نگاهی به خودتان و اطرافتان بیندازید. به نظر شما موجودات زنده همچون: انسان‌ها، حیوانات، گیاهان و غیره چه تفاوتی با سایر اجسام غیرزنده دارند؟ اگر تمام عناصر موجود در یک خودکار همان عناصری هستند؛ که در بدن یک موجود زنده به کار رفته است؛ پس چه عاملی خودکار را خودکار و انسان را انسان کرده است؟ برای پیدا کردن این عامل باید به سوال سلول چیست پاسخ دهیم.
سلول چیست؟
درختان جنگل‌ها، ماهی‌های رودخانه، جلبک‌های سبز مرداب و هر موجود زنده‌ای که اطراف خود می‌بینید و نمی‌بینید! از بلوک‌های ساختمانی ساخته شده‌اند؛ که آن‌ها را سلول می‌نامیم. موجودات زنده از تعداد زیادی سلول تشکیل شده‌اند و مانند یک سیستم کاملاً هماهنگ با یکدیگر کار می‌کنند. سلول‌ها یا یاخته‌ها چه یک موجود تک سلولی باشند و به تنهایی زندگی کنند و چه بخشی از یک ارگانیسم چندسلولی باشند، به‌قدری کوچک هستند؛ که بدون میکروسکوپ نوری دیده نمی‌شوند.
یاخته‌ها چه ویژگی‌هایی دارند؟
با اینکه سلول‌ها ویژگی‌های مشترک زیادی با هم دارند از نظر برخی ویژگی‌ها و عملکردها کاملاً متفاوت از یکدیگر هستند. در واقع در طی تکامل، یاخته‌ها با محیط‌ها و وظایف مختلفی سازگار و به عبارت دیگر یک نیروهای متخصص شده‌اند. برای مثال سلول عصبی به دلیل داشتن زوائد بسیار نازک و ظاهری طولانی که به چندین متر می‌رسد، می‌تواند پیام‌های عصبی را با سرعت بالا منتقل کند. سلول ماهیچه‌ای بلند و مخروطی نیز دارای کشش ذاتی است؛ که به یاخته اجازه می‌دهد به‌آرامی عضله‌های دوسر را منقبض و منبسط کند.
با اینکه هر سلول عملکرد اختصاصی خود را دارد؛ اما از یک استراتژی واحد برای زنده ماندن استفاده می‌کند. همه یاخته‌ها از یک روش یکسان برای ارتباط با محیط بیرونی، کنترل ورود و خروج مواد، حفظ سلامت و تکثیر شدن برای ادامه حیات استفاده می‌کنند. حال که به سوال سلول چیست پاسخ دادیم به سراغ پاسخ سوال چه عاملی ساختارهای زنده را متمایز از ساختارهای غیرزنده کرده است می‌رویم.
چه مواردی سلول (واحد سازنده موجودات) را از سایر مواد و اجسام متمایز می‌کند؟
به‌غیر از مواد معدنی همچون: هیدروژن، کربن، اکسیژن و غیره، که در تمام اجزای این جهان گسترده وجود دارد، در سلول‌ها مواد آلی (مواد لزوماً کربن‌دار) مانند: پروتئین و لیپید نیز وجود دارد. ترکیبات آلی به دو دسته اصلی و فرعی تقسیم می‌شوند. مواد آلی اصلی که در ترمیم و رشد موجودات نقش دارند نیز به چهار دسته تقسیم شده و عبارتنداز:
- پروتئین‌ها
- کربوهیدرات‌ها (قندها)
- نوکلئیک اسیدها (DNA و RNA)
- لیپیدها (آب‌گریزها)
ترکیبات آلی فرعی نیز به دسته‌های مختلفی مثل: ویتامین‌ها، کوآنزیم‌ها، گروه هِم و غیره تقسیم می‌شوند.
به‌جز مواد معدنی و آلی، هر ساختار زنده باید 7 ویژگی دیگر نیز داشته باشد؛ تا یک موجود زنده محسوب شود. این ویژگی‌ها عبارتنداز:
- هومئوستازی (هم‌ایستایی)
- تولیدمثل
- جذب و استفاده از انرژی
- رشد و نمو
- نظم و ترتیب
- پاسخ به محیط
- سازش با محیط
این موارد اصلی‌ترین و مهمترین ویژگی‌های هر موجود زنده و کوچکترین جزء آن‌ها یعنی سلول است. اگر شما تمام حیوانات، حشرات، انسان‌ها، گیاهان، باکتری‌ها، قارچ‌ها و غیره در کره‌زمین را بررسی کنید، مشاهده خواهید کرد این موجودات الزاماً این هفت ویژگی را داشته و با آن‌ها به زندگی خود ادامه می‌دهند. بنابراین در پاسخ به سوال سلول چیست؟ باید گفت: سلول مجموعه‌ای از عناصر (مواد معدنی)، مواد آلی و هفت ویژگی نام‌برده است.
در میان این هفت ویژگی، 4 ویژگی هومئوزستازی، رشد و نمو، جذب و استفاده از انرژی و نظم و ترتیب در تعامل با خود سلول یا فرد و 3 ویژگی تولیدمثل، سازش با محیط و پاسخ به محیط در تعامل با دنیای بیرون است. در ادامه بیشتر با این ویژگی‌ها آشنا خواهیم شد.
هم ایستایی یا هومئوستازی
محیط اطراف هر جاندار به‌طور مداوم در حال تغییر و تحول است؛ اما جانداران با استفاده از هومئوستازی می‌توانند وضعیت درون پیکر خود را ثابت نگه دارند. برای مثال، قلب انسان می‌بایست در دمای 37 درجه سانتی‌گراد بتپد، حال اگر شخصی وارد استخر آب یخ شود؛ که دمایی کمتر از 37 درجه سانتی‌گراد دارد باز هم بدن وضعیت درونی خود را ثابت نگه داشته و قلب در همان دمای معین می‌تپد.
مثال دیگری از این موضوع دفع سدیم پس خوردن زیاد نمک است. زمانی که افراد نمک زیادی همراه با غذای خود مصرف کنند بدن با تشنگی و دفع سدیم همراه با ادرار وضعیت درونی جاندار را به حالت سابق خود باز می‌گرداند.
تولید مثل
راز گسترش و حفظ بقا، تولیدمثل است. اولین باکتری‌های روی زمین با تولیدمثل توانستند حیات را روی کره زمین گسترش داده و تکامل را رقم بزنند. همه موجودات می‌توانند موجوداتی تقریبا مشابه با خود تولید کنند و ویژگی‌های و صفات اصلی خود را به آن‌ها منتقل کنند. موجوداتی که نتوانند تولیدمثل کنند محکوم به شکست و انقراض هستند.
جذب و استفاده از انرژی
تمام موجودات روی کره زمین بدون استثنا انرژی جذب می‌کنند و از این انرژی برای فعالیت‌های خود استفاده می‌کنند. برای مثال گیاهان انرژی موجود در نور خورشید را جذب کرده با استفاده از آن فتوسنتز می‌کنند. جانوران دیگر نیز با خوردن گیاهان یا سایر جانوران انرژی لازم برای ادامه حیات را دریافت می‌کنند. عدم توانایی استفاده از این انرژی یک اختلال و بیماری محسوب می‌شود. برای مثال ممکن است فرد دچار بیماری کم کاری تروئید شده و توانایی جذب و استفاده از انرژی غذاهایی که مصرف می‌کند را نداشته باشد.
رشد و نمو
رشد و نمو دو واژه با معانی کاملاً متفاوت هستند؛ که برخی موارد هم‌معنی و مترادف یکدیگر به‌کار می‌روند. رشد به معنی بزرگ شدن و افزایش برگشت‌ناپذیر ابعاد یا تعداد سلول‌ها است. شما نمی‌توانید به‌اندازه‌ی 4 سالگی خود بازگردید؛ زیرا رشد کرده‌اید.
نمو به معنی ورود به یک مرحله جدید یا اندام‌زایی است. زمانی که یک پسر وارد مرحله بلوغ شده و موهای صورت (ریش) او ظاهر می‌شوند در واقع نمو کرده و وارد یک مرحله جدید شده است.
تصور کنید یک گل رُز در باغچه خانه خود کاشته‌اید، زمانی که گیاه برای اولین بار غنچه دهد نمو کرده و وارد یک مرحله جدید شده است. بعد از اینکه این غنچه شروع به شکفته شدن کند، گیاه شما رشد کرده و بزرگتر شده است. با به‌وجود آمدن غنچه‌های دوم و سوم و دهم دیگر نمی‌توان گفت؛ که گیاه وارد مرحله جدیدی (نمو) شده و فقط رشد کرده است.
نظم و ترتیب
تمام موجودات این جهان از یک نظم و ترتیب درونی پیروی می‌کنند. انسان‌ها با کشف قوانین علت و معلولی بین پدیده‌های مختلف توانسته‌اند در علوم تجربی صاحب‌نظر شده و در جهت کشف راز هستی تلاش کنند. در قرون هفده میلادی و با ساخت ساعت‌های مکانیکی انسان‌ها جهان را به یک ساعت بزرگ تشبیه کرده و معتقد بودند جهان نیز مانند یک ساعت بزرگ است و با کشف نظم و روابط بین اجزای آن می‌توانیم رازهای آن را کشف کنیم.
بدن جانداران نیز از این قاعده مستثنی نیست و نظم و ترتیب در بین تک تک سلول‌ها و اجزای جانداران وجود دارد.
پاسخ به محیط
همه موجودات زنده به محیط زندگی خود پاسخ می‌دهند. یک مزرعه گل آفتاب‌گردان را در ذهن خود تصور کنید. گل‌های آفتاب‌گردان پس از رشد به یک طرف (سمتی که نور خورشید وجود دارد) متمایل می‌شوند. خم شدن گیاهان به سمت نور یک پاسخ به محیط است.
سازش با محیط
اگر سازش با محیط وجود نداشت، هیچ موجود زنده‌ای روی زمین زنده نمی‌ماند و حیات 3.5 میلیاردسال ادامه نمی‌یافت. خرس قطبی یکی از نمونه‌های سازش موجودات با محیط است. طبق مطالعات و بررسی‌ها موهای خرس قطبی برای سازگاری بیشتر و استتار این موجود در میان برف‌های قطب به رنگ سفید درآمده است.
ساختمان سلول‌ها
سلول‌ها تا حدودی به‌عنوان واحد اساسی موجود زنده در نظر گرفته می‌شوند. این به این دلیل است؛ که تمام سلول‌ها توسط ساختاری به نام غشای سلولی احاطه شده‌اند؛ که بسیار شبیه دیوارهای یک خانه، به عنوان یک مرز واضح بین محیط داخلی و خارجی سلول عمل می‌کند. غشای سلولی گاهی اوقات به‌عنوان غشای پلاسما نیز شناخته می‌شود.
غشاهای سلولی بر اساس چارچوبی از مولکول‌های چربی به نام فسفولیپیدها ساخته شده‌اند که از نظر فیزیکی از ورود یا خروج مواد، بر اساس آب دوست بودن یا آب گریز بودن، به سلول جلوگیری می‌کنند.
این غشاها همچنین با پروتئین‌هایی پوشانده شده‌اند؛ که عملکردهای مختلفی را انجام می‌دهند. برخی از این پروتئین‌ها به عنوان دروازه‌بان عمل می‌کنند و تعیین می‌کنند؛ که چه موادی می‌توانند و چه موادی نمی‌توانند از غشاء عبور کنند.
بررسی وظایف مختلف سلول‌های جانوری
پس از پاسخ به سوال سلول چیست باید بررسی کنیم سلول‌ها چه وظایفی برعهده دارند. در واقع با بررسی وظایف سلول‌ها متوجه می‌شویم؛ که چند نوع سلول داریم و کار هر یک چیست. از باکتری‌ها که یک سلول تمام وظایف را برعهده دارد تا سلول‌های تخصص یافته جانوران و گیاهان همگی یک وظیفه مهم، یعنی بقای موجود زنده را تأمین می‌کنند. سلول‌های جانوری عموماً کوچکتر از سلول‌های گیاهی هستند و به دلیل نداشتن دیواره سلولی ظاهر آن‌ها نامنظم است. انواع سلول‌های جانوری عبارتنداز:
- سلول ماهیچه‌ای: سلولِ ماهیچه‌های قلب و تاندون‌ها جزو سلول‌های ماهیچه‌ای بدن جانوران هستند.
- سلول عصبی: نورون‌ها و سلول‌های گلیال در دسته سلول‌های عصبی قرار می‌گیرند. در مقاله سلول عصبی به معرفی این دو نوع یاخته و وظایف آن‌ها پرداخته‌ایم.
- سلول پوستی: ملانوسیت‌ها و کراتینوسیت‌ها در دسته سلول‌های پوستی قرار می‌گیرند.
- سلول خونی: گلبول‌های قرمز پلاکت‌ها جزو سلول‌های خونی جانوران هستند.
- سلول چربی: سلول‌های چربی در واقع واحدهایی هستند؛ که چربی مورد نیاز بدن در آن‌ها ذخیره می‌شود تا در زمان مناسب از انرژی آن‌ها بتوان استفاده کرد.
معرفی اجزای مختلف سلول جانوری
معرفی اجزای مختلف سلول‌های جانوری می‌تواند پاسخ به سوال سلول چیست را تکمیل‌تر و واضح‌تر کند. اجزای سلول جانوری و گیاهی به‌جز در موارد خاص با هم شباهت‌های زیادی دارند. یک سلول حیوانی معمولی شامل اندامک‌های سلولی زیر است:
غشای سلولی
یک لایه غشایی نیمه تراوا ساخته شده از لیپیدها و پروتئین‌ها اطراف هر سلول را احاطه کرده است. نقش اصلی این غشا محافظت از سلول و همچنین، کنترل ورود و خروج مواد مغذی و سایر موجودات میکروسکوپی به داخل سلول است. به همین دلیل، غشاهای سلولی به غشای نیمه تراوا یا نفوذپذیر انتخابی معروف هستند.
این محیط مایع که سیتوپلاسم نام دارد، مملو از ماشین‌آلات سلولی و عناصر ساختاری است. در واقع، غلظت پروتئین‌ها در داخل سلول بسیار بیشتر از غلظت‌های موجود در خارج سلول است. سلول‌ها ممکن است؛ تا 30 درصد از انرژی خود را فقط برای حفظ ترکیب سیتوپلاسم استفاده کنند.
سیتوپلاسم
ماده‌ای ژله مانند که حاوی تمام اندامک های سلولی است که در داخل غشای سلولی محصور شده اند. ماده ای که در هسته سلولی موجود در غشای هسته وجود دارد، نوکلئوپلاسم نامیده می شود.
هسته
هسته در واقع مدیر هر سلول و حاوی چندین اندامک فرعی دیگر مانند: نوکلئول، نوکلئوزوم و کروماتین است. همچنین این اندامک غیرسیتوپلاسمی حاوی DNA و سایر مواد ژنتیکی است و با استفاده از RNAها دستوراتی را برای اداره سلول صادر می‌کند.
دستگاه گلژی
اندامکی کیسه مانند که در نزدیکی هسته قرار دارد و در ساخت، ذخیره، بسته‌بندی و انتقال ذرات (لیپید و پروتئین) در سراسر سلول نقش دارد.
میتوکندری
میتوکندری یک اندامک کروی یا میله‌ای شکل با غشای دوتایی است که نقش مهمی در تولید و آزادسازی ATP (انرژی رایج سلول) دارد.
ریبوزوم
ریبوزوم‌ها اندامک‌های کوچکی هستند که یا روی شبکه آندوپلاسمی قرار می‌گیرند یا به صورت آزاد در سیتوپلاسم وجود دارد و برای سلول پروتئین می‌سازند. ریبوزوم‌های آزاد در فضای سیتوپلاسم، پروتئین‌های مربوط به هسته، میتوکندری، کلروپلاست و سیتوپلاسم را می‌سازند و ریبوزوم‌های شبکه آندوپلاسمی در ساخت پروئ
شبکه آندوپلاسمی
غشای خارجی هسته پیچ و تاب‌های خورده و شبکه آندوپلاسمی صاف و زبر را تشکیل می‌دهد. شبکه آندوپلاسمی زبر به اندامکی گفته می‌شود که ریبوزوم‌ها روی آن قرار دارند و در ساخت پروتئین نقش دارد. شبکه آندوپلاسمی صاف اندامکی است که روی آن ریبوزومی قرار ندارد و در ساخت لیپیدها (فسفولیپید، کلسترول و غیره) نقش دارد.
جمع‌بندی پاتریکا
در این مقاله پاسخ به سوال سلول چیست را بررسی کرده، اجزای مختلف سلول‌های جانوری را شرح دادیم، وظایف یاخته‌ها را برشمردیم و 7 ویژگی اصلی هر موجود زنده را توضیح دادیم. دنیای سلول‌ها برخلاف اندازه‌ی آن‌ها بی‌نهایت بزرگ است؛ به‌طوری که یک رشته دانشگاهی (رشته سلولی مولکولی) تا مقطع دکتری برای مطالعه سلول‌ها و ویژگی آن‌ها وجود دارد.
به‌طور قطع در یک مقاله نمی‌توان تمامی جزئیات سلول‌ها را بررسی کرد و در این مطلب نیز تلاش شده به‌طور کلی به سوال سلول چیست پاسخ دهیم. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این ساختار شگفت انگیز می‌توانید به مجله تخصصی CellPress مراجعه کنید.
سوالات متداول
سلول چیست؟
کوچکترین واحد سازنده هر موجود زنده را سلول می‌نامند. سلول‌ها اعمالی زیادی برعهده دارند؛ که مهمترین آن حفظ بقای جاندار است.
سلول جانوری چیست؟
سلول حیوانی یا جانوری نوعی سلول است که به طور خاص در بافت های حیوانات دیده می‌شود.
