نگاهی بر انواع سلول ، سازندگان حیات

همان‌طور که در فصل اول کتاب زیست‌شناسی پایه دهم آموختید، به کوچک‌ترین واحد سازنده­‌ی حیات، سلول گویند که خود تمام ویژگی‌های موجودات زنده را دارد. این انواع سلول ­‌ها هستند که ساختمان بدن موجودات زنده را تشکیل می­‌دهند و به وسیله‌­ی اندامک­‌ها‌ی درونِ خود، عملکردهای اختصاصی مانند جذب مواد مغذی و تولید انرژی را انجام می­‌دهند. سلول‌ها، محتوای ژنتیکی موجودات را در خود حفظ کرده و توانایی نسخه‌­برداری از ژنوم خودشان را دارند. تعداد زیادی از انواع سلول ها وجود دارند که هر کدام شکل و عملکردهای متفاوتی دارند. در این مطلب سفری کوتاه به دنیای سلول­‌ها خواهیم داشت و به معرفی کامل انواع سلول و وظایف آن می‌­پردازیم. پس با مجله‌ی بیوزوم همراه باشید.

بیشتر بخوانید: با انواع سلول عصبی آشنا شوید

سلول چیست؟

تمام موجودات زنده، از سلول­ یا یاخته تشکیل شده‌­اند. همچنین عملکردهای مختلف بدن جانداران، توسط انواع سلول ­‌ها هدایت و برنامه‌ریزی می­‌شوند. گفتنی است که سلول­‌ها کوچک‌ترین واحدهای تشکیل­‌دهنده­‌ی حیات بوده و به طور کلی اکثر آن­‌ها به قدری کوچک هستند که بدون میکروسکوپ­‌های نوری قابل مشاهده نیستند. انواع سلول‌ ها توسط غشای سلولی یا غشای پلاسمایی از محیط بیرون خود جدا شده‌­اند. این غشا به طور کامل بین محیط داخلی انواع سلول و محیط بیرونیِ آن، مرزی را به وجود آورده است.

محیط داخلی انواع سلول ها به صورت مایع و بر پایه آب است که به آن سیتوپلاسم گفته می­‌شود و لازم است بدانید که مولکول­‌ها و اندامک­‌های بسیاری در این سیتوپلاسم غوطه‌­ور هستند.

نوکلئیک اسید ، لیپید ، کربوهیدرات و پروتئین درون انواع سلول ها دیده می‌شوند. این مولکول­‌های آلی وجودشان برای عملکرد سلول الزامی است. همچنین درون سلول، ساختارهایی وجود دارد که هرکدام به وسیله‌­ی غشای خود از محیط سیتوپلاسم جدا می­‌شوند. این ساختارها را اندامک می­‌نامند که هر یک وظایف خاصی را درون سلول انجام می­‌دهند. از انواع اندامک‌ها، می‌توان به میتوکندری، دستگاه گلژی، لیزوزوم و … اشاره کرد که در ادامه به هرکدام می‌پردازیم.

انواع سلول‌ ­ها چه در موجودات تک سلولی و چه در موجودات پرسلولی، می­‌توانند شکل­‌ها و اندازه­­‌های متفاوت، همچنین عملکردها و ویژگی‌های مختلفی داشته باشند.

مطلب مرتبط: پروتئین چیست به زبان ساده

چگونگی پیدایش سلول‌ها

نظریات متفاوتی درباره منشا نخستین سلول‌­ها وجود دارد. گروهی معتقدند که مولکول­‌های آغازگر حیات ممکن است توسط یک شهاب سنگ وارد زمین شده یا به واسطه­‌ی برخورد رعد و برق به مولکول­‌های اتمسفر به وجود آمده باشند.

به طور کلی اعتقاد بر این است که نخستین دسته از انواع سلول ­‌ها حداقل از حدود 3.5 میلیارد سال پیش پدید آمده‌­اند. فرض محققان بر این است که همه­‌ی جانداران امروزی از یک سلول واحد به وجود آمده‌­اند. این سلول اولیه حاوی مولکول­‌های آلی و موادی شبیه RNA بوده است که با گذشت زمان اطلاعات آن به شکل مولکول­‌های پایدار DNA درآمده است.

بر اساس نظریات تکامل سلولی، سلول یوکاریوت اولیه، سلول پروکاریوتی را بلعیده است و این دو سلول با هم رابطه همزیستی را آغاز کرده‌اند. سپس سلول بلعیده شده درون سلول بزرگ‌­تر، شروع به عملکردهای خاص خود کرده است. وجود DNA کوچک حلقوی درون اندامک­‌هایی مثل کلروپلاست و میتوکندری می‌­تواند بیان‌گر این فرضیه باشد. گفتنی است که انواع سلول ­‌های پروکاریوتی نیز به روند تکامل خود ادامه داده و به زندگی در محیط­‌های متفاوت سازگار شده‌اند.

همچنین بخوانید: انواع بافت بدن انسان

اندازه سلول‌ها

اندازه سلول­‌ها می­‌تواند بسیار متفاوت باشد. معمولا باکتری­‌ها اندازه­‌ای بین 1 تا 10 میکرومتر دارند و انواع سلول‌ ­های یوکاریوتی می­‌توانند بین 10 تا 100 میکرومتر باشند. حتی در پیکر یک موجود واحد نیز، اندازه‌­ی سلول­‌های مختلف می‌تواند با هم متفاوت باشد.

به طور کلی درباره اندازه­‌ی سلول­‌ها، نکته‌­ای وجود دارد و آن نسبت سطح به حجم (surface-area-to-volume ratio) است. شکل همه­‌ی سلول‌­ها کروی نیست، اما اکثر آن­‌ها شکلی نزدیک به کُره دارند. مساحت کره از طریق فرمولِ 4*عددپی*شعاع به توان2  و حجمِ آن با فرمولِ 4/3*عددپی*شعاع به توان3 به دست می­‌آید. همان‌طور که مشخص است با افزایش شعاع کره، مساحت آن به مقدار مربّعِ شعاع ولی حجمِ آن به میزان مکعبِ شعاع افزایش می­‌یابد. پس معمولا با رشد یک سلول، حجم آن افزایش بیشتری نسبت به سطح خواهد داشت و باید توجه داشت که این سطحِ سلول است که به عنوان دروازه‌­ای برای ورود اکسیژن عمل می‌­کند. در این حالت یکی از راهکارهای مناسب برای عملکرد بهتر سلول، تقسیم سلولی است که در مطلبی دیگر به آن پرداخته‌ایم.

انواع سلول

سلول­‌ها انواعِ بسیار متنوعی دارند. اما به طور کلی آن­‌ها را به دو گروه بزرگ سلول­‌های پروکاریوتی و سلول­‌های یوکاریوتی تقسیم می­‌کنند.

پروکاریوت­‌ها (Prokaryote)

پروکاریوت­‌ها، موجوداتی تک سلولی و بسیار کوچک هستند و هسته‌­ی مشخصی ندارند. به عبارتی تمام اجزای داخلی پروکاریوت­‌ها، مانند آنزیم­‌ها و ماده‌­ی ژنتیک در تماس مستقیم با مایع سیتوپلاسمی قرار دارد. البته این مواد ژنتیکی که اکثرا قسمت کوچکی از DNA حلقوی کروموزومی را تشکیل می‌دهد، در ناحیه‌­ای به نام ناحیه­‌ی نوکلوئیدی وجود دارند. در برخی از انواع سلول ­‌های پروکاریوت، قطعات کوچک­تری از DNA های دایره­‌ای به نام پلازمید (Plasmid) نیز وجود دارد. پلازمیدها به طور جدا از DNA اصلی می­‌توانند تکثیر شوند و همچنین اطلاعاتشان بین سلول­‌های پروکاریوتی انتقال یابند، مثلا یک ویژگی مثل مقاومت در برابر آنتی‌­بیوتیک را به اشتراک بگذارند.

پروکاریوت­‌ها دارای یک دیواره­‌ی سلولی هستند که محتوای درون سلول را از بیرون متمایز می­‌کند. ساختاری دو لایه نیز اطراف سلول را فرا گرفته که غشای سلولی نام دارد. ساختارهایی به نام ریبوزوم درون پلاسما غوطه­‌ورند که مسئول سنتز پروتئین­‌ها هستند.

در بعضی از انواع سلول های پروکاریوت­‌ها یک لایه­‌ی اضافی‌­تر، دیواره سلولی را دربرگرفته است که به آن کپسول (Capsule) گفته می­‌شود. این کپسول به مقدار بیشتری سلول را در مقابل عوامل خارجی محافظت می‌­کند و یا به سلول کمک می­‌کند به سطوح خارجی یا مواد مغذی بچسبد. همچنین از خشک شدن سلول جلوگیری می­‌کند. برخی پروکاریوت­‌ها برای حرکت خود از تاژک و برخی از پیلی‌­ها استفاده می­‌کنند.

تولیدمثل پروکاریوت‌­ها از طریق رشد و تقسیم دوتایی است. در سلول­‌های پروکاریوتی تنوع ژنتیکی از طریق فرآیندی به نام نوترکیبی انجام می‌شود.

انواع سلول های پروکاریوتی

تخمین زده می‌­شود که میلیون­‌ها گونه‌­ی پروکاریوتی وجود دارد. در گذشته تمامی پروکاریوت‌­ها در یک دامنه طبقه­‌بندی می‌­شدند تا این‌که در دهه 1970 میلادی، دانشمندی به نام کارل ووز (Carl Woese) پروکاریوت­‌ها را به 2 دسته طبقه بندی کرد که در ادامه به هرکدام می‌پردازیم:

1- یوباکتر (باکتری‌ها)

در این گروه طیف متنوعی از سبک زندگی وجود دارد، اما نکته قابل توجه درباره­‌ی این گروه ازباکتری­‌ها، قابلیت بیماری­‌زایی آن­‌ها است. البته در بین آن‌­ها باکتری­‌های بی­‌ضرر نیز وجود دارد. باکتری­‌ها به طور عمده به دو دسته گِرَم مثبت و گِرَم منفی تقسیم می‌­شوند. این تقسیم‌بندی بر اساس ساختار دیواره باکتری‌ها انجام شده است.

2- آرکی‌باکتر (آرکئا)

این گروه می­‌توانند به طور هم­‌زیست در بدن انسان و حیوانات زندگی کنند و تا امروز بی­‌ضرر و یا حتی مفید شناخته شده‌­اند و اثری از بیماری­‌زایی در آن­‌ها یافت نشده است. در بین آن­‌ها گونه­‌هایی نیز در مکان­‌های غیرقابل زیست مانند مناطق آتشفشانی، منافذ آب گرم زیر دریا و یا مناطق بسیار نمکی زندگی می­‌کنند.

یوکاریوت­‌ها (Eukaryote)

یوکاریوت­‌ها معمولا به شکل چندسلولی هستند، هرچند موارد نادری از یوکاریوت تک­ سلولی نیز یافت می­‌شود. مشخصه­‌ی اصلی یوکاریوت­‌ها وجود هسته­‌ی مجزا درون سلول­‌های آن­‌ها است. هسته، یک اندامک حاوی ماده­‌ی ژنتیکی است که توسط غشا از مایع سیتوپلاسمی مجزا شده است. سلول­‌های یوکاریوت با پیچیدگی نسبی خود می­‌توانند عملکردهای گسترده‌­تری نسبت به سلول­‌های پروکاریوت داشته باشند. همچنین سلول یوکاریوت بزرگ­‌تر از سلول پروکاریوت است و حاوی اندامک­‌های متنوع­‌تری است. در ادامه اجزای این دسته از سلول‌ها را بررسی می‌کنیم.

انواع سلول های یوکاریوتی

1- سلول گیاهی

اولین مشخصه­‌ی بارز در سلول­‌های گیاهی، داشتن دیواره­‌ی سلولی ضخیم و سلولزی است که در سلول­‌های جانوری این دیواره وجود ندارد. همچنین در سلول­‌های گیاهی انواعی از کلروپلاست وجود دارد که سلول­‌های جانوری فاقد آن­‌ها هستند. سلول­‌های گیاهی معمولا توانایی فتوسنتز دارند.

نمونه‌­هایی از انواع سلول ­‌های گیاهی

سلول­‌های کلانشیمی: سلول‌های زنده با شکل دراز و خاصیت الاستیک هستند و با گیاه رشد می­‌کنند.
سلول‌های اسکلرانشیمی: دیواره­‌های ضخیم گیاه حاوی محتوای سلولزی را تشکیل می­‌دهند و در واقع حمایت ساختاری از گیاه را بر عهده دارند.
سلول‌های پارانشیمی: بافت­‌های گیاهی مانند برگ­‌ها، پالپ­‌های میوه و دیگر اندام­‌های گیاهی را تشکیل می­‌دهد.
سلول‌های آوندی: آوند چوبی به انتقال مواد محلول و آب در سرتاسر گیاه کمک می­‌کند.
سلول‌های آبکش: مواد غذایی تولید شده در فرایند فتوسنتز را به سایر قسمت­‌های گیاه می­‌رساند.

2- سلول جانوری

سلول­‌های جانوری به طور معمول از سلول­‌های گیاهی کوچک‌­تر هستند، دیواره سلولی ندارند و تنها یک غشا آن­‌ها را احاطه کرده است. به همین دلیل سلول­‌های جانوری می‌­توانند اشکال مختلفی به خود بگیرند. و کوچک­‌ترین آن­‌ها که سلول گلبول قرمز خون است، می‌­تواند از ظریف‌ترین مویرگ‌­های خونی عبور کند.

نمونه‌­هایی از انواع سلول ­‌های جانوری

سلول­‌های پوستی: عمدتا شامل کراتینوسیت­‌ها و ملانوسیت­‌ها.
سلول‌های عصبی: شامل دو گروه عمده نورون­‌ها و سلول­‌های نوروگلیا.
سلول‌های عضلانی: سلول­‌های استوانه­‌ای بلندی که مسئول انواع ارادی و غیرارادی حرکت اندام­‌ها هستند.
سلول‌های خونی: شامل گلبول­‌های قرمز که مسئول انتقال اکسیژن هستند و گلبول­‌های سفید که مسئول ایمنی و از بین بردن عوامل بیماری­‌زا هستند.

3- سلول قارچی

قارچ‌­ها توانایی فتوستز ندارند و در دیواره­‌ی سلولی آن­‌ها کیتین (پلیمر بلندی از مشتقات گلوکز) وجود دارد. برخی قارچ‌­ها، می­‌توانند سبب بروز برخی بیماری­‌ها در انسان و حیوان شوند و در مقابل برخی از آن­‌ها خاصیت دارویی دارند و حتی از کشت بعضی از آن­‌ها، آنتی‌­بیوتیک تهیه می‌شود.

4- آغازیان

همواره در طبقه­‌بندی آغازیان اختلاف نظراتی وجود داشته است اما به طور کلی به دلیل اثبات وجود هسته­‌ی مشخص در سلول­‌های آغازیان، آن‌ها را در زمره­‌ی یوکاریوت­‌ها قرار داده­‌اند. آغازیان انواع بسیار متنوعی دارند و طبقه بندی آن‌ها به سادگی امکان پذیر نیست.

اجزا و اندامک‌های سلولی

1- غشای پلاسمایی (Plasma membrane)

غشای نازکی که اطراف انواع سلول ها قرار دارد و انتقال مواد خروجی و ورودی سلول را تنظیم می­‌کند. ترکیبات این غشا معمولا ثابت نیست اما به طور کلی از فسفولیپید، کربوهیدرات و پروتئین تشکیل شده است.

2. سیتوپلاسم (Cytoplasm)

مایع غلیظی که درون انواع سلول ها را پر می‌­کند. درون سیتوپلاسم، آب، یون­‌ها، مولکول­‌ها و اندامک­‌ها غوطه­‌ور هستند. ماهیت سیتوپلاسم هم ثابت نیست و در شرایط متفاوت می­‌تواند حالت کلوئیدی، غلیظ، ژل‌ه­ای یا حتی شیشه‌­ای داشته باشد. سیتوپلاسم به خاطر املاحی که درون خود دارد، می‌­تواند به عنوان رسانای الکتریسیته عمل نماید.

3. اسکلت سلولی (Cytoskeleton)

ساختاری که مانند چهارچوب یا داربست درون سلول عمل کرده و شکل کلیِ انواع سلول را می­‌سازد، اسکلت سلولی نام دارد. اسکلت سلولی در تقسیم سلولی و جابه‌­جایی مولکول‌­ها و اندامک­‌ها نقش بسزایی دارد. این ساختار از 3 نوع رشته‌­های پروتئینی بلند (ریز رشته‌­ها، رشته‌های میانی، میکروتوبول‌­ها) تشکیل شده است.

4- هسته (nucleus)

هسته، مرکز مهم ذخیره­‌ی اطلاعات ژنتیکی در انواع سلول های یوکاریوتی است. هسته­‌ی سلول، محل نگهداری رشته­‌های DNA است و پیش­‌سازهای لازم برای پروتئین­‌سازی را مدیریت می­‌کند. این اندامک توسط یک غشای دو لایه از سایر قسمت­‌های سلول جدا شده است.

5- ریبوزوم (Ribosome)

ریبوزوم ساختاری فاقد غشا در انواع سلول ­‌های پروکاریوت و یوکاریوت است. سنتز پروتئین­‌ها توسط ریبوزوم­‌ها انجام می­‌شود. ریبوزوم­‌ها هم در سیتوپلاسم و هم روی شبکه‌­ی آندوپلاسمی زبر و در میتوکندری و کلروپلاست قرار دارند. اگر چه تعداد ریبوزوم‌ها درون تمام انواع سلول‌ ها، بالا است اما، با توجه به ماهیت سلول تعداد ثابتی ندارد. با توجه به این‌که ریبوزوم­‌ها عمر متوسط کوتاهی دارند، بازسازی پیوسته و مداوم آن­‌ها بسیار ضروری است.

6- میتوکندری (Mitochondria) 

میتوکندری ساختاری دو غشایی، درون سلول است که تنفس سلولی را بر عهده دارد. درونِ میتوکندری نوعی DNA حلقوی وجود دارد که می‌تواند به طور مجزا از سلول، همانندسازی کند. مایع سیّال موجود در میتوکندری که تنفس درون آن انجام می­‌شود، ماتریکس نام دارد. میتوکندری به وسیله­‌ی تنفس سلولی (اکسیداسیون و در ادامه­‌ی آن، تولید کربن دی اکسید) انرژی لازم برای سلول را فراهم می­‌کند. همان‌طور که گفته شد میتوکندری دارای دو غشای داخلی و خارجی است. غشای خارجی به طور کامل این اندامک را فرا گرفته است. غشای داخلی، دارای چین­‌خوردگی­‌های فراوانی به نام کریستا است که باعث زیاد شدن سطح غشا می­‌شود. تعداد میتوکندری موجود در سلول­‌ها نیز بسته به نوع سلول و عملکرد آن، متفاوت است.

7- شبکه آندوپلاسمی (Endoplasmic reticulum)

شبکه­‌ی آندوپلاسمی ارتباطات داخل سلولی را تسهیل می­‌کند. این اندامک دارای چین­‌خوردگی­‌های فراوان است و یک غشا اطراف آن را احاطه کرده است. به طور کلی دو نوع شبکه­ آندوپلاسمی درون انواع سلول ها وجود دارد. شبکه آندوپلاسمی زبر یا خشن که سطح آن توسط ریبوزوم­‌ها پوشیده شده است و شبکه­‌ی آندوپلاسمی صاف که فاقد ریبوزوم سطحی هستند. پروتئین­‌ها در شبکه­‌ی آندوپلاسمی زبر ساخته شده و سپس به شبکه­‌ی آندوپلاسمی صاف انتقال می‌­یابند.

8- جسم گلژی (Golgi apparatus)

دستگاه گلژی یا همان جسم گلژی فعالیت­‌های زیادی را در سلول انجام می­‌دهد مانند آماده­‌سازی محصولات تازه ساخته شده در سلول، دخالت در تشکیل غشای سلولی، دخالت در ترشحات نورونی و موسیلاژها، افزودن گروه­‌های سولفات به پروتئین­‌ها و … .

9- لیزوزوم (Lysosome)

لیزوزوم­‌ها کیسه­‌هایی غشادار هستند که درون آن­‌ها انواعی از آنزیم‌­های تجزیه کننده است. در واقع لیزوزوم تجزیه­‌کننده­‌ی اصلی درون انواع سلول های یوکاریوتی و پروکاریوتی است و علاوه بر گوارش سلولی، میکروب­‌ها و عوامل بیماری­‌زا را از سلول خارج می­‌کند.

10- پراکسی­‌زوم (Peroxisome)

این اندامک‌­ها ساختار کروی شکل دارند و مانند لیزوزوم‌­ها کیسه­‌هایی مملو از آنزیم‌­ها هستند. در واقع این دو اندامک، سیستم گوارش سلولی هستند و به عنوان سیستم دفعی نیز عمل می‌کنند. تجزیه­‌ی H2O2 و جلوگیری از تولید رادیکال­‌های آزاد از مهم‌ترین وظایف پراکسی‌­زوم است. در سلول­‌های گیاهی پراکسی‌­زوم­‌ها در فتوسنتز و تنفس نوری نیز نقش دارند.

11- کلروپلاست (Chloroplast)

کلروپلاست­‌ها درون سلول­‌های گیاهی وجود دارند. این اندامک به طیف­ نوری مرئی حساس بوده و توسط کلروفیل­‌های درون خود، انرژی فوتون‌های نوری را دریافت کرده و به مولکول­‌های شیمیایی تبدیل می­‌کند. کلروپلاست دارای دو غشای خارجی و داخلی است. فضای درونی غشای داخلی را مایعی به نام استروما پر کرده است. درون کلروپلاست نیز DNA حلقوی وجود دارد.

12- سانتریول (Centriole)

سانتریول­‌ها، ساختارهایی استوانه‌­ای شکل هستند که در نزدیکی هسته وجود دارند. این ساختارها عمدتا از پروتئین‌­هایی به نام توبولین تشکیل شده­‌اند و در همه‌ی انواع سلول‌ ­های یوکاریوتی وجود ندارند. عملکرد اصلی سانتریول، مشارکت در تقسیم سلولی است.

13- واکوئل (Vacuole)

واکوئل­‌ها در سلول­‌های گیاهی وجود دارند، اما در برخی از سلول­‌های پروکاریوتی و یوکاریوتی دیگر نیز یافت می‌­شوند. شکل و اندازه در واکوئل­‌ها متفاوت است و وظایف مختلفی دارند. برخی از آن­‌ها در تجزیه با لیزوزوم همکاری می­‌کنند و برخی به جذب آب در سلول­‌های گیاهی کمک می‌­کنند. در برخی گلبرگ‌­ها واکوئل‌­ها حاوی رنگدانه­‌هایی برای جذب حشرات هستند و در بعضی گونه‌­ها سم‌­های موجود در واکوئل، گیاه را در برابر جانوران گیاه­‌خوار محافظت می‌­کند.

جمع‌بندی

در این مطلب با سلول، به عنوان کوچک‌ترین واحد عملکردی و ساختاری موجودات زنده آشنا شدیم. تمام موجودات تک سلولی و پرسلولی از یاخته تشکیل شده‌اند. واژه‌ی سلول یا یاخته به معنی خانه است که خود از بخش‌های تخصص‌یافته‌ای به نام اندامک تشکیل شده است که در این مقاله با این اجزای سلولی آشنا شدیم و آموختیم میتوکندری به عنوان کارخانه‌ی سلول عمل کرده و انرژی سلول را تامین می‌کند. این انرژی سبب حفظ حیات سلولی و عملکرد آن می‌شود. همچنین آموختیم، بقای موجودات زنده به تعامل بین تعداد زیادی از انواع سلول‌ ها بستگی دارد و ضروری است که توزیع متعادل سلول‌‌ها در بافت و سایر بخش‌های عملکردی حفظ شود. این امر با فرایند بسیار تنظیم‌شده تکثیر سلولی به دست می‌آید که در مطلبی دیگر به طور کامل به آن پرداخته‌ایم.