سلول

بدن انسان از میلیارد ها سلول تشکیل شده است که هر گروه سلولی وظیفه ای به عهده داشته و با یکدیگر همکاری دارند تا بدن انسان به حیات ادامه دهد. بیش از 200 نوع سلول در بدن وجود دارد که هر کدام ساختار ویژه­ای داشته که با وظیفه ای که به عهده دارند مطابقت دارد. تمامی این سلول­ها از یک سلول اولیه به نام سلول تخم یا زیگوت (حاصل لقاح یک تخمک و اسپرم) به وجود می آیند. در عرض چند روز بعد از تشکیل سلول تخم،  تقسیم­های مکرر سلولی منجر به تشکیل بلاستوسیست می شود که به صورت یک توپ توخالی متشکل از 150 تا 200 سلول است.

ساختار عمومی سلول: صدها نوع مختلف سلول در بدن وجود دارد و ساختار هر سلول کاملا برای وظیفه ای که به عهده دارد مناسب است. به عنوان مثال، سلول­های پوست، کوچک و فشرده هستند، در حالی که سلول­های عصبی از رشته های عصبی طولانی به نام آکسون­ تشکیل شده اند که انتقال تکانه های الکتریکی را برعهده دارند. همچنین سلول­های دستگاه گوارش از نظر ساختاری و عملکردی با سلول­های سیستم اسکلتی متفاوت است. در واقع هر نوع سلول بنا بر نوع بافتی که در آن قرار گرفته است ساختار و وظایف متناسب با آن را دارا می باشد.

تمامی سلول­ها در بدن صرف نظر از اندازه و یا ساختار خود، از اجزای مشترکی تشکیل شده اند، که سه قسمت اصلی آن غشا، هسته و سیتوپلاسم می باشد.

غشا: اطراف همه ی سلول­ها را پرده نازکی به نام پوسته سلولی یا غشا پوشانده است که ورود و خروج مواد را صورت انتخابی کنترل می کند.

هسته: هسته سلول مرکز فرماندهی سلول است که بر کارهای سلول نظارت و کنترل دارد. در درون هسته سلول، رشته هایی به نام کروموزوم وجود دارد که درون آن مولکول هایی به نام DNA وجود دارد. DNA سلول تعیین کننده ویژگی­های ارثی جانداران است. DNA کتابخانه ژنتیکی کل بدن است که همه چیز از جمله رنگ چشم، نوع گروه خونی و حتی بیماری های ژنتیکی را با خود دارد.

سیتوپلاسم: فضای اطراف هسته سلول سیتوپلاسم نام دارد، در درون سیتوپلاسم اجزای مختلفی وجود دارد که اندامک های درون سیتوپلاسم نام دارد هر یک از این اندامک ها وظایف خاصی مانند تغذیه، تولید انرژی و پروتئین و.... بر عهده دارد.

یک پروتئین، زنجیره ای از آمینو اسیدها است و یک آمینو اسید، بلوکه های کوچک مولکولی سازنده پروتئین است. اگر چربی را در نظر نگیریم، 20 درصد از وزن بدن انسان را پروتئین ها، 60 درصد را آب و 20 درصد باقی مانده را دیگر مواد معدنی تشکیل داده اند.

واحدهای سازنده پروتئین را به این دلیل آمینو اسید می نامند که از یک گروه آمین (NH2) و یک گروه کربوکسیل که اسیدی است (COOH) تشکیل شده اند. این دو واحد در تمامی آمینو اسیدها یکسان است و تغییری نمی کند، بلکه زنجیره متصل به آن تغییرات عمده به خود خواهد دید.

در مجموع حدودا 100 نوع آمینو اسید مختلف در طبیعت موجود است اما در بدن انسان صرفا 20 آمینو اسید طبیعی وجود دارد که به دو دسته آمینو اسید ضروری و غیر ضروری تقسیم می شوند و تنها راه کسب آن ها از طریق غذا است.

فرآیند تبدیل مالتوز به گلوکز (قند مورد نیاز بدن) بسیار آهسته و کند صورت می پذیرد. آنزیم های دیگر هم هستند که مولکول ها و اتم ها را به یکدیگر متصل می سازند.

قطع پیوند به مولکول ها و بالعکس، پدید آوردن پیوند، کاری است که آنزیم ها به خوبی انجام می دهند و برای انجام هر واکنش خاص نیز، بدن یک آنزیم مخصوص دارد.

حتما تا به حال در مورد افرادی که به لاکتوز حساسیت دارند شنیده اید و یا شاید خودتان از این مسئله رنج می برید. قند موجود در شیر یا همان لاکتوز، در بدن چنین افرادی به گلوکز تبدیل نمی شود، یا به عبارتی دیگر، این افراد آنزیم لاکتاز ندارند.

در سلول، هر کاری که انجام شود، آنزیم ها به نوعی در آن دخیل هستند. بنابراین اگر به خوبی نحوه فعالیت آنزیم ها را بدانید، سلول را هم شناخته اید. یک باکتری مثل ای. کلای، حدودا 1000 مدل آنزیم مختلف دارد که در سیتوپلاسم آن شناورند.

بخش های خاص آنزیم ها، آنها را به واکنشگرهای کوچک شیمیایی تبدیل کرده است. هدف آنزیم، انجام واکنش های شیمیایی با سرعت بالا است که در نتیجه این واکنش ها، چیزهایی ساخته و یا قطعاتی از هم جدا می شوند. اینگونه است که یک سلول بزرگ شده و تقسیم می شود. به بیانی ساده تر، سلول یک کیسه پر از مایعات و آنزیم های مختلف است که مرتبا در حال تولید و تکثیر هستند.

پر واضح است که سلول های باکتریایی بسیار ساده تر ار سلول های انسانی هستند و پیچیدگی های آن را ندارند. باکتری یک غشای سلولی دارد که درون آن را مایعی به نام سیتوپلاسم پر کرده است. حدودا 70 درصد سیتوپلاسم آب است و 30 درصد باقی مانده آنزیم، پروتئین، آمینو اسید، گلوکز، ATP و ... هستند. همه این ها در کنار هم شیره سلولی را پدید می آورند.

در مرکز سلول باکتری، یک کلاف در هم پیچیده DNA یا RNA قرار گرفته که اگر آن را از هم باز کنیم، 1000 برابر طول باکتری خواهد بود. در واقع تمام این تفاوت ها، مفهوم «یوکاریوت» و «پروکاریوت» را شکل می دهند. سلول بدن انسان یک سلول یوکاریوت است و باکتری ها پروکاریوت محسوب می شوند.

بدن از 10 تریلیون سلول ساخته شده که بزرگ ترین آن ها هم قطر تار موی انسان است اما اکثر سلول های انسان بسیار کوچکترند، شاید یک دهم تار مو. یک تار موی خودتان را ببینید و تصور کنید یک دهم قطر آن چقدر کوچک خواهد بود. سپس در برابر آینه یک بار دیگر به اندام خود نگاه کنید. آنگاه متوجه عظمت رقم 10 تریلیون سلول خواهید شد.

تار مو چندان ضخیم نیست، شاید قطری معادل صد میکرون داشته باشد (در واقع، اگر یک متر را به یک میلیون بخش تقسیم کنیم، یک میکرون می شود یک بخش از آن)، اما هر سلول انسان به طور میانگین 10 میکرون قطر دارد. به انگشت شست پای خود نگاه کنید. بسته به اندازه فیزیک شما، 2 الی 3 میلیارد سلول در این ناحیه وجود دارد.

پیگیر اخبار روز دنیای علم و دانش که باشید، حتما می دانید این روزها ژن ها نقشی بزرگ بازی می کنند. بیوتکنولوژی، اصلاح ژن، ژنوم انسان، مهندسی ژنتیک، بیماری های ژنتیکی، ژن تراپی، جهش ژنتیکی و ... واژه هایی هستند که بسیار می شنویم.

دانش ژنتیک این روزها به سرعت چهره پزشکی، کشاورزی و حتی سیستم قانونی کشورها را با تغییر مواجه ساخته. در این مقاله به دنیای مولکول ها سفر می کنیم تا نحوه کارکرد یک سلول را با استفاده از آن ها بفهمیم.

به سراغ ساده ترین سلول ممکن می رویم: سلول باکتریایی. با فراگیری نحوه فعالیت سلول باکتری، می توانید درکی کلی از کارکرد سلول های دیگر نیز به دست آورید. اگر مطالعات زیست شناسی چندانی ندارید، مطالعه این مقاله می تواند درک بسیاری از تحقیقاتی که این روزها در صدر اخبار مشاهده می کنید را ساده تر سازد.

≡ ژن ها

ویژگی های موجودات زنده به وسیله ژن هایشان کنترل می شود. ژن های داخل سلول های یک موجود زنده حاوی دستورالعمل هایی برای ساختن پروتئین هایی است. این پروتئین ها سلول ها را می سازند و مسیر کاری آنها را کنترل می کنند. ژن ها از والدین به فرزندان به ارث می رسند.

≡ دی ان ای (DNA)  چیست؟

ژن ها از یک ماده شیمیایی به نام دی اکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) تشکیل شده اند. دی ان ای در هسته همه سلول ها ذخیره می شود. دی ان ای دارای دستورالعمل هایی برای ساخت پروتئین های مورد نیاز برای رشد و نمو موجودات زنده جدید است. این اطلاعات ژنتیکی همچنین به نسل بعد منتقل می شود.

≡ کروموزوم چیست؟

در درون هسته سلول، دی ان ای در داخل ساختارهای دراز نخ مانندی به نام کروموزوم قرار دارد. کروموزوم هاا تنها موقعی که سلول ها تقسیم می شوند زیر میکروسکوپ قابل مشاهده اند. در طول تقسیم سلولی، کروموزوم ها کوتاه و کلفت می شوند، سپس به دو نیمه یکسان تقسیم می شوند، هر نیمه برای هر سلول جدید. تعداد کروموزوم ها در بین گونه های مختلف متفاوت است. 

در ابعاد میکروسکوپی، همه ما از سلول ساخته شده ایم. به خودتان در آینه نگاه کنید. آنچه که می بینید، مجموعه ای است از 10 تریلیون سلول از 200 مدل مختلف که گرد هم آمده اند. ماهیچه ها از سلول های ماهیچه ای، کبد از سلول های کبدی و به طور کل هر بافتی از سلول های خود ساخته شده است.

اگر می خواهید بدانید که بدن تان چگونه کار می کند، ابتدا لازم است سلول ها را بشناسیم. هر فرآینسلول کوچک ترین واحد زنده موجود در جهان است. همچنین سلول ها واحد سازنده تمام موجودات زنده هستند. هر سلولی یک هسته دارد که حاوی مجموعه ای از دستورالعمل های ساختمانی به نام ژن ها است.

≡ آیا انواع مختلفی از سلول ها در یک نوع موجود زنده وجود دارد؟

بیشتر موجودات زنده دارای انواع بسیار متفاوتی از سلول ها هستند که هریک نقش خاصی را بازی می کنند. سلول هایی که کاری مشابه انجام می دهند، مثل سلول های عضلانی یک جانور، در یک گروه سازمان یافته اند. این گروه بافت نامیده می شود. به عنوان مثال همان سلول های عضلانی که در قالب بافت عضلانی سازمان یافته اند یک وظیفه خاص مثل خم کردن ساق پا را انجام می دهند.

≡ چرا سلول های جانوری و گیاهی با هم متفاوتند؟

هم سلول های گیاهی و هم سلول های جانوری دارای یک هسته و یک غشای پلاسمایی هستند و همچنین حاوی سیتوپلاسمند. اما سلول های گیاهی یک واکوئل پر از مایع و ساختارهای سبزی به نام کلروپلاست دارند. (واکوئل یک فضای خالی در داخل سیتوپلاسم سلول است که به وسیله یک غشا احاطه شده و معمولاً حاوی مایع است. سیتوپلاسم مواد یا پروتوپلاسم داخل یک سلول زنده است، البته به جز هسته.) کلروپلاست ها با استفاده  از انرژی خورشید، طی فرایندی به نام فتوسنتز غذا می سازند. سلول های جانوری لازم است مواد غذایی جذب کنند تا زنده بمانند.دی نظیر تولید مثل، ابتلا به بیماری و حتی ترمیم یک استخوان شکسته در سطوح سلولی رخ می دهد.