سلول چیست؟

درختان در یک جنگل ، ماهی در یک رودخانه ، اسب های نژاد در مزرعه ، لمورها در جنگل ، نی ها در یک حوضچه ، کرم های موجود در خاک - همه این گیاهان و حیوانات از بلوک های ساختمانی ساخته می شوند که ما سلول می نامیم. مانند این مثالها ، بسیاری از موجودات زنده مشتمل بر تعداد زیادی سلول هستند که در یک کنسرت با یکدیگر کار می کنند. با این حال ، اشکال دیگر زندگی فقط از یک سلول واحد ساخته شده است ، مانند بسیاری از گونه های باکتری ها و تک یاخته ها. سلول ها ، چه به تنهایی و چه به عنوان بخشی از یک ارگانیسم چند سلولی زندگی می کنند ، معمولاً بسیار کوچک هستند که بدون میکروسکوپ نوری دیده می شوند.

سلولها بسیاری از ویژگیهای متداول را به اشتراک می گذارند ، با این حال می توانند تفاوتهای زیادی با هم داشته باشند. در حقیقت ، سلولها بیش از میلیاردها سال با طیف گسترده ای از محیط ها و نقش های عملکردی سازگار شده اند. به عنوان مثال سلولهای عصبی دارای پسوندهای نازک و طولانی هستند که می توانند به متر برسند و در انتقال سریع سیگنالها مؤثر هستند.

سلول های گیاهی به شکل آجری که کاملاً مناسب هستند دارای یک لایه بیرونی سفت هستند که به ارائه پشتیبانی ساختاری مورد نیاز درختان و گیاهان دیگر کمک می کند. سلولهای عضلانی بلند و پرتحرک دارای کشش درونی هستند که به آنها امکان تغییر طول در دوسر منقبض و آرامش بخش را می دهد.

با این حال ، هر اندازه این سلول ها متفاوت هستند ، همه آنها به همان راهکارهای اساسی برای نگه داشتن بیرون از خانه اتکا می کنند ، به مواد لازم اجازه می دهند و به دیگران اجازه می دهند از آنجا خارج شوند ، سلامتی خود را حفظ کرده و خود را تکثیر کنند. در حقیقت ، این صفات دقیقاً همان چیزی است که سلول را به یک سلول تبدیل می کند.

چه چیزی سلول را تعریف می کند؟

یک تصویر بخش مقطعی از غشای پلاسما را با سه پروتئین حمل و نقل مختلف ترتیب داده شده در دو لایه فسفولیپید نشان می دهد. هر پروتئین همانطور که توسط یک فلش در مرکز آن نشان داده می شود ، منفذ عمل می کند. مهره های کوچک که نماینده مولکول ها هستند در نزدیکی پروتئین ها در حال پرواز هستند و غلظت بیشتری در بیرون غشا یا داخل آن نشان می دهند. بنابراین پروتئینهای حمل و نقل با کنترل عبور مولکولها از طریق منافذ ، غلظت مولکولهای داخل سلول را تنظیم می کنند.

شکل 1: پروتئین های منتقل شده در غشای سلولی
غشای پلاسما در مولکولهای خاصی که سلول به آن احتیاج دارد قابل نفوذ است. پروتئین های حمل و نقل در غشای سلولی امکان عبور انتخابی از مولکول های خاص از محیط خارجی را فراهم می کنند. هر پروتئین حمل و نقل مختص یک مولکول گواهی است (با تطبیق رنگ ها نشان داده شده است).

سلول به عنوان واحد اصلی زندگی در نظر گرفته می شود زیرا آنها در بسته های گسسته و به راحتی قابل تشخیص هستند. این امر به این دلیل است که همه سلولها با ساختاری به نام غشای سلولی احاطه شده اند - که دقیقاً مانند دیوارهای یک خانه ، مرز مشخصی بین محیط های داخلی و خارجی سلول است. غشای سلولی گاهی به غشای پلاسما نیز گفته می شود.

غشای سلولی مبتنی بر چارچوبی از مولکولهای مبتنی بر چربی به نام فسفولیپیدها است که از نظر جسمی مانع ورود آب یا فرار از مواد می شوند. این غشاها همچنین با پروتئین هایی که در عملکردهای مختلفی خدمت می کنند حک شده است. برخی از این پروتئین ها به عنوان دروازه بان عمل می کنند و تعیین می کنند چه موادی می توانند از غشاء عبور کنند.

برخی دیگر به عنوان نشانگر عمل می کنند و سلول را به عنوان بخشی از همان ارگانیسم یا خارجی معرفی می کنند. هنوز دیگران مانند اتصال دهنده ها کار می کنند و سلول ها را به هم وصل می کنند تا بتوانند به عنوان یک واحد عمل کنند. پروتئین های غشایی دیگر به عنوان ارتباط دهنده ، ارسال و دریافت سیگنال از سلول های همسایه و محیط زیست - دوستانه یا نگران کننده (شکل 1) هستند.

در درون این غشاء ، محیط داخلی سلول مبتنی بر آب است. سیتوپلاسم نامیده می شود ، این محیط مایع مملو از ماشین آلات سلولی و عناصر ساختاری است. در حقیقت ، غلظت پروتئین ها در داخل سلول بسیار بیشتر از میزان موجود در بیرون است - چه در خارج از آن ، آب اقیانوس باشد (مثل مورد جلبک تک سلولی) یا سرم خون (مانند مورد گلبول قرمز). اگرچه غشاهای سلولی در محیط های آبکی موانع طبیعی ایجاد می کنند ، با این وجود یک سلول باید انرژی کمی برای صرفه جویی در غلظت های بالای ترکیبات داخل سلولی لازم برای زنده ماندن آن بگذارد. در واقع ، سلول ها ممکن است به اندازه 30 درصد از انرژی خود را فقط برای حفظ ترکیب سیتوپلاسم خود استفاده کنند.