غشاسازی، اضافه کردن قند و فسفات به پروتئین و موارد این‌چنینی نقش دارد.

2- شبکه آندوپلاسمی صاف: این اندامک، از کیسه‌ها و لوله‌هایی به‌هم‌پیوسته ایجادشده است. جنس این کیسه‌ها و لوله‌ها از غشای فسفولیپیدی است. در سطح این شبکه، ریبوزوم‌ها وجود ندارند و زیر میکروسکوپ ظاهری صاف دیده می‌شود. این نوع شبکه آندوپلاسمی اندامک ذخیره‌ای سلول به‌حساب می‌آید که با تولید لیپیدها، استروئیدها مرتبط است و همچنین مسئول سم‌زدایی سلول است. همچنین این اندامک در تنظیم قند خون و انباشتن یون‌های کلسیم نیز نقش دارد.

میتوکندری

یکی از اندامک های سلولی مهم، میتوکندری است. میتوکندری، اندامکی با 2 غشا است و به‌عنوان نیروگاه سلول شناخته می‌شود زیرا مولکول‌های غنی از انرژی را برای سلول تولید می‌کند. میتوکندری یک اندامک سوسیس شکل متصل به غشای دولایه است که تقریباً در تمام سلول‌های یوکاریوتی یافت می‌شود. آن‌ها معمولاً ازنظر اندازه متفاوت هستند و به شکل گرد یا بیضی یافت می‌شوند.

میتوکندری‌ها دارای DNA حلقوی، مولکول‌های RNA، ریبوزوم‌ها (S70) و چند مولکول دیگر هستند که به سنتز پروتئین نیز کمک می‌کنند.

در ادامه به تشریح ساختار و عملکرد هر یک از بخش‌های تشکیل‌دهنده میتوکندری می‌پردازیم:

غشای خارجی: مولکول‌های کوچک می‌توانند آزادانه از غشای خارجی عبور کنند. این بخش بیرونی شامل پروتئین‌هایی به نام پورین است که کانال‌هایی را تشکیل می‌دهند که به پروتئین‌ها اجازه عبور می‌دهد. غشای خارجی نیز میزبان تعدادی آنزیم با عملکردهای متنوع است. غشای خارجی میتوکندری، ظاهری صاف دارد.

فضای بین غشایی: این ناحیه بین غشای داخلی و خارجی است. میتوکندری دارای دو فضای بین غشایی است، یک فضا بین دو غشا قرار دارد و یک فضا که به آن فضای ماتریکس یا فضای درونی گفته می‌شود.

ماتریکس: این فضای درون غشای داخلی است که با داشتن صدها آنزیم، در تولید ATP مهم است. DNA میتوکندری در اینجا قرار دارد.

غشای داخلی: این غشاء پروتئین‌هایی را در خود جای می‌دهد که چندین نقش دارند. در میتوکندری، غشای داخلی، چین‌خوردگی‌های زیادی دارد که باعث ایجاد شکل تیغه مانند شده است. به هر تیغه، کریستا گفته می‌شود. در غشای داخلی میتوکندری، پروتئین‌های مهمی وجود دارند که مولکول‌های انرژی زیستی یا همان ATP را تولید می‌کنند.

کریستا: جین‌های غشای داخلی هستند. آن‌ها سطح غشا را افزایش می‌دهند، بنابراین فضای موجود برای واکنش‌های شیمیایی را افزایش می‌دهند.

جسم گلژی

به دستگاه گلژی کمپلکس گلژی نیز گفته می‌شود. این اندامک متصل به غشاء است که عمدتاً از یک سری کیسه‌های مسطح و انباشته به نام سیسترن تشکیل‌شده است. این اندامک سلولی، حکم گمرک سلول را دارد. موادی که توسط شبکه‌های آندوپلاسمی زبر و صاف ساخته می‌شوند و به‌صورت وزیکول درمی‌آیند، ابتدا باید به گمرک سلولی بروند و توسط آن‌ها بررسی شوند تا تغییرات شیمیایی روی آن‌ها انجام شود و سپس نشانه‌گذاری شده و پس‌ازآن به خارج سلول یا بخش خاصی از سلول هدایت شوند. دستگاه گلژی در داخل سیتوپلاسم سلول یافت می‌شود و هم در سلول‌های گیاهی و هم در سلول‌های جانوری وجود دارد.

لیزوزوم

لیزوزوم یکی از اندامک های سلولی متصل به غشاء است که حاوی آنزیم‌های گوارشی است. لیزوزوم‌ها با فرآیندهای سلولی مختلفی درگیر هستند. اگر سلول غیرقابل‌ترمیم آسیب ببیند، لیزوزوم‌ها می‌توانند در فرآیندی به نام مرگ سلولی برنامه‌ریزی‌شده یا آپوپتوز به آن کمک کنند تا خود تخریب شود.

میکروبادی

 میکروبادی‌ها اندامک های سلولی متصل به غشا، کوچک و وزیکولار هستند که هم در سلول‌های گیاهی و هم در سلول‌های حیوانی یافت می‌شوند. آن‌ها حاوی آنزیم‌ها و پروتئین‌های مختلفی هستند و فقط در زیر میکروسکوپ الکترونی قابل‌مشاهده هستند.

سانتریول و سانتروزوم

اندامک سانتروزوم از دو ساختار متقابل عمود بر هم به نام سانتریول تشکیل‌شده است. همه سلول‌ها (به‌جز پروکاریوت‌ها و بیشتر گیاهان) دارای سانتریول هستند. در جانوران، هر سلول به‌طورمعمول، یک جفت سانتریول دارد که در کنار یکدیگر با زاویه 90 درجه نسبت به هم در نزدیکی هسته واقع‌شده‌اند.

هر سانتریول از 27 ریزلوله یا همان میکروتوبول، ساخته‌شده است که در 9 دسته‌ی 3 تایی قرارگرفته‌اند. سانتریول‌ها، در سازمان‌دهی میکروتوبول‌ها برای ساخت تاژک و مژک در یوکاریوت‌ها و در سازمان‌دهی دوک‌های تقسیم سلولی و اسکلت سلولی نقش دارند.

واکوئل

واکوئل‌ها بیشتر به‌عنوان حباب‌های ذخیره‌ای با اشکال نامنظم، در سلول‌ها تعریف می‌شوند. آن‌ها اندامک های پر از مایع هستند که توسط یک غشاء محصورشده‌اند. این واکوئل غذا یا مواد مغذی مختلفی را ذخیره می‌کند که یک سلول ممکن است برای زنده ماندن به آن نیاز داشته باشد. علاوه بر این، مواد زائد را نیز ذخیره می‌کند. مواد زائد درنهایت توسط واکوئل‌ها به بیرون پرتاب می‌شوند؛ بنابراین، بقیه سلول از آلودگی محافظت می‌شود. سلول‌های حیوانی و گیاهی اندازه و تعداد واکوئل‌های متفاوتی دارند. در مقایسه با حیوانات، سلول‌های گیاهی واکوئل‌های بزرگ‌تری دارند.

ریبوزوم

ریبوزوم‌ها اندامک های سیتوپلاسمی غیر متصل به غشا و مهم هستند که در ارتباط نزدیک با شبکه آندوپلاسمی یافت می‌شوند. ریبوزوم‌ها به شکل ذرات ریز در تعداد زیادی سلول یافت می‌شوند و عمدتاً از RNA و پروتئین تشکیل‌شده‌اند. ریبوزوم‌ها یا در داخل شبکه آندوپلاسمی احاطه‌شده‌اند یا آزادانه در سیتوپلاسم سلول ردیابی می‌شوند و یا به غشا هسته متصل هستند. RNA ریبوزومی و پروتئین‌های ریبوزومی دو جزء هستند که باهم ریبوزوم‌ها را تشکیل می‌دهند. عملکرد اصلی ریبوزوم‌ها شامل سنتز پروتئین در تمام سلول‌های زنده است که بقای سلول را تضمین می‌کند.

سیتواسکلتون

سیتواسکلتون یا اسکلت سلولی یک شبکه پیوسته از ریزرشته‌ها (میکروفیلامنت‌ها) و ریزلوله‌ها (میکروتوبول‌ها) است که در سراسر سیتوپلاسم، از هسته تا غشای پلاسمایی، وجود دارد. این اندامک در تمام سلول‌های زنده به‌ویژه در یوکاریوت‌ها یافت می‌شود و به شکل داربست عمل می‌کند.
ماتریکس اسکلت سلولی از انواع مختلفی از پروتئین‌ها تشکیل‌شده است که بسته به نیاز سلول، این پروتئین‌ها می‌توانند به‌سرعت تقسیم یا جدا شوند. عملکرد اولیه این پروتئین‌های ساختاری در اسکلت سلولی شامل ایجاد حالت و شکل سلول است و نقش مهمی در حرکات اندامک‌ها و حرکت کل سلول نیز دارند. ماهیت انقباضی رشته‌های سیتواسکلتون به تحرک در طول سیتوکینز کمک می‌کند.

میکروتوبول‌ها (تاژک و مژک)

مژک‌ها، یا همان برآمدگی‌های مو مانند، ساختارهای کوچکی هستند که در خارج از دیواره سلولی وجود دارند و مانند پارو برای حرکت دادن سلول یا مایع خارج سلولی عمل می‌کنند. تاژک‌ها کمی بزرگ‌تر هستند و مسئول حرکات سلولی هستند. تاژک یوکاریوتی ازنظر ساختاری با همتای پروکاریوتی خود متفاوت است.

مژک و تاژک دارای یک محور میکروتوبولی کاملاً سازمان‌یافته هستند. این محور از 9 جفت میکروتوبول که دو توبول مرکزی را احاطه کرده‌اند، تشکیل‌شده است. این دستة توبولی که دارای یک الگوی مشخص 2+9 است یک آکسونم نامیده می‌شود. لوله‌های مرکزی توسط یک پل به هم متصل شده و در یک غلاف مرکزی قرار می‌گیرند. هر یک از جفت میکروتوبول‌های محیطی نیز توسط یک پره شعاعی به غلاف مرکزی متصل است. ازاین‌رو درمجموع 9 پره شعاعی وجود دارد. مژک‌ها و تاژک‌ها از ساختارهای سانتریول مانند به نام اجسام بازال بیرون می‌آیند.

پلاست‌ها

سلول‌های گیاهی حاوی ساختارهایی به نام پلاستید هستند که در سلول‌های حیوانی وجود ندارند. این پلاستیدها اندامک های سلولی بزرگ، دو غشایی و حاوی رنگ‌دانه هستند که نقش اصلی را در ساخت و ذخیره مواد غذایی ایفا می‌کنند. بر اساس نوع رنگ‌دانه‌ها، پلاستیدها به سه نوع تقسیم می‌شوند:

کلروپلاست

کلروپلاست مانند هسته، یک اندامک 2 غشایی است. این اندامک‌ها، شکل‌های متفاوت دیسکی تا کروی، دیسکی، بیضی و نواری دارند آن‌ها در سلول‌های مزوفیل برگ‌ها وجود دارند که رنگ‌دانه‌های کاروتنوئیدی را ذخیره می‌کنند. این رنگ‌دانه‌ها مسئول به دام انداختن انرژی نور برای فتوسنتز هستند.

دو غشای کلروپلاست، فضای درون این اندامک را به سه قسمت تقسیم و ساختار کلروپلاست را با کاری که انجام می‌دهد، متناسب کرده‌اند. بین 2 غشا، فضایی به نام فضای بین غشایی وجود دارد. یک فضای دیگر، به نام استروما نیز درون کلروپلاست وجود دارد. نام دیگر استروما بستره است. در این فضا، ستون‌هایی از کیسه‌های کوچکی به نام گرانوم شبیه به سکه‌های پول وجود دارد که به هرکدام از اجسام سکه‌ای شکل، تیلاکوئید گفته می‌شود. این تیلاکوئیدها، از جنس غشا هستند و به مجموع آن‌ها، گرانوم گفته می‌شود. گرانوم‌ها توسط لوله‌هایی با یکدیگر در تماس هستند که به فضای داخلی این لوله‌ها، فضای سوم گفته می‌شود.

 درست مانند ماتریکس میتوکندری، استرومای کلروپلاست نیز حاوی یک DNA کروی دو رشته‌ای، ریبوزوم‌های S70 و آنزیم‌هایی است که برای سنتز کربوهیدرات‌ها و پروتئین‌ها لازم هستند.

بیشتر بخوانید: کربوهیدرات‌ ها، سوخت اصلی سلول‌

کروموپلاست

کروموپلاست‌ها شامل رنگ‌دانه‌های کاروتنوئیدی محلول در چربی مانند زانتوفیل‌ها، کاروتن و غیره هستند که رنگ مشخصه خود (شامل زرد، نارنجی، قرمز و غیره.) را برای گیاهان فراهم می‌کنند.

لوکوپلاست

لوکوپلاست‌ها پلاستیدهای بی‌رنگی هستند که مواد مغذی را ذخیره می‌کنند. آمیلوپلاست‌ها کربوهیدرات‌ها را (مانند نشاسته در سیب‌زمینی)، آلئوروپلاست‌ها (Aleuroplasts) پروتئین‌ها و الائیوپلاست‌ها (Elaioplasts) روغن‌ها و چربی‌ها را ذخیره می‌کنند.

خلاصه‌ای از اندامک های سلولی

جمع‌بندی

در این مطلب با اجزای درون سلول یا همان اندامک های سلولی آشنا شدیم. اندامک های سلولی و عملکرد آن‌ها در سلول‌های گیاهی و جانوری شرح داده شد و آموختیم هر سلول بسته به نقشی که در بدن دارد دارای اندامک‌های مختلف است مثلاً سلول‌های گیاهی چون وظیفه ی فتوسنتز و تولید مواد غذایی دارند دارای کلروپلاست هستند درحالی‌که سلول‌هایی که حرکت می‌کنند دارای مژه و تاژک هستند. هر اندامک باعث یک ویژگی خاص در سلول می‌شود؛ بنابراین، این اندامک های درون سلول هستند که باعث ایفای نقش سلول در یک فعالیت خاص در بدن می‌شود.