ออร์แกเนลล์ (Organelles) มีโครงสร้าง (Structure) และหน้าที่ (Function) ที่แน่นอน อยู่ในไซโตซอล  

แสดงรูปร่างของออร์แกเนลล์ต่างๆที่สามารถพบได้ภายในเซลล์ยูคาริโอต

http://namrataheda.blogspot.com/2013/01/cell-organelles-dicoverers.html

1. ร่างแหเอนโดพลาสซึม (Endoplasmic Reticulum, ER)

 มีลักษณะเป็นท่อกลวงทรงกระบอก หรือ แบน เรียงตัวเป็นร่างแห เป็นเยื่อชั้นเดียว มีองค์ประกอบเช่นเดียวกับเยื่อหุ้มเซลล์ มี 2 ชนิด คือ ชนิดหยาบและชนิดเรียบ

          1.1 ร่างแหเอนโดพลาสซึมชนิดหยาบ (Rough Endoplasmic Reticulum, RER)

                - เป็นท่อแบนเรียงทับซ้อนกันเป็นชั้น

                - มีไรโบโซม (Ribosome) เกาะที่ผิวด้านนอกทำให้มีผิวขรุขระ

               - ทำหน้าที่ลำเลียงโปรตีนที่สร้างจากไรโบโซม เพื่อส่งออกไปใช้นอกเซลล์ เช่น อิมมูโนโกลบุลิน (Immunoglobulin) เอนไซม์ (Enzyme) และฮอร์โมน (Hormone)

               - ทำงานร่วมกับกอลจิ คอมเพล็กซ์ (Golgi Complex) ทำหน้าที่สะสมให้มีความเข้มข้นก่อนส่งออก

          1.2 ร่างแหเอนโดพลาสซึมชนิดเรียบ (Smooth Endoplasmic Reticulum, SER)

              - มีผิวเรียบเป็นท่อทรงกระบอกโค้งงอ

              - ทำหน้าที่สังเคราะห์และหลั่งสาร สเตอรอยด์ฮอร์โมน จึงพบมากในเซลล์ต่อมหมวกไต เซลล์เลย์ดิกในอัณฑะ และเซลล์ในรังไข่

              - สังเคราะห์โปรตีน กำจัดสารพิษที่เซลล์ตับ

             - เผาผลาญโคเลสเตอรอล และไกลโคเจน

             - ในเซลล์กล้ามเนื้อ (Sarcoplasmic Reticulum) ทำหน้าที่ส่งถ่ายแคลเซียม ซึ่งควบคุมการทำงานของเซลล์กล้ามเนื้อ  

2. ถุงกอลจิ คอมเพล็กซ์ (Golgi complex)

            - เป็นออร์แกเนลล์ที่ติดต่อกับ ER มีลักษณะเป็นถุงแบนที่มีเยื่อ 2 ชั้น เรียกว่า Cisterna

            - บรรจุโปรตีนที่รับมาจาก RER เพื่อสังเคราะห์เป็นสารหลายชนิดที่พร้อมจะใช้งานได้ใน Vacuole Sac

            - หน้าที่สร้าง ไลโซโซม  อะโครโซม (Acrosome)  สร้างเมือกในเซลล์พืชและเซลล์สัตว์ สร้างแผ่นเซลล์ (Cell Plate) ในการแบ่งเซลล์ของพืช  

3.  ไรโบโซม (Ribosome)

           - พบในไซโตพลาสซึมของเซลล์ทุกชนิด และยังพบในไมโตคอนเดรีย และคลอโรพลาสต์  

           - เป็นออร์แกเนลล์ที่มีขนาดเล็กที่สุด คือ 0.015-0.025 ไมครอน     

           - ประกอบด้วย โปรตีน และ rRNA

           - ไม่มีเยื่อหุ้ม มี 2 หน่วยย่อย (2 Sub Unit)

           - ไรโบโซม เกาะติดกับสาร mRNA (Free Poly Ribosome) ทำหน้าที่สร้างโปรตีนเพื่อใช้เป็นเอนไซม์ในเซลล์

           -  ไรโบโซม (Poly Ribosome) เกาะติดกับผนังด้านนอกของ RER ทำหน้าที่สังเคราะห์โปรตีนเพื่อส่งออกนอกเซลล์

4. ไมโตคอนเดรีย (Mitochondria)

            - พบในเซลล์ยูคาริโอตทุกชนิด   

            - มีรูปร่างเป็นแท่งยาว กลมหรือรี ยาวประมาณ 2-6 ไมโครเมตร

            - มีเยื่อ 2 ชั้น ชั้นนอกเรียบ ชั้นในพับทบเป็นท่อเรียกว่า คริสตี้ (Cristae) ด้านในเป็นของเหลวเรียก Matrix

            - เยื่อชั้นนอกทำหน้าที่เกี่ยวกับการสร้างฟอสโฟลิปิด เยื่อชั้นในเป็นที่เกาะของเอนไซม์ที่

            - ทำหน้าที่ผลิตสารพันธะพลังงานสูง คือ ATP (Adenosine Triphosphate)   

            - สามารถแบ่งตัวได้เนื่องจากมี  DNA และ ไรโบโซม  และมีวงจรชีวิตอยู่ได้ 10-12 วัน                

5. พลาสติด (Plastid)

            - พบเฉพาะในเซลล์พืชและสาหร่าย มีรูปร่างเป็นแท่งกลมรี มีเยื่อ 2 ชั้น มี DNA จึงแบ่งตัวได้

            - แบ่งออกเป็น 3 ชนิด  

                        คลอโรพลาสต์ (Chloroplast) โครโมพลาสต์ (Chromoplast) และลิวโคพลาสต์ (Leucoplast)

• คลอโรพลาสต์ (Chloroplast)

• มีเยื่อ 2 ชั้น

• ทำหน้าที่จับพลังงานแสง เพื่อใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงในปฏิกิริยาการใช้แสง (Light Reaction)

• คลอโมพลาสต์ (Chromoplast)

• เป็นพลาสติดที่ไม่มีคลอโรฟิล แต่มีสารชนิดอื่น เช่น คาโรตีนอยด์ (Carotenoid) ทำให้เกิดสีส้ม ไฟโคบิลิน (Phycobilin)

• จับพลังงานแสงได้ ในช่วงคลื่นแสงต่าง ๆ ที่คลอโรฟิลไม่สามารถจับได้ คลอโมพลาสต์จึงช่วยคลอโรพลาสต์ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

• ลิวโคพลาสต์ (Leucoplast) 

• ทำหน้าที่เก็บสะสมอาหารพวกคาร์โบไฮเดรต พบมากในส่วนที่สะสมอาหาร

6. ไลโซโซม (Lysosome)

            - มีเยื่อชั้นเดียว

            - ภายในจะบรรจุเอนไซม์ซึ่งย่อยสลายด้วยนํ้า (Hydrolytic Enzyme) ชนิดต่าง ๆ มากกว่า 40 ชนิด

            - สร้างมาจากกอลจิ คอมเพล็กซ์ แบ่งเป็น 4 ชนิด คือ

                    1) Primary (Vergin) Lysosome เป็นไลโซโซมแรกสร้าง มีหน้าที่เกี่ยวกับการย่อยอาหารภายในเซลล์

                    2) Secondary Lysosome หรือ Phagosome เป็นไลโซโซมที่ทำลายสิ่งแปลกปลอมจากภายนอกที่เข้าสู่เซลล์   

                    3) Residual Body เป็นไลโซโซมที่บรรจุกากที่เหลือจากการย่อย และดูดซึมกลับของเซลล์ ซึ่งรอการกำจัดออกทางเยื่อเซลล์โดยกระบวนการ Exocytosis

                    4) Autophagic Vacuole หรือ Auto phagosome เป็นไลโซโซมที่ทำลายองค์ประกอบหรือออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่หมดอายุ
                        หรือมีพยาธิสภาพเป็นการย่อยส่วนต่าง ๆ ของเซลล์ตัวเอง เรียกว่า Autolysis

7. เพอร์รอกซิโซม หรือไมโครบอดี (Peroxisome or Micro Body)

            - มีเยื่อหุ้มชั้นเดียว

            - เก็บเอนไซม์พวก Catalase Dehydrogenase พบในเซลล์สัตว์เช่น เซลล์ตับ เซลล์ท่อไต และเซลล์พืช

            - หน้าที่ทำลายสารไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และ ออกซิเจนที่มากเกินพอในเซลล์

8. เซนตริโอล (Centriole)

            - เป็นออร์แกเนลล์ที่พบในเซลล์สัตว์ แต่ไม่พบในเซลล์พืช

            - มีลักษณะเป็นแท่งทรงกระบอกไม่มีเยื่อหุ้ม 2 อัน วางตัวในแนวตั้งฉากซึ่งกันและกัน

            - ทำหน้าที่สร้างเส้นใยสปินเดิล (Spindle Fiber) เพื่อยึดติดกับโครโมโซม เพื่อดึงโครโมโซมไปอยู่คนละขั้วของเซลล์     

            - เซลล์พืชไม่มีเซนตริโอล จะมีโพลาร์ แคพ (Polar Cap) เพื่อทำหน้าที่สร้างเส้นใยสปินเดิลในเซลล์   

9. แวคิวโอล (Vacuole)

            1) Sap Vacuole เป็นแวคิวโอลในเซลล์พืช สะสมสารต่าง ๆ ที่พืชสร้างขึ้นในเซลล์ที่เกิดใหม่ ๆ  

            2) Contractile Vacuole พบในพวกโปรโตซัวนํ้าจืด เช่น อะมีบา พารามีเซียม ทำหน้าที่เก็บและขับถ่ายของเหลวส่วนเกินออกจากเซลล์

            3) Food Vacuole พบในโปรโตซัวบางชนิดและเซลล์สัตว์ชั้นสูง ที่กินสิ่งแปลกปลอม   

โครงสร้างหลักของเซลล์ (Cell Cytoskeleton)

1. ไมโครทูบูล (Microtubule)   

            - ทำหน้าที่รักษารูปทรงของเซลล์ ช่วยในการขนส่งภายในเซลล์ โดยการยืดหยุ่นของโปรตีน  

            - ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวของไซโตพลาสซึม (Cytoplasmic Streaming หรือ Cyclosis)

            - ช่วยในการเคลื่อนไหวของออร์แกเนลล์  

            - เป็นส่วนประกอบของเซนตริโอล ซีเลีย

2. ไมโครฟิลาเมนต์ (Microfilament)

            - ประกอบด้วยโปรตีน แอคติน (Actin) ทำงานร่วมกับโปรตีนมัยโอซิน (Myosin Filament)

            - ช่วยในการเคลื่อนย้ายออร์แกเนลล์ การหดตัวและการแบ่งเซลล์

3. อินเตอร์มีเดียทฟิลาเมนต์ (Intermediate Filament) 

            -โครงสร้างเสริมเซลล์ มีชื่อเรียกแตกต่างกันตามชนิดของเซลล์

นิวเคลียส (Nucleus)

            - นิวเคลียสเป็นออร์แกเนลล์ขนาดใหญ่ รูปร่างกลมรี เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5-10 ไมโครเมตร

ประกอบด้วย

1. เยื่อหุ้มนิวเคลียส (Nuclear Membrane) เป็น Unit Membrane 2 ชั้น

2. นิวคลีโอพลาสซึม (Nucleoplasm)

3. นิวคลีโอลัส (Nucleolus) เป็นโมเลกุลของ DNA ที่ขดตัวเป็นก้อน ฝังตัวอยู่ในนิวคลีโอพลาสซึม สามารถเคลื่อนที่เปลี่ยนแปลงอยู่ภายในนิวเคลียส สามารถรวมตัวและแบ่งตัวได้ ทำหน้าที่สังเคราะห์ RNA

การลำเลียงสารเข้าและออกจากเซลล์

เซลล์ที่มีชีวิตจะลำเลียงสารเข้าออกเซลล์ตลอดเวลา โดยการลำเลียงสารเกิดได้ 2 แบบ คือ

• ลำเลียงโดยไม่ใช้พลังงาน (Passive Transportation)

• การลำเลียงโดยใช้พลังงาน (Active Transportation)

(การนำสารเข้าออกเซลล์อาจทำโดยทะลุผ่านเยื่อเซลล์ หรือใช้วิธีการสร้างถุงหุ้มสาร (Vesicle))

แสดงรูปแบบการลำเลียงสารแบบ Passive transport และ Active transport

http://www.chegg.com/homework-help/questions-and-answers/reviewing-passive-active-transport-passive-active-transport-used-move-molecules-cells-show-q12399141

การลำเลียงโดยไม่ใช้พลังงาน (Passive Transportation)

การแพร่ (Diffusion)

       เคลื่อนที่ของอนุภาคของสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นตํ่า เพื่อการกระจายอนุภาคของสารอย่างสมํ่าเสมอ การแพร่จะหยุดและที่สภาวะสมดุลการแพร่อนุภาคของสารยังคงเคลื่อนที่ด้วยความเข้มข้นที่เฉลี่ยเท่ากันทุกบริเวณ  

 การแพร่มีหลายวิธี ได้แก่

1. การแพร่ธรรมดา (Simple Diffusion)

• เป็นการแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์โดยละลายตัวในเยื่อหุ้มเซลล์ และผ่านทางรูหรือช่องของเยื่อหุ้มเซลล์

• สารชนิดที่ละลายในไขมัน เช่น อัลกอฮอล์ ฮอร์โมนสเตอรอยด์ จะแพร่ผ่านเยื่อเซลล์ได้ดี

• รูหรือช่องว่างของเซลล์เกิดจากโมเลกุลของโปรตีนที่มีประจุที่แทรกอยู่ในชั้นของไขมัน เป็นช่องให้โมเลกุลของนํ้าและสารโมเลกุลขนาดเล็กผ่านเข้าออกได้ สารที่แพร่ผ่านทางช่องนี้ส่วนใหญ่เป็นพวกไม่ละลายในไขมัน

• สารที่มีประจุลบจะแพร่ผ่านได้ดีเพราะโปรตีนมีประจุบวก

• สารที่ไม่มีประจุ แต่มีขนาดเล็ก ก็จะแพร่ผ่านทางรูหรือช่องเยื่อเซลล์ได้ดี  

2. การแพร่โดยอาศัยตัวพา (Facilitated Diffusion)

• สารขนาดใหญ่บางชนิดไม่สามารถผ่านช่องของเยื่อหุ้มเซลล์ เช่น กรดอะมิโน นํ้าตาล กลีเซอรอล

• จะแพร่ผ่านเข้าสู่เซลล์โดยอาศัยโปรตีนตัวพา (Carier Protein) ในชั้นไขมัน

• การแพร่แบบอาศัยตัวพาจะมีอัตราการแพร่เร็วกว่าการแพร่ธรรมดาหลายเท่าตัว

ออสโมซิส (Osmosis)

• การแพร่ของนํ้าผ่านเยื่อกั้น (Membrane) โดยมีทิศทางการแพร่จากสารละลายที่มีความเข้มข้นน้อยไปยังด้านที่มีความเข้มข้นมาก

• นํ้าแพร่ผ่านถุงจะทำให้เกิดแรงดันรอบ ๆ ถุง ทำให้ถุงเต่ง (Turgid) เรียกแรงดันเต่ง (Turgor Pressure)

สารละลายกับการออสโมซิส  

แสดงผลของสารละลายกับการออสโมซิส โดยสารละลายไฮเพอร์โทนิคมีผลให้เซลล์เหี่ยว 
สารละลายไอโซนิคทำให้เซลล์มีสภาพปกติ สารละลายไฮโพโทนิคทำให้เซลล์เต่งจนแตก 

https://en.wikipedia.org/wiki/Osmosis

1. Hypotonic Solution ภายนอกเซลล์มีความเข้มข้นต่ำกว่าภายในเซลล์

• นํ้าจากสารละลายจะแพร่เข้าสู่เซลล์ทำให้เซลล์เต่ง

• เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า พลาสมอพไทซิส (Plasmoptysis)

• ถ้าเป็นเซลล์พืช เซลล์จะไม่แตก แต่ในเซลล์สัตว์จะทำให้บวมและแตกได้  

2. Hypertonic Solution สารละลายภายนอกมีความเข้มข้นสูงกว่าภายในเซลล์

• นํ้าจะแพร่ออกจากเซลล์ทำให้เซลล์เหี่ยว เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า พลาสโมลิซิส (Plasmolysis)

• เห็นได้ชัดเจนในเซลล์สัตว์

3. Isotonic Solution สารละลายมีความเข้มข้นเท่ากับภายในเซลล์

        Dialysis เป็นเทคนิคที่ใช้ในการแยกอนุภาคขนาดเล็กซึ่งมีขนาดแตกต่างกันออกจากกัน โดยการแพร่ (diffusion) ผ่านเยื่อ (permeable membrane) ตัวอย่างเช่น ในสารละลายที่มีทั้งโปรตีนและเกลือ จะสามารถแยกเกลือออกจากโปรตีนได้โดยให้สารละลายแพร่ผ่านเยื่อที่ยอมให้อนุภาคของเกลือผ่านได้เท่านั้น กระบวนการดังกล่าวเป็นลักษณธที่คล้ายกับการแพร่และการออสโมซิส

การลำเลียงโดยใช้พลังงาน (Active Transportation)

• สารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารตํ่าเคลื่อนที่ไปสู่บริเวณที่มีความเข้มข้นของสารสูงโดยใช้พลังงาน ATP

• เช่น การลำเลียงสาร Na⁺ และ K⁺ ในการเกิดกระแสประสาท

การลำเลียงสารโดยการสร้างถุง (Vesicular or Bulk Transportation)

แสดงกระบวนการลำเลียงสารออกนอกเซลล์ (Exocytosis) และ การลำเลียงสารเข้าสู่เซลล์ (Endocytosis)

http://lifeofplant.blogspot.com/2011/04/endocytosis-and-exocytosis.html

1. Exocytosis เป็นการลำเลียงสารโมเลกุลใหญ่ออกนอก เช่น เซลล์เยื่อบุผนังกระเพาะอาหารจะมีการคัดหลั่ง (Secretion) ของสารพวกเอนไซม์

2. Endocytosis เป็นการลำเลียงสารโมเลกุลใหญ่เข้าสู่เซลล์ โดยใช้ส่วนของเยื่อเซลล์โอบล้อมสารที่จะนำเข้าสู่เซลล์ให้เป็นถุงแล้วกลืนเข้าไปในไซโตพลาสซึม

            1) Phagocytosis เป็นการกลืนสารที่เป็นของแข็งขนาดใหญ่ โดยการไหลของไซโตพลาสซึม ทำให้เยื่อเซลล์ยื่นออกไปเป็นขาเทียม (Pseudopodium) หุ้มล้อมสาร

            2) Pinocytosis เป็นการกลืนสารขนาดใหญ่ที่อยู่ในรูปของสารละลาย โดยสร้างหลุมหรือถํ้าที่เยื่อเซลล์ โดยเยื่อเซลล์เว้าเข้าไปในไซโตพลาสซึม เมื่อสารตกลงไปแล้วเชื่อมปากหลุมให้ปิด เกิดเป็น Vesicle อยู่ในไซโตพลาสซึม

            3) Receptor-Mediated Endocytosis เป็นการนำสารเข้าสู่เซลล์ โดยอาศัยโปรตีนตัวรับ (Receptor Protein) บนเยื่อเซลล์ทำหน้าที่จับกับสารก่อนที่เยื่อเซลล์จะเว้าเข้าไปในไซโตพลาสซึม แล้วสร้างเป็น Vesicle

แหล่งที่มา

จิรัสย์  เจนพาณิชย์. (2552).  BIOLOGY for high school students (พิมพ์ครั้งที่ 19).  กรุงเทพฯ:
            บูมคัลเลอร์ไลน์.

สมาน  แก้วไวยุทธ. (2551).  100 จุดเน้นชีววิทยา ม.4-5-6 (พิมพ์ครั้งที่ 1). กรุงเทพฯ: 
            ไฮเอ็ดพับลิชชิ่ง.

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2558).  หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์ ชีววิทยา เล่ม 1 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 – 6 (พิมพ์ครั้งที่ 7).  กรุงเทพฯ:
            องค์การค้าของ สกสค.ลาดพร้าว.

Reece, J. B  and  Campbell, N. A. (2011).  Campbell biology (10^th).  Boston, Benjamin Cummings: Pearson.