سلول‌های همه موجودات حاوی هسته است که مانند یک مرکز کنترل عمل می‌کند که آنچه باید انجام شود به سلول‌ها اعلام می‌دارد و شامل اطلاعات ژنتیکی سلول (DNA) می‌شود. بیشتر مواد داخل سلول از ماده‌ای آبکی و ژل مانند به نام سیتوپلاسم (سیتو یعنی سلول) تشکیل شده است که به دور سلول گردش می‌کند و در یک غشای خارجی نازک نگهداشته می‌شود و از دو لایه تشکیل شده است. داخل سیتوپلاسم ساختارهای گوناگونی به نام اندامک‌ها یا اورگانل¬ها وجود دارد که هرکدام وظیفه متفاوتی مانند تولید پروتئین¬ها، موادشیمیایی کلیدی سلول، برعهده دارند. یک نمونه حیاتی اورگانل¬ ریبوزوم است: این ساختارهای متعدد می‌توانند یا در اطراف سیتوپلاسم شناور باشد یا به غشا متصل شوند. ریبوزوم‌ها در تولید پروتئین‌ها از آمینواسیدها نقش بسیار مهمی دارند. در عوض، این پروتئین‌ها برای ساختن سلول‌های خود و انجام واکنش‌های بیولوژیک مورد نیاز بدن برای رشد و توسعه و همچنین خودمراقبتی و بهبودی ضروری هستند.
ترجمه موارد شکل به ترتیب از بالا:
غشای سلولی
وظیفه یک غشای پلاسما احاطه و پشتیبانی هرکدام از سلول‌هاست که همه چیز از جمله ورود و خروج را کنترل می‌کند.
هسته
هسته مغز سلول یا مرکز کنترل است. داخل هسته اطلاعات DNA قرار دارد که چگونگی ساخت پروتئین‌های مورد نیاز برای گردش سلول را توصیف می‌کند.
ریبوزوم‌ها
این سازه‌های بسیار ریز پروتئین‌ها را می‌سازند و می‌توانند یا در سیتوپلاسم شناور شوند یا مانند میله‌هایی به شبکه اندوپلاسی متصل شوند که مانند یک تسمه نقاله پروتئین‌ها را به اطراف سلول منتقل می‌کند.
شبکه اندوپلاسی
گروهی از غشاهای تاخورده (کانال‌ها) که هسته را به سیتوپلاسم متصل می‌کنند و شبکه اندوپلاسمی (ER) نامیده می‌شوند. اگر به ریبوزوم‌ها ختم شود، ER به عنوان ER «خشن» شناخته می‌شود و در غیر این‌صورت ER «صاف» نامیده می‌شود. هردوی آن‌ها به انتقال مواد در اطراف سلول کمک می‌کنند اما همچنین عملکردهای متفاوتی دارند.
شبکه اندوپلاسی صاف
شبکه اندوپلاسی خشن (تاخورده با ریبوزوم‌ها)
میتوكندریا
این اندامک¬ها یا اورگانل¬ها انرژی لازم برای انجام عملکردهای آن‌ها را تامین می‌کند. میزان انرژی صرف شده به‌وسیله یک سلول در مولکول‌های آدنوزین تری فسفات (ATP) اندازه گیری می‌شود. میتوکندریا از محصول متابولیسم گلوکز به‌عنوان سوخت برای تولید ATP استفاده می‌کند.
بدنه گولژی
بدنه گولژی یکی دیگر از اورگانل¬هایی است که پروتئین‌ها را پردازش و بسته‌بندی می‌کند و شامل هورمون‌ها و آنزیم‌هایی برای حمل‌ونقل یا در داخل و اطراف سلول یا به سمت غشا برای ترشح خارج از سلول که بتواند وارد جریان خون شود.
شکل صفحه دوم:
آناتومی سلول
سیتوپلاسم
سیتوپلاسم یک ماده ژله مانند ساخته شده از آب، آمینواسیدها و آنزیم‌هاست که درون غشای سلول یافت می‌شود. در داخل سیتوپلاسم اورگانل¬هایی مانند هسته، میتوکندریا و ریبوزوم¬ها قرار دارند که هر یک آن‌ها وظیفه خاصی دارند و باعث ایجاد واکنش‌های شیمیایی در سیتوپلاسم می‌شوند.
روزنه
لیزوزوم‌ها
این آنزیم گوارشی مواد غیرضروری و اورگانل¬های فرسوده که می‌توانند با گوارش این محصول به سلول آسیب برساند را تفکیک می‌کند و سپس آن را از داخل سلول خارج می‌کند.
انواع سلول‌های انسانی
تا کنون حدود 200 نوع مختلف از سلول‌ها شناسایی شده‌اند و همه آن‌ها وظیفه خاصی بر عهده دارند. انواع اصلی و آنچه آن‌ها انجام می‌دهند، بشناسید...
سلول‌های عصبی
سلول‌هایی که سیستم عصبی را تشکیل می‌دهند و این مغز، سلول عصبی یا نورون است. پیام‌های الکتریکی از بین سلول‌های عصبی در امتداد رشته‌های طولانی به نام آکسون‌ها عبور می‌کنند. برای عبور از این شکاف‌های بین سلول‌های عصبی (سیناپس) این سیگنال‌های الکتریکی به سیگنال شیمیایی تبدیل می‌شود. این سلول‌ها باعث می‌شود تا ما احساساتی مانند درد را حس کنیم و ما را قادر به حرکت می‌سازد.
سلول‌های استخوانی
این سلول‌ها که ماتریکس استخوان، ساختار سختی که استحکام استخوان را می‌سازد، را تشکیل می‌دهند، از سه نوع اصلی تشکیل شده‌اند. توده استخوانی شما دائما در حال تغییر و نوسازی است و هر سه نوع سلول‌های استخوانی سهم خود را در این فرآیند بازی می‌کنند. در ابتدا استئوبلاست‌ها که از مغز استخوان می‌آیند، ساختار و توده استخوانی را تشکیل می‌دهند. سپس این سلول‌ها در ماتریکس درست در نقطه‌ای دفن می‌شوند که به‌عنوان استئوسیت شناخته می‌شود. استئوسیت‌ها حدود 90 درصد این سلول‌ها در اسکلت شما را تشکیل می‌دهند و مسئولیت نگهداری و ذخیره این مواد استخوانی را دارند. درنهایت، هنگامی که استئوبلاست‌ها به توده استخوانی اضافه می‌شوند، استئوکلاست‌ها سلول‌هایی هستند که قادر به حل کردن استخوان و تغییر آن می‌باشند.
سلول‌های گیرنده نور
مخروط‌ها و میله‌های روی شبکیه در پشت چشم به‌عنوان سلول‌های گیرنده نور یا فتورسیپتور شناخته می‌شوند. این‌ها حاوی پیگمنت‌های حساس به نورند. تصویری را که به چشم وارد می‌شود، به سیگنال‌های عصبی تبدیل می‌کند تا مغز آن را به‌صورت تصاویر تفسیر کند. وظیفه این میله‌ها قادر ساختن شما برای مشاهده روشنایی، تاریکی و جنبش است و وظیفه مخروط‌ها وارد کردن رنگ به دنیای شماست.
سلول‌های کبدی
سلول‌های موجود در کبد مسئول تنظیم ترکیبات خونی شماست. این سلول‌ها موادسمی را فیلتر می‌کنند همچنین سطح چربی‌ها، قند و آمینو اسیدها را کنترل می‌کنند. حدود 80 درصد حجم کبد حاوی هپاتوسيت‌ها هستند که سلول‌های تخصصي کبد هستند و در توليد پروتئين و صفرا نقش دارند.
سلول‌های عضلانی
سه نوع سلول عضلانی به نام اسکلتی، قلبی و صاف وجود دارد و هرکدام بسته به عملکرد انجام شده و مکان آن در بدن متفاوت‌اند. عضلات اسکلتی حاوی فیبرهای بلندی هستند که به استخوان می‌چسبند. وقتی سیگنال عصبی مهار می‌شود، عضله را منقبض می‌کند و استخوان را با آن می‌کشد و شما را حرکت می‌دهد. ما می‌توانیم عضلات اسکلتی را به دلیل ارادی بودن آن‌ها کنترل کنیم. درحالی که، عضلات قلب غیرارادی هستند، چون آن‌ها برای تداوم ضربان قلب ضروری هستند. این عضلات در دیواره‌های قلب یافت می‌شوند و محرک خود را برای انقباض بدون ورودی از مغز ایجاد می‌کنند. عضلات صاف که بسیار کند و همچنین غیرارادی هستند، سازه‌های توخالی آستری را مانند عروق خونی و دستگاه گوارش‌تان را تشکیل می‌دهند. انقباض موج مانند آن‌ها موجب انتقال خون در سراسر بدن و هضم مواد غذایی می‌شود.
سلول‌های چربی
این سلول‌ها که باعنوان آديپوسيت‌ها یا لیپوسیت‌ها نیز شناخته می‌شوند، بافت چربی یا چربی بدن را تشکیل می‌دهند که می‌توانند بدن را لایه‌سازی، عایق‌بندی و محافظت کنند. این بافت در زیر پوست و اطراف ارگان‌های دیگر بدن یافت می‌شود. اندازه سلول چربی بسته به میزان انرژی ذخیره شده افزایش و کاهش می‌یابد. اگر وزن اضافه کنیم این سلول‌ها با چربی‌های آبدار بیشتری پر می‌شوند و به تدریج میزان سلول‌های چربی شروع به افزایش خواهد کرد. دو نوع بافت چربی سفید و قهوه‌ای وجود دارد. بافت چربی سفید انرژی را ذخیره و با حفظ حرارت بدن، آن را عایق‌بندی می‌کند. از سوی دیگر، بافت چربی قهوه‌ای درواقع می‌تواند گرما تولید کند و برای انرژی سوزانده نمی‌شود. به همین دلیل است که حیوانات می‌توانند بدون خوردن غذا برای ماه‌ها به خواب زمستانی فرو روند.
سلول‌های اپیتلیال
سلول‌های اپیتلیال بافت اپیتلیال را تشکیل می‌دهند که ارگان‌های شما را پوشانده و از آن محافظت می‌کند و مواداولیه پوست شما را تشکیل می‌دهند. این بافت‌ها مانعی بین ارگان‌های گرانبها و پاتوژن‌های ناخواسته و دیگر مایعات ایجاد می‌کند. سلول‌های اپیتلیال در پوشش پوست، در داخل بینی، اطراف ریه‌ها و دهان یافت می‌شوند.
گلبول‌های قرمز
برعکس دیگر سلول‌های در بدن، سلول‌های گلبول‌های قرمز (به اریتروسیت‌ها نیز معروفند) دارای هسته نیستند. گلبول‌های قرمز با حدود 25 تریلیون سلول در صدر هستند که این یک سوم از تمام سلول‌های شماست و شایع‌ترین سلول موجود در بدن‌تان را تشکیل می‌دهند. این سلول‌ها در مغز استخوان تشکیل شده‌اند و به دلیل انتقال اکسیژن به بافت‌های مختلف بدن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. اکسیژن در هموگلوبین، پروتئین رنگدانه‌ای حمل می‌شود که به سلول‌های خونی رنگ قرمز قابل تشخیص آن را می‌دهد.
درون یک هسته
تشریح مرکز کنترل سلول
هسته‌ای که سیتوپلاسم آن را احاطه کرده است، حاوی DNA سلولی است و تمامی وظایف و فرایندهای آن مانند حرکت و تکثیر را کنترل می‌کند. دو نوع اصلی سلول‌ها عبارتند از: یوکاریوتیک و پروکاریوتیک. سلول‌های یوکاریوتیک شامل هسته است. درحالی‌که پروکاریوتیک این‌طور نیست. بعضی از یوکاریوتیک‌ها بیش از یک هسته دارند که سلول‌های چند هسته‌ای نام دارد و زمانی رخ می‌دهد که آمیزش یا تقسیم دو یا چند هسته ایجاد می‌کند. در قلب یک هسته، هستک را خواهید یافت؛ این منطقه خاص در فرم دهی ریبوزوم‌ها ضروری است. ریبوزوم‌ها مسئول ساخت پروتئین‌ها از آمینو اسیدها هستند که مراقب رشد و ترمیم است. هسته محافظت‌شده‌ترین بخش سلول است. در سلول‌های حیوانی برای حداکثر انعطاف‌پذیری در نزدیک به مرکز و دور از غشا قرار دارد. و همچنین سیتوپلاسم ژله‌ای اطراف آن، هسته‌ای با نوکلئوپلاسم، مایع غلیظی که تمامیت ساختاری آن را حفظ می‌کند، پر شده است. برعکس، در سلول‌های گیاهی، این هسته بیشتر به صورت پراکنده‌ای قرار می‌گیرد. این مسئله به دلیل این واقعیت است که یک سلول گیاهی دارای واکوئل‌های (گودال کوچکی در سلول که دارای آب، هوا یا چیز دیگری باشد) بزرگ‌تری هستند و حفاظ اضافه‌ای دارد که یک دیواره سلولی به آن اعطا شده است.
هسته در متن
بدن بزرگ‌تر را بررسی کنید که در زیر آن قواعد هسته‌ای قرار دارد و با «همسلولی‌هایش» مواجه می‌شود.
فرماندهی مرکزی
نگاهی به آنچه می‌اندازیم که درون مغز یک سلول یوکاریوتیک رخ می‌دهد.
1. منافظ هسته‌ای
این کانال‌ها حرکت مولکول‌های بین هسته و سیتوپلاسم را کنترل می‌کنند.
2. پوشش هسته‌ای
به‌عنوان دیواره‌ای برای محافظت DNA درون هسته عمل می‌کند و دسترسی سیتوپلاسم را تنظیم می‌کند.
3. هستک
از پروتئین و RNA ساخته شده، و قلب هسته است که ریبوزوم‌ها را می‌سازند.
4. نوکلئوپلاسم
این ماده نیمه مایع، نیمه ژله‌ای هستک را احاطه می‌کند و از ساختار اورگانل‌ها محافظت می‌کند.
5. کروماتین
کروموزوم‌ها را تولید می‌کند و با در نظر گرفتن مولکول‌های DNA به تقسیم سلولی کمک می‌کند.
شکل صفحه 28، به ترتیب از بالا سمت چپ
هسته
ریبوزوم‌ها
از دو نهاد جداگانه تشکیل شده‌اند و پروتئین‌ها را در داخل و خارج سلول مورد استفاده قرار می‌دهند.
دستگاه گلژی
این فرآیند به نام کامیلو گلژی زیست‌شناس ایتالیایی نامگذاری شده است، آن‌ها لیزوزوم‌ها را ایجاد می‌کنند و پروتئین‌ها را برای ترشح سازماندهی می‌کنند.
لیزوزوم
این ارگانل‌ها که کوچک و کروی شکل هستند، حاوی آنزیم‌های گوارشی‌ای هستند که به باکتری‌های مهاجم حمله می‌کنند.
میتوکوندریا
غشای دو لایه شده‌ای که با تجزیه مواد غذایی از طریق تنفس سلولی باعث تولید انرژی برای سلول می‌شود.
چگونه سلول‌های بدون هسته نجات پیدا می‌کنند؟
درواقع سلول‌های پروکاریوتیک نسبت به همتایان یوکاریوتیک خود بسیار ابتدایی‌تر هستند. آن‌ها نه‌تنها بیش از 100 برابر کوچک‌ترند بلکه آن‌ها عمدتا شامل نوع خاصی از باکتری‌ها هستند، سلول‌های پروکاریوتیک نسبت به دیگر سلول‌ها وظایف کمتری دارند، از این رو برای فعالیت به‌عنوان مرکز کنترل این ارگانیسم نیازی به هسته ندارد. در عوض، این سلول‌ها به جای لانه گزینی در یک هسته DNA خود را در اطراف سلول حرکت می‌دهند. آن‌ها فاقد کلوپلاست‌ها و اندام‌های متصل به غشا هستند، آن‌ها تقسیم سلولی را آن‌طور که سلول‌های یوکاریوتیک عمل می‌کنند، به صورت میتوسیس یا میوسیس انجام نمی‌دهند. سلول‌های پروکاریوتیک با مولکول‌های DNA تقسیم می‌شوند و خودشان را در فرایندی تکثیر می‌کنند که به نام شکافت باینری شناخته می‌شود.
سلول‌های بنیادی چه هستند؟
درک چگونگی بخشیدن زندگی جدید با این بلوک‌های ساختمانی
سلول‌های بنیادی به‌طور شگفت‌انگیزی خاص هستند؛ زیرا آن‌ها پتانسیل تبدیل شدن به هر نوع سلول در بدن از گلبول‌های قرمز تا سلول‌های مغز را دارند. آن‌ها برای زندگی و رشد بسیار حیاتی هستند به‌عنوان مثال آن‌ها بافت‌ها را ترمیم و سلول‌های مرده را تعویض می‌کنند. برای مثال، پوست به‌طور مداوم با سلول‌های بنیادی پوست دوباره پر می‌شود.
سلول‌های بنیادی چرخه زندگی خود را به‌صورت سلول‌های عمومی و بدون علامت آغاز می‌کند که ساختار بافتی خاص همچون توانایی حمل اکسیژن را شامل نمی‌شوند. سلول‌های بنیادی از طریق فرایند تفکیک تخصصی می‌شوند. این را سیگنال‌های درونی و بیرونی سلول به وجود می‌آورند. سیگنال‌های درونی از رشته‌های DNA می‌آید که اطلاعات تمام ساختارهای سلولی را حمل می‌کند، درحالی‌که سیگنال‌های بیرونی حاوی موادشیمیایی مجاور سلول‌هاست. سلول‌های بنیادی می‌توانند بارها و بارها تکثیر شوند و این عمل هم به عمل تکثیر معروف است ولی سلول‌های دیگر مانند سلول‌های عصبی به هیچ وجه تکثیر نمی‌شوند.
سلول‌های بنیادی، همان‌طور که پروفسور پاول فرچایلد، مدیر کل موسسه سلول‌های بنیادی آکسفورد در آموزشگاه آکسفورد مارتین، شرح می‌دهد دو نوع دارند: «سلول‌های بنیادی بزرگسالان چندتایی هستند به این معنی که آن‌ها قادرند تعداد زیادی سلول تولید کنند که آزادانه به هم مرتبط هستند، مانند سلول‌های بنیادی در مغز استخوان که می‌توانند سلول‌هایی را که خون تشکیل می‌دهند، تولید کنند.» او می‌گوید: «برعکس، سلول‌های بنیادی پلوریپوتنت که در درون جنین‌ها یافت می‌شوند، قادرند هرکدام از انواع 210 سلول تخمین‌زده را که بدن انسان را تشکیل می‌دهد، بسازند.»
این توانایی شگرف برای تبدیل و تقسیم، سلول‌های بنیادی را تبدیل به یک منبع غنی برای پژوهش‌های پزشکی کرده است. به محض این‌که پتانسیل حقیقی آن‌ها تحت کنترل قرار گیرد، می‌توانند برای درمان حجم گسترده‌ای از بیماری‌ها و ناتوانی‌ها مورد استفاده قرار گیرند.
سلول‌های کلونینگ
پژوهشگران برای فراموش کردن نقش فعلی سلول‌ها آن‌ها را دوباره برنامه‌ریزی کنند و از سلول‌های بنیادی اولیه جنینی به سلول تکثیر یافته غیر قابل تشخیص تبدیل می‌شوند. سلول‌های بنیادی تکثیر یافته القا شده (IPSCها) می‌توانند برای تطبیق ویژگی‌های سلول‌های مجاور مورد استفاده قرار گیرند. IPSCها از سلول‌های بنیادی رشد یافته از جنین اهدا شده قابل اطمینان‌تر باشند، زیرا احتمال بیشتری دارد که بدن سلول‌های خود تولید شده، قبول کند. IPSCها می‌توانند شرایط بحرانی همانند بیماری پارکینسون و طاسی را درمان کند که دلیل آن مرگ سلول‌ها بدون جایگزین شدن آن‌هاست. IPSCها این مکان‌های خالی را به منظور بازگردانی سیستم‌های بدن پر می‌کند.
پروفسور فیرچالد این فرایند را این‌طور توضیح می‌دهد: «با استنتاج این سلول‌ها از افراد با شرایط نادر، قادر به مدل‌سازی وضعیت آزمایشگاه بررسی اثرات داروهای جدید در این بیماری هستیم.»
بررسی روی سلول‌های کلونینگ می‌تواند به درمان بیماری‌ها کمک کند.
