เซลล์
โครงสร้างของเซลล์สัตว์ ( ยูคาริโอต )
เซลล์ยูคาริโอตในสัตว์ (ซ้าย) และ เซลล์ โพรคาริโอตในแบคทีเรีย (ขวา)
ตัวระบุ
เมช	D002477
ไทย	H1.00.01.0.00001
เอฟเอ็มเอ	686465
ศัพท์ทางกายวิภาคศาสตร์ [แก้ไขบน Wikidata]

เซลล์เป็นหน่วยโครงสร้างและหน้าที่พื้นฐานของสิ่งมี ชีวิต ทุกรูปแบบคำนี้มาจากคำภาษาละตินcellulaซึ่งแปลว่า 'ห้องเล็ก' เซลล์ชีวภาพโดยทั่วไปประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์แบบกึ่งซึมผ่าน ได้ ห่อหุ้ม ไซโทพลาสซึมที่มีสารพันธุกรรมอยู่ภายใน เซลล์ส่วนใหญ่มองเห็นได้เฉพาะภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เท่านั้น ยกเว้น เซลล์ชนิด ที่มีการแยกตัว สูง (ตัวอย่างเช่นเซลล์เม็ดเลือดแดงและเซลล์สืบพันธุ์ ) เซลล์ส่วนใหญ่มีความสามารถในการจำลองแบบและสังเคราะห์โปรตีนเซลล์บางชนิดสามารถเคลื่อนที่ได้เซลล์เกิดขึ้นบนโลกเมื่อประมาณสี่พันล้านปีก่อน

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดถูกจัดกลุ่มเป็น โพ รคาริโอตและยูคาริโอตโพรคาริโอตเป็นเซลล์เดียวรวมถึงอาร์เคียและแบคทีเรียยูคาริโอตอาจเป็นเซลล์เดียวหรือหลายเซลล์รวมถึงโพรทิสต์พืชสัตว์เชื้อราเกือบทุกชนิดและสาหร่ายบางชนิดสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ทั้งหมดประกอบด้วยเซลล์หลายประเภทเซลล์ดิพลอยด์ที่ประกอบเป็นร่างกายของพืชหรือสัตว์เรียกว่าเซลล์โซมาติกและในสัตว์จะไม่รวมแกมีตแฮพลอย ด์

เซลล์โพรคาริโอตไม่มีนิวเคลียสที่ยึดติดกับเยื่อหุ้ม เซลล์แบบเดียวกับเซลล์ยูคาริโอต แต่มีบริเวณนิวคลีโอไทด์แทน ในเซลล์ยูคาริโอต นิวเคลียสจะหุ้มด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียส เซลล์ยูคาริโอตมีออร์แกเนลล์อื่นๆ ที่ยึดติดกับเยื่อหุ้ม เซลล์ เช่นไมโทคอนเดรียซึ่งให้พลังงานแก่การทำงานของเซลล์ และคลอโรพลาสต์ในพืชที่สร้างน้ำตาลโดยการสังเคราะห์แสง ออร์แกเนลล์ อื่นๆที่ไม่ยึดติดกับเยื่อหุ้ม เซลล์ อาจเป็นโปรตีนเช่นไรโบโซม ซึ่งมีอยู่ (แม้จะแตกต่างกัน) ในทั้งสองกลุ่ม แมกนี โตโซม ซึ่งเป็นออร์แกเนล ล์โพรคาริโอตที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ชนิดพิเศษถูกค้นพบในแบคทีเรียแมกนีโตแทกติก

เซลล์ถูกค้นพบโดยโรเบิร์ต ฮุกในปี ค.ศ. 1665 โดยตั้งชื่อเซลล์ตามความคล้ายคลึงกับเซลล์ในอารามแห่งหนึ่งทฤษฎีเซลล์ซึ่งพัฒนาขึ้นในปี ค.ศ. 1839 โดยแมทเธียส จาคอบ ชไลเดนและธีโอดอร์ ชวานน์ระบุว่าสิ่งมีชีวิตทุกชนิดประกอบด้วยเซลล์ตั้งแต่หนึ่งเซลล์ขึ้นไป เซลล์เป็นหน่วยพื้นฐานของโครงสร้างและหน้าที่ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด และเซลล์ทุกชนิดล้วนมาจากเซลล์ที่มีอยู่ก่อนแล้ว

สิ่งมีชีวิตแบ่งได้กว้างๆ เป็นยูคาริโอตและโพรคาริโอตเซลล์ยูคาริโอตมี นิวเคลียส ที่ยึดด้วยเยื่อหุ้ม เซลล์ ส่วนเซลล์โพรคาริโอตไม่มีนิวเคลียสแต่มีบริเวณนิวคลีโอตโพรคาริโอต เป็น สิ่งมีชีวิตเซลล์ เดียว ในขณะที่ยูคาริโอตอาจเป็นสิ่ง มีชีวิตเซลล์เดียวหรือหลายเซลล์ ก็ได้ ยูคาริโอตเซลล์เดียวประกอบด้วยสาหร่ายขนาดเล็กเช่นไดอะตอม ยูคาริโอตหลายเซลล์ประกอบด้วยสัตว์ทุก ชนิด พืชเชื้อราส่วนใหญ่และสาหร่าย บางชนิด

โพรคาริโอตทั้งหมดเป็นเซลล์เดียวและรวมถึงแบคทีเรียและอาร์เคียซึ่งเป็นสองในสาม ส่วนของสิ่งมีชีวิต [ เซลล์โพรคาริโอตน่าจะเป็นรูปแบบแรกของสิ่งมีชีวิตบนโลกมีลักษณะเด่นคือมีกระบวนการทางชีววิทยา ที่สำคัญ รวมถึงการส่งสัญญาณของเซลล์ พวกมันมีขนาดเล็กกว่าและเรียบง่ายกว่าเซลล์ยูคาริโอต ไม่มีนิวเคลียสและอีกเซลล์หนึ่งมักจะมีออ ร์แกเน ลล์ที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ ออร์แกเนลล์โพรคาริโอตเป็นโครงสร้างเรียบง่าย โดยทั่วไปจะไม่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์

แบคทีเรียถูกหุ้มด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งปกป้องส่วนภายในจากภายนอกโดยทั่วไปประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ที่หุ้มด้วยผนังเซลล์ซึ่งสำหรับแบคทีเรียบางชนิด จะถูกหุ้มด้วยชั้นเจลลาตินชั้นที่สามที่เรียกว่าแคปซูลแบคทีเรียแคปซูลอาจเป็นโพลีแซ็กคาไรด์เช่น ในนิวโมคอคคัสเมนิงโกคอคคัสหรือโพลีเปปไทด์เช่นบาซิลลัส แอนทราซิสหรือกรดไฮยาลูโร นิ กเช่น ในสเตรปโตคอ คคัส ไม โคพลาสมามีเพียงเยื่อหุ้มเซลล์เท่านั้นเยื่อหุ้มเซลล์ทำให้เซลล์มีความแข็งแรงและแยกส่วนภายในเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อม ทำหน้าที่เป็นตัวกรองเชิงกลและทางเคมีผนังเซลล์ประกอบด้วยเปปไทโดไกลแคนและทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันเพิ่มเติมต่อแรงจากภายนอกผนังเซลล์ทำหน้าที่ปกป้องเซลล์ทั้งเชิงกลและทางเคมีจากสภาพแวดล้อม และเป็นชั้นป้องกันเพิ่มเติมของเยื่อหุ้มเซลล์ นอกจากนี้ยังป้องกันไม่ให้เซลล์ขยายตัวและแตก ( ไซโทไลซิส ) จากแรงดันออสโมซิสอันเนื่องมาจากสภาพแวดล้อมที่มีภาวะไฮโปโทนิก

โดยทั่วไป DNA ของแบคทีเรียประกอบด้วยโครโมโซมวงกลม เพียงตัวเดียว ที่สัมผัสโดยตรงกับ ไซโทพ ลาสซึมในบริเวณที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ แบคทีเรียบางชนิดมี โครโมโซมวงกลมหรือแม้แต่โครโมโซมเชิงเส้น หลายตัว ไซโทพลาสซึมยังประกอบด้วยไรโบโซมและอินคลูชันต่างๆ ที่เกิดการถอดรหัส ควบคู่ไปกับ การแปลรหัส [ DNA นอกโครโมโซมในรูปแบบพลาสมิดมักจะเป็นวงกลมและเข้ารหัสยีนเพิ่มเติม เช่น ยีนที่ ดื้อต่อ ยาปฏิชีวนะพลาสมิดแบคทีเรียเชิงเส้นถูกระบุในแบคทีเรียสไปโรคีต หลายชนิด รวมถึงแบคทีเรียบอร์เรเลียซึ่งเป็นสาเหตุของโรคไลม์ โครง ร่างเซลล์แบบโพรคาริโอตในแบคทีเรียมีส่วนเกี่ยวข้องกับการรักษารูปร่างขั้วและไซโทคิเนซิส ของเซลล์

การแบ่งส่วนเป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์ยูคาริโอต แต่แบคทีเรียบางชนิดมีไมโครคอมพาร์ตเมนต์ คล้ายออร์แกเนลล์ที่มีโปรตีนเป็นพื้นฐาน เช่นเวสิเคิลแก๊สคาร์บอกซีโซมและนาโนคอมพาร์ตเมนต์เอนแคปซูลิน [ ออร์แกเนลล์โปรคาริโอตที่ยึดติดอยู่กับเยื่อหุ้มเซลล์บางชนิดก็ถูกค้นพบเช่นกัน ได้แก่แมกนีโตโซมของแบคทีเรียแมกนีโตแทกติก [ และแอนามม็อกโซโซมของแบคทีเรียแอนาม็อก

ส่วนต่อขยายบนพื้นผิวเซลล์อาจรวมถึงแฟลกเจลลาและพิลิซึ่งเป็นโครงสร้างโปรตีนที่อำนวยความสะดวกในการเคลื่อนที่และการสื่อสารระหว่างเซลล์แฟลกเจลลัมนี้ทอดยาวจากไซโทพลาซึมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และยื่นออกมาผ่านผนังเซลล์ ฟิมเบรีย เป็นพิลิ ที่มีจุดยึดสั้น พิลิอีกประเภทหนึ่งคือพิลิแบบคอนจูเกทีฟ ที่ยาวกว่า ฟิมเบรียเกิดจาก โปรตีน แอนติเจนที่เรียกว่าพิลินและมีหน้าที่ในการจับแบคทีเรียกับตัวรับเฉพาะบนเซลล์โฮสต์

โพรคาริโอตส่วนใหญ่เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็กที่สุด มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 0.5 ถึง 2.0 ไมโครเมตรแบคทีเรียที่ใหญ่ที่สุดที่รู้จักคือThiomargarita magnificaสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า โดยมีความยาวเฉลี่ย1 ซม . แต่สามารถมากได้2 ซม.

อาร์เคียถูกหุ้มด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งประกอบด้วยเยื่อหุ้มพลาสมาและผนังเซลล์ ข้อยกเว้นคือเทอร์โมพลาสมาที่มีเพียงเยื่อหุ้มเซลล์เท่านั้นเยื่อหุ้มเซลล์ของอาร์เคียมีลักษณะเฉพาะ ประกอบด้วยลิพิดที่เชื่อมกับอีเทอร์โครงร่างเซลล์แบบโปรคาริโอตมีโฮโมล็อกของแอคตินและทูบูลินแบบ ยูคาริโอต รูปแบบเมแทบอลิซึมที่เป็นเอกลักษณ์ในอาร์เคียคือมีเทน โทเจเนซิส ส่วนที่คล้ายกับแฟลกเจลลา บนพื้นผิวเซลล์คืออาร์เคียลลัมที่มีโครงสร้างแตกต่างกันและมีลักษณะเฉพาะดีเอ็นเอบรรจุอยู่ในโครโมโซมวงกลมที่สัมผัสกับไซโทพลาสซึมโดยตรง ในบริเวณที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ ไรโบโซมยังพบได้อย่างอิสระในไซโทพลาสซึม หรือยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งเป็นบริเวณที่กระบวนการดีเอ็นเอเกิดขึ้น

อาร์เคียมีชื่อเสียงในเรื่อง สายพันธุ์ เอ็กซ์ตรีโมไฟล์และหลายชนิดมีวิวัฒนาการแบบคัดเลือกเพื่อเจริญเติบโตในสภาวะที่มีความร้อนสูง ความเย็นจัด ความเป็นกรด ความเป็นด่าง หรือเกลือสูงยังไม่มีเชื้อโรคอาร์เคียที่ทราบ

ยูคาริโอตอาจเป็นเซลล์เดียว เช่นไดอะตอม ( สาหร่ายขนาดเล็ก ) หรือเป็นเซลล์หลายเซลล์ เช่น ในสัตว์ พืชเชื้อราส่วนใหญ่และสาหร่ายบางชนิด[ 42 สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ประกอบด้วยเซลล์หลายประเภทที่เรียกโดยรวมว่า เซลล์โซมาติก [ ยูคาริโอตมีความโดดเด่นด้วยการมีนิวเคลียส ที่ล้อมรอบด้วย เยื่อ หุ้มเซลล์ นิวเคลียสเป็นที่มาของชื่อยูคาริโอต ซึ่งหมายถึง "ส่วนเนื้อแท้" หรือ "ส่วนเนื้อแท้" โดยที่ "ส่วนเนื้อแท้" หมายถึงนิวเคลียสเซลล์ยูคาริโอตอาจมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าเซลล์โพรคาริโอตทั่วไป 2 ถึง 1,000 เท่าเซลล์ยูคาริโอตมีเยื่อหุ้มเซลล์ ที่ล้อมรอบไซ โทพลาสซึมที่มีลักษณะคล้ายเจลประกอบด้วยโครงร่างเซลล์ นิวเคลียสของเซลล์ และออร์แกเนลล์ อื่นๆ รวมถึงไมโทคอนเดรียกอลจิแอปพาราตัสและระบบเอนโดเมมเบรนกลุ่มยูคาริโอตแต่ละกลุ่มมีความหลากหลายมาก

เซลล์ยูคาริโอตประกอบด้วยเซลล์สัตว์ พืช เชื้อรา สาหร่าย และโปรติสต์ ซึ่งแต่ละชนิดมีสปีชีส์และความแตกต่างของเซลล์ที่แตก ต่างกัน

เซลล์ทั้งหมดในร่างกายสัตว์พัฒนาจากเซลล์ดิพลอยด์ โททิโพเทนต์เซลล์เดียว ที่เรียกว่าไซโกตในระหว่างการพัฒนาตัวอ่อนของสัตว์เซลล์จะแยกตัวออก เป็น เนื้อเยื่อและอวัยวะเฉพาะของสิ่งมีชีวิต กลุ่มเซลล์ต่างๆ จะแยกตัวออกจากชั้นเซลล์สืบพันธุ์ ฟองน้ำมีเพียงชั้นเดียว สัตว์บางชนิดที่เรียกว่าไดโพลบลาสต์มีชั้นเซลล์สืบพันธุ์สองชั้น คือเอ็กโทเดิ ร์ม และเอนโดเดิร์ม สัตว์ ที่พัฒนาสูงกว่าจะมีชั้นพิเศษคือ ชั้น มีโซเดิร์ม ชั้นกลาง และเรียกว่าทริปโลบลาสติกสัตว์ทริปโลบลาสติกเป็นกลุ่ม ใหญ่ ของบิลาทีเรียการแยกตัวส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างหรือหน้าที่ของเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์ต้นกำเนิดมีเซลล์ประมาณ 200 ชนิดในร่างกายมนุษย์จำนวนเซลล์ โดย ประมาณในร่างกายมนุษย์ผู้ใหญ่โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 30 ล้านล้านเซลล์ 36 ล้านล้านเซลล์ในผู้ชายที่โตเต็มวัย และ 28 ล้านล้านเซลล์ในผู้หญิง

โครงสร้างของเซลล์สัตว์ประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ ไซโทพลาซึม โครงร่างเซลล์ ออร์แกเนลล์รวมทั้งนิวเคลียสของเซลล์ ไมโตคอนเดรีย และโกลจิบอดี และระบบเยื่อหุ้มเซลล์

เยื่อหุ้มเซลล์หรือเยื่อหุ้มพลาสมา เป็นเยื่อหุ้ม เซลล์ แบบเลือกผ่านได้ เป็นขอบด้านนอกของเซลล์ที่ห่อหุ้มไซโทพลาสซึมเยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่แยกและปกป้องเซลล์จากสภาพแวดล้อมโดยรอบ และส่วนใหญ่ประกอบด้วยชั้นไขมันสองชั้นของฟอสโฟลิปิดซึ่งเป็นสารแอมฟิฟิลิก (บางส่วนชอบน้ำและบางส่วนชอบน้ำ ) อธิบายได้ดีที่สุดด้วยแบบจำลองโมเสกของไหลภายในเยื่อหุ้มเซลล์มีโครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ที่เรียกว่าโพโรโซม ซึ่งเป็นช่องทางหลั่งสารสากลในเซลล์ และโมเลกุล โปรตีนหลากหลายชนิดที่ทำหน้าที่เป็นช่องทางและปั๊มที่เคลื่อนย้ายโมเลกุลต่างๆ เข้าและออกจากเซลล์เยื่อหุ้มเซลล์เป็นแบบกึ่งยอมผ่านได้ และยอมผ่านได้เฉพาะเจาะจง กล่าวคือ สามารถปล่อยให้สาร ( โมเลกุลหรือไอออน ) ผ่านได้อย่างอิสระ ในระดับจำกัด หรือไม่ผ่านเลยตัวรับที่พื้นผิวเซลล์ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ช่วยให้เซลล์สามารถตรวจจับโมเลกุลส่งสัญญาณภายนอก เช่นฮอร์โมน [

ส่วนที่อยู่ใต้และติดกับเยื่อหุ้มเซลล์คือคอร์เทกซ์เซลล์ซึ่งเป็นส่วนนอกสุดของโครงร่างไซโตสเกเลตันของแอกติน

เยื่อหุ้มเซลล์ห่อหุ้มไซโทพลาสซึมของเซลล์ซึ่งล้อมรอบออร์แกเนลล์ทั้งหมดของเซลล์ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสองส่วน ได้แก่เส้นใยโปรตีนที่ประกอบเป็นโครงร่างเซลล์และไซโทซอล [ เครือข่ายของเส้นใยและไมโครทูบูลของโครงร่างเซลล์ให้รูปร่างและค้ำจุนเซลล์ และมีบทบาทในการจัดระเบียบส่วนประกอบของเซลล์ ไซโทพลาสซึมแบ่งออกเป็นสองส่วน ได้แก่เอนโดพ ลาสซึมเม็ดด้านใน และเอ็กโทพลาสซึม ด้านนอก เอ็กโท พลาสซึมก่อตัวเป็นเปลือกเซลล์ของโครงร่างเซลล์

ไซโทซอลเป็นสารคล้ายเจล ประกอบด้วยน้ำ ไอออน และชีวโมเลกุลที่ไม่จำเป็น ความเป็นกรด (pH) ของไซโทซอลเกือบเป็นกลาง และตัวขนส่งในเยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่ควบคุมความเป็นกรดนี้ โปรตีนต่าง ๆ ในไซโทพลาสซึมจะทำงานได้ดีที่สุดที่ค่า pH ต่างกันไซโทซอลก่อตัว30%–50%ของปริมาตรเซลล์

โครงร่างเซลล์ ทำหน้าที่จัดระเบียบและรักษารูปร่างของเซลล์ ยึดออร์แกเนลล์ให้อยู่กับที่ ช่วยในการลำเลียงสารเข้าสู่เซลล์และในการนำสารจากภายนอกเข้าสู่เซลล์ โครงร่างเซลล์ประกอบด้วยไมโครทูบูล ฟิลา เมนต์กลางและไมโครฟิลาเมนต์มีโปรตีนจำนวนมากเชื่อมโยงอยู่ด้วย ซึ่งแต่ละชนิดควบคุมโครงสร้างของเซลล์โดยการควบคุม การรวมกลุ่ม และการจัดเรียงฟิลาเมนต์ ส่วนนอกสุดของโครงร่างเซลล์คือคอร์เทกซ์ของเซลล์หรือคอ ร์เทกซ์แอคติ น ซึ่งเป็นชั้นบางๆ ของ แอคโตไมโอซินที่เชื่อมกันความหนาของชั้นนี้จะแตกต่างกันไปตามชนิดของเซลล์และสรีรวิทยา 52] ทำหน้าที่ควบคุมการขนส่งผ่านERและกอลจิแอปพาราตัส [ โครงร่างเซลล์ในเซลล์สัตว์ยังมีบทบาทในไซโตคิเนซิสในการสร้างอุปกรณ์สปินเดิลในระหว่างการแบ่งเซลล์และการแยกเซลล์ลูก

ออร์แกเนลล์คือส่วนต่างๆของเซลล์ที่มีหน้าที่เฉพาะอย่างหนึ่งหรือมากกว่านั้น คล้ายกับอวัยวะต่างๆเช่น หัวใจและปอดมีออร์แกเนลล์หลายประเภทที่บรรจุอยู่ในไซโทพลาซึม ออร์แกเนลล์ส่วนใหญ่มีเยื่อหุ้มเซลล์ และมีขนาดและจำนวนแตกต่างกันไปตามการเติบโตของเซลล์เจ้าบ้านออร์แกเนลล์ประกอบด้วยนิวเคลียส ไมโทคอนเดรีย เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม กอลจิแอปพาราตัส เวสิเคิล และแวคิวโอล ออร์แกเน ลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มเซลล์ ได้แก่ เซนโทรโซม และโดยทั่วไปคือไรโบโซม

นิวเคลียส ของเซลล์เป็นออร์แกเนลล์ที่ใหญ่ที่สุดในเซลล์สัตว์โครโมโซมของเซลล์และเป็นที่ที่ การจำลองแบบ ของดีเอ็นเอและ การสังเคราะห์ อาร์เอ็นเอ ( การถอดรหัส ) เกิดขึ้นเกือบทั้งหมด นิวเคลียสเป็นทรงกลมและแยกออกจากไซโทพลาสซึมโดยเยื่อหุ้มนิวเคลียสที่ มีเยื่อหุ้มสองชั้น ช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มเรียกว่าปริภูมิเพอรินิวเคลียร์ เยื่อหุ้มนิวเคลียสจะแยกและปกป้องดีเอ็นเอของเซลล์จากโมเลกุลต่างๆ ที่อาจสร้างความเสียหายต่อโครงสร้างโดยไม่ได้ตั้งใจหรือรบกวนการประมวลผล ระหว่างการประมวลผลดีเอ็นเอจะถูกถอดรหัสหรือคัดลอกลงในอาร์เอ็นเอชนิด พิเศษ ที่เรียกว่าเมเซนเจอร์อาร์เอ็นเอ (mRNA) จากนั้น mRNA นี้จะถูกส่งไปยังนิวเคลียส ซึ่งจะถูกแปลเป็นโมเลกุลโปรตีนเฉพาะ นิว คลี โอลัสเป็นบริเวณเฉพาะภายในนิวเคลียสที่ประกอบหน่วยย่อยของไรโบโซมเซลล์ใช้ดีเอ็นเอเพื่อจัดเก็บข้อมูลระยะยาวซึ่งถูกเข้ารหัสไว้ในลำดับดีเอ็นเอ RNA ใช้สำหรับการขนส่งข้อมูล (เช่นmRNA ) และ การทำงาน ของเอนไซม์ (เช่นribosomal RNA) โมเลกุล RNA ถ่ายโอน (tRNA) ใช้ในการเติมกรดอะมิโนระหว่างการแปลโปรตีน

ดีเอ็นเอของแต่ละเซลล์คือสารพันธุกรรม และจัดเรียงตัวเป็นโมเลกุลเชิงเส้นหลายโมเลกุล เรียกว่าโครโมโซมซึ่งพันรอบโปรตีนฮิสโตน และอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ [ ในมนุษย์ จีโนมนิวเคลียสแบ่งออกเป็นโครโมโซมเชิงเส้น 46 โครโมโซม ซึ่งรวมถึงโครโมโซม คู่กัน 22 คู่ และ โครโมโซมเพศ 1 คู่นิวเคลียสเป็นออร์แกเนลล์ที่ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ ออร์แกเนลล์อื่นๆ ในเซลล์มีหน้าที่เฉพาะ เช่นไมโทคอนเดรียซึ่งให้พลังงานแก่เซลล์

อุปกรณ์กอลจิทำหน้าที่แปรรูปและบรรจุโปรตีนและ ลิพิดที่เซลล์สังเคราะห์ขึ้น อุปกรณ์นี้จัดเรียงตัวเป็นแผ่นซ้อนกันเป็นชั้นๆ เรียกว่าซิสเทอร์นี [

ไมโทคอนเดรียสร้างพลังงานให้เซลล์ ไมโทคอนเดรียเป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มสองชั้นซึ่งสามารถจำลองตัวเองได้ มีจำนวน รูปร่าง และขนาดที่หลากหลายในไซโทพลาสซึมของเซลล์ การหายใจเกิดขึ้นในไมโทคอนเดรียของเซลล์ ซึ่งสร้างพลังงานของเซลล์โดยการออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชันโดยใช้ออกซิเจนเพื่อปลดปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ในสารอาหารของเซลล์ (โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับกลูโคส ) เพื่อสร้างATP ( การหายใจแบบใช้ออกซิเจน ) ไมโทคอนเดรียเพิ่มจำนวนโดยการแบ่งเซลล์แบบไบนารีไมโทคอนเดรียมีดีเอ็นเอของตัวเอง ( ดีเอ็นเอไมโทคอนเดรีย ) จีโนมไมโทคอนเดรียเป็นโมเลกุลดีเอ็นเอแบบวงกลมที่แตกต่างจากดีเอ็นเอนิวเคลียส แม้ว่าดีเอ็นเอไมโทคอนเดรียจะมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับโครโมโซมนิวเคลียสมันเข้ารหัสโปรตีน 13 ชนิดที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพลังงานไมโทคอนเดรียและ tRNA เฉพาะ

ไลโซโซม ประกอบด้วย เอนไซม์ไฮโดรไลติกมากกว่า60 ชนิดพวกมันย่อยออร์แกเนลล์ส่วนเกินหรือเสื่อมสภาพ อนุภาคอาหาร และไวรัสหรือแบคทีเรีย ที่ถูกกลืนกิน ไลโซโซมจะทำงานได้ดีที่สุดในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด เซลล์ไม่สามารถกักเก็บเอนไซม์ที่ทำลายล้างเหล่านี้ได้หากไม่ได้อยู่ในระบบที่ปิดล้อมด้วยเยื่อหุ้มเซลล์

เพอรอกซิโซมคือไมโครบอดีที่ถูกจำกัดด้วยเยื่อหุ้มเซลล์เพียงชั้นเดียว เพอรอกซิโซมไม่มีดีเอ็นเอหรือไรโบโซม และโปรตีนที่มันต้องการจะถูกเข้ารหัสในนิวเคลียส และนำเข้าอย่างเฉพาะเจาะจงจากไซโทซอล โปรตีนบางชนิดเข้าสู่เซลล์ผ่านทางเอนโดเมมเบรนเรติคูลัม เพอรอกซิโซม มีเอนไซม์ที่กำจัดเปอร์ออกไซด์ที่ เป็นพิษออกจากเซลล์ ปริมาณเอนไซม์ของเพอรอกซิโซมแตกต่างกันไปในแต่ละสายพันธุ์ เช่นเดียวกับในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดเพอรอกซิโซมในเซลล์สัตว์มีความเข้มข้นในเซลล์ตับและเซลล์ไขมัน [

แวคิวโอลจะกักเก็บของเสีย เซลล์บางชนิด โดยเฉพาะอะมีบามีแวคิวโอลที่หดตัวได้ ซึ่งสามารถสูบน้ำออกจากเซลล์ได้หากมีน้ำมากเกินไป

ระบบเอนโดเมมเบรนประกอบด้วยเยื่อหุ้มภายในเซลล์ชนิดต่างๆ เยื่อหุ้มเหล่านี้ถูกยึดไว้ในไซโทพลาสซึมของเซลล์และแบ่งออร์แกเนลล์ต่างๆ

เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (ER) เป็นเครือข่ายขนส่งโมเลกุลที่กำหนดเป้าหมายสำหรับการดัดแปลงและจุดหมายปลายทางที่เฉพาะเจาะจง เมื่อเทียบกับโมเลกุลที่ลอยอย่างอิสระในไซโทพลาสซึม ER มีสองรูปแบบ ได้แก่ เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบหยาบ (RER) ซึ่งมีไรโบโซมบนพื้นผิวที่หลั่งโปรตีนเข้าสู่ ER และเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบเรียบ (SER) ซึ่งไม่มีไรโบโซม ER แบบเรียบมีบทบาทในการกักเก็บและปลดปล่อยแคลเซียม และช่วยในการสังเคราะห์ลิพิด [

เซนโทรโซมเป็นออร์แกเนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้ม ประกอบด้วยสารรอบเซนทริโอลและเซนทริโอล สอง อันเซนโทรโซมเป็นศูนย์กลางการจัดระเบียบไมโครทูบูล หลัก ในเซลล์สัตว์ ซึ่งผลิตไมโครทูบูลซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของไซโทสเกเลตัน เซนโทรโซมประกอบด้วยเซนทริโอล สองอัน ที่ตั้งฉากกัน โดยแต่ละอันมีโครงสร้างคล้ายล้อเกวียนซึ่งจะแยกออกจากกันในระหว่างการแบ่งเซลล์และช่วยในการสร้างแกนแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส [

ไรโบโซมเป็นสารประกอบเชิงซ้อนขนาดใหญ่ของ โมเลกุล อาร์เอ็นเอและโปรตีนซึ่งมักถูกมองว่าเป็นออร์แกเนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มแต่ละหน่วยย่อยประกอบด้วยสองหน่วยย่อย หน่วยย่อยหนึ่งมีขนาดใหญ่กว่าอีกหน่วยย่อยหนึ่ง และทำหน้าที่เป็นสายการประกอบที่อาร์เอ็นเอจากนิวเคลียสจะถูกใช้ในการสังเคราะห์โปรตีนจากกรดอะมิโน ไรโบโซมสามารถพบได้ทั้งแบบลอยตัวอิสระหรือแบบยึดติดกับเยื่อหุ้มของเอนโดพลาสมาเรติคูลัมแบบหยาบ

เซลล์เฉพาะบางชนิดจะอยู่ในสัตว์กลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง โดยเฉพาะ ตัวอย่างเช่น สัตว์มีกระดูกสันหลังมีเซลล์เฉพาะที่เปลี่ยนแปลงโครงสร้าง รวมถึงเซลล์กล้ามเนื้อ เยื่อ หุ้ม เซลล์ของเซลล์กล้ามเนื้อโครงร่างหรือเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจเรียกว่าซาร์โคเล็มมา [ และไซโทพลาสซึมเรียกว่าซาร์โคพลาสซึม เซลล์กล้ามเนื้อโครงร่างยังมีนิวเคลียส หลายนิวเคลียส ประชากรของกลุ่มสัตว์วิวัฒนาการจนกลายเป็นสปีชีส์เฉพาะซึ่งการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะถูกแยกออกจากกัน สัตว์มีกระดูกสันหลังหลายชนิดมีลักษณะเฉพาะอื่นๆ ผ่านทางเซลล์เฉพาะเพิ่มเติม ในปลาไฟฟ้า บางชนิด เช่น เซลล์กล้ามเนื้อหรือเซลล์ประสาทที่ถูกดัดแปลงจะพัฒนาเป็นอิเล็กเทอโรไซต์ที่สามารถสร้างและกักเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ใช้ในอนาคต เช่น ในการทำให้เหยื่อตะลึง หรือใช้ในการกำหนดตำแหน่งด้วยไฟฟ้าเซลล์เหล่านี้คือเซลล์แบนขนาดใหญ่ในปลาไหลไฟฟ้าและกระเบนไฟฟ้าซึ่งมีเซลล์หลายพันเซลล์เรียงซ้อนกันเป็นอวัยวะไฟฟ้าที่เทียบได้กับกองไฟฟ้า [

เซลล์สัตว์หลายชนิดมีซิเลียและเซลล์ส่วนใหญ่ยกเว้นเซลล์เม็ดเลือดแดงมีซิเลียปฐมภูมิซิเลียปฐมภูมิมีบทบาทสำคัญในกระบวนการเคมีเซนเซชันและกลไกเซนเซชัน [ ซิเลียแต่ละอันอาจ "ถูกมองว่าเป็นหนวด ของเซลล์รับความรู้สึก ที่ประสานงานเส้นทางการส่งสัญญาณของเซลล์จำนวนมาก บางครั้งเชื่อมโยงการส่งสัญญาณกับการเคลื่อนไหวของซิเลีย หรืออีกทางหนึ่งคือการแบ่งตัวและการเปลี่ยนแปลงของเซลล์" ซิเลียในเซลล์อื่นๆ เป็นออร์แกเนลล์ที่เคลื่อนที่ได้ และในเยื่อบุผิวระบบทางเดินหายใจมีบทบาทสำคัญในการเคลื่อนตัวของเมือกในระบบสืบพันธุ์ เยื่อบุผิวที่มีซิเลียในท่อนำไข่จะเคลื่อนย้ายไข่จากมดลูกไปยังรังไข่ ซิเลียที่เคลื่อนที่ได้ หรือที่รู้จักกันในชื่อแฟลกเจลลา ทำหน้าที่ขับเคลื่อนเซลล์อสุจิ พลานาเรียที่ไม่มีกระดูกสันหลัง มีเซลล์เฟลม ที่ขับถ่ายซิ เลียเซลล์ขับถ่ายอื่นๆ ที่พบในแพลนเนเรียนก็ได้แก่โซลีโนไซต์ซึ่งมีลักษณะยาวและมีแฟลกเจลลา

ออร์แกเนลล์ชนิดอื่นๆ ที่เฉพาะเจาะจงต่อเซลล์พืชได้แก่ พลา ส ติด ที่มีรงควัตถุโดยเฉพาะคลอโรพลาสต์ที่มี คลอ โรฟิลล์ คลอโรพลาสต์จับพลังงานจากดวงอาทิตย์เพื่อสร้างคาร์โบไฮเดรตผ่านการสังเคราะห์แสง [ โครโมพลาสต์ ประกอบด้วยรงควัตถุ แคโรทีนอยด์ที่ละลายในไขมันเช่นแคโรทีน สีส้ม และแซนโทฟิลล์ สีเหลือง ซึ่งช่วยในการสังเคราะห์และกักเก็บลิวโคพลาสต์เป็นพลาสติดที่ไม่มีรงควัตถุและช่วยในการกักเก็บสารอาหาร

พลาสติดแบ่งตัวโดยการแบ่งตัวแบบไบนารี แวคิวโอลในเซลล์พืชกักเก็บน้ำและล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์แวคิวโอลของเซลล์พืชมักจะมีขนาดใหญ่กว่าของเซลล์สัตว์ เยื่อหุ้มแวคิวโอลจะลำเลียงไอออนโดยอาศัยการไล่ระดับความเข้มข้น

โครงร่างเซลล์ของพืชเป็นโครงสร้างไดนามิกที่มีโครงร่างของไมโครทูบูลและไมโครฟิลาเมนต์ แต่ไม่มีฟิลาเมนต์ตัวกลางศูนย์กลางการจัดระเบียบของไมโครทูบูลในเซลล์พืชมักตั้งอยู่ใต้เยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งไมโครทูบูลที่มีนิวเคลียสมักจะเรียงตัวกันเป็นแผ่นคล้ายแผ่นขนานกัน

เพอรอกซิโซมในพืชมีสองประเภท ประเภทหนึ่งอยู่ในใบ ซึ่งทำหน้าที่ในการหายใจด้วยแสงอีกประเภทหนึ่งอยู่ในเมล็ดที่กำลังงอก ซึ่งทำหน้าที่ในการเปลี่ยนกรดไขมันให้เป็นน้ำตาลเพื่อการเจริญเติบโตของพืชเพอรอกซิโซมชนิดนี้มีปริมาณเอนไซม์ที่แตกต่างจากกลุ่มอื่นๆ อย่างมาก จึงมีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า ไกลออกซิโซมโดยเอนไซม์ของเพอรอกซิโซมอยู่ในวัฏจักรไกลออกซิเลต [

สมาชิกของ สาหร่ายเป็นโฟโตออโตโทรฟที่สามารถใช้การสังเคราะห์แสงเพื่อสร้างพลังงาน การสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นได้จากการใช้พลาสติดซึ่งเป็นออร์แกเนลล์ในไซโทพลาสซึมที่เรียกว่าคลอโรพลาสต์ โฟโตออโตโทรฟของสาหร่ายรวมถึงสาหร่ายสีแดง [

อัลจิเนตเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่พบในเมทริกซ์ของผนังเซลล์ของสาหร่ายสีน้ำตาลและมีการใช้งานที่สำคัญมากมายในอุตสาหกรรมอาหารและในเภสัชวิทยา[

เซลล์ของเชื้อรานอกจากออร์แกเนลล์ยูคาริโอตที่ใช้ร่วมกันแล้ว ยังมีสปิตเซนเคอร์เปอร์ในระบบเอนโดเมมเบรน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของปลายไฮฟา สปิ ตเซนเคอร์เปอร์เป็น เฟส -ดาร์กบอดี ประกอบด้วยเวสิเคิลที่ยึดติดอยู่กับเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบของผนังเซลล์ ทำหน้าที่เป็นจุดรวมตัวและปลดปล่อยส่วนประกอบเหล่านี้ ซึ่งอยู่ระหว่างกอลจิและเยื่อหุ้มเซลล์ สปิตเซนเคอร์เปอร์สามารถเคลื่อนที่ได้และสร้างการเจริญเติบโตของปลายไฮฟาใหม่เมื่อเคลื่อนที่ไปข้างหน้า

ผนังเซลล์ของเชื้อราประกอบด้วยสารประกอบไคติน-กลูแคนโดย เฉพาะ

เซลล์ของโปรติสต์อาจถูกจำกัดด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ เท่านั้น หรืออาจมีผนังเซลล์ เพิ่มเติม หรืออาจถูกปกคลุมด้วยเยื่อบางๆ (ในซิลิเอต ) เซลล์ทดสอบ (ในอะมีบาที่มีพิตาชิโอ ) หรือเซลล์ฟรัสทูล (ในไดอะตอม )

โปรติสต์บางชนิด เช่นอะมีบาอาจกินสิ่งมีชีวิตอื่นและกินอาหารโดยการฟาโกไซโทซิสแวคิวโอลที่เรียกว่าฟาโกโซมในไซโทพลาสซึมอาจใช้เพื่อดึงดูดและรวมอนุภาคที่จับได้ โปรติสต์ประเภทอื่น ๆ ได้แก่โฟโตออโตโทรฟซึ่งให้พลังงานแก่ตัวเองด้วยการสังเคราะห์แสงโปรติสต์เซลล์เดียวส่วนใหญ่สามารถเคลื่อนที่ได้ และสร้างการเคลื่อนไหวด้วยซิเลีย แฟลกเจลลา หรือซูโดโพเดีย [

ซิลิเอต มี นิวเคลียสสองประเภทที่แตกต่างกัน : นิวเคลียสไมโครไดพลอยด์ขนาด เล็ก(หรือ "นิวเคลียสกำเนิด" ซึ่งบรรจุเซลล์สืบพันธุ์ ) และ นิวเคลียส ขนาดใหญ่ ที่มีแอมพลิพลอยด์ (หรือ "นิวเคลียสพืช" ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมเซลล์โดยทั่วไป

ในระหว่างการแบ่งเซลล์เซลล์เดียวเซลล์แม่จะแบ่งออกเป็นเซลล์ลูกสองเซลล์ ซึ่งนำไปสู่การเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ เซลล์ โปรคาริโอตแบ่งตัวโดยการแบ่งเซลล์แบบสองขั้วในขณะที่ เซลล์ ยูคาริโอตมักจะผ่านกระบวนการแบ่งนิวเคลียส เรียกว่าไมโทซิ ส ตามด้วยการแบ่งเซลล์ เรียกว่า ไซโตไคเนซิสเซลล์ดิพลอยด์อาจผ่านกระบวนการไมโอซิสเพื่อสร้างเซลล์แฮพลอยด์ ซึ่งโดยปกติจะมีสี่เซลล์ เซลล์ แฮพลอยด์ทำหน้าที่เป็นเซลล์สืบพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ โดยรวมตัวกันเพื่อสร้างเซลล์ดิพลอยด์ใหม่

การจำลองดีเอ็นเอหรือกระบวนการจำลองจีโนมของเซลล์มักเกิดขึ้นเมื่อเซลล์แบ่งตัวผ่านไมโทซิสหรือการแบ่งเซลล์แบบไบนารีซึ่งเกิดขึ้นในช่วง S (การสังเคราะห์)ของวัฏจักรเซลล์

ในไมโอซิส DNA จะถูกจำลองเพียงครั้งเดียว ในขณะที่เซลล์แบ่งตัวสองครั้ง การจำลอง DNA จะเกิดขึ้นก่อนไมโอซิส I เท่านั้น การจำลอง DNA จะไม่เกิดขึ้นเมื่อเซลล์แบ่งตัวครั้งที่สอง ใน ไม โอซิส II การจำลอง เช่นเดียวกับกิจกรรมของเซลล์ทั้งหมด จำเป็นต้องใช้โปรตีนเฉพาะทาง

การส่งสัญญาณของเซลล์คือกระบวนการที่เซลล์มีปฏิสัมพันธ์กับตัวเอง เซลล์อื่นๆ และสภาพแวดล้อม โดยทั่วไป กระบวนการส่งสัญญาณประกอบด้วยองค์ประกอบสามส่วน ได้แก่ ตัวส่งสัญญาณตัวแรก (ลิแกนด์) ตัวรับและตัวสัญญาณเองการส่งสัญญาณของเซลล์ส่วนใหญ่มีลักษณะทางเคมี และอาจเกิดขึ้นกับเซลล์ข้างเคียงหรือเป้าหมายที่อยู่ห่างไกลออกไป ตัวรับสัญญาณเป็นโปรตีนเชิงซ้อนหรือโปรตีนหลายตัวที่ยึดติดกันแน่นอยู่ในเยื่อหุ้มพลาสมาหรือภายในเยื่อหุ้มเซลล์

เซลล์แต่ละเซลล์ถูกตั้งโปรแกรมให้ตอบสนองต่อโมเลกุลสัญญาณภายนอกเซลล์เฉพาะเจาะจง และกระบวนการนี้เป็นพื้นฐานของการพัฒนาการซ่อมแซมเนื้อเยื่อภูมิคุ้มกันและภาวะสมดุลเซลล์แต่ละเซลล์สามารถจัดการความไวของตัวรับได้ รวมถึงการปิดการใช้งานตัวรับ และตัวรับอาจมีความไวลดลงเมื่อถูกใช้งานเป็นเวลานานข้อผิดพลาดในการโต้ตอบระหว่างสัญญาณอาจทำให้เกิดโรคต่างๆ เช่นมะเร็ง โรคภูมิต้านตนเองและโรคเบาหวาน

เซลล์ทุกเซลล์มีระบบเอนไซม์ที่ตรวจหาความเสียหายของดีเอ็นเอและดำเนินการซ่อมแซมกระบวนการซ่อมแซมที่หลากหลายได้วิวัฒนาการขึ้นในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด การซ่อมแซมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาความสมบูรณ์ของดีเอ็นเอ ป้องกันการตายของเซลล์และความผิดพลาดในการจำลองแบบที่อาจนำไปสู่การกลายพันธุ์กระบวนการซ่อมแซมประกอบด้วยการซ่อมแซมนิว คลีโอไทด์ การซ่อมแซมดีเอ็นเอที่ไม่เข้า คู่กัน การเชื่อมต่อ ปลายสายคู่ที่ไม่ เหมือนกัน การซ่อมแซมแบบ recombinationและการซ่อมแซมแบบพึ่งพาแสง ( photoreactivation )

ระหว่างการแบ่งเซลล์ต่อเนื่องกัน เซลล์จะเจริญเติบโตผ่านการทำงานของกระบวนการเมแทบอลิซึมของเซลล์ เมแทบอลิซึมของเซลล์คือกระบวนการที่เซลล์แต่ละเซลล์ประมวลผลโมเลกุลสารอาหาร เมแทบอลิซึมมีสองประเภทหลัก คือแคแทบอลิซึมซึ่งเซลล์จะสลายโมเลกุลที่ซับซ้อนเพื่อสร้างพลังงานและพลังงานรีดิวซ์และแอแนบอลิซึมซึ่งเซลล์จะใช้พลังงานและพลังงานรีดิวซ์เพื่อสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนและทำหน้าที่ทางชีวภาพอื่นๆ

น้ำตาลเชิงซ้อนสามารถถูกย่อยสลายเป็นโมเลกุลน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวที่เรียกว่าโมโนแซ็กคาไรด์เช่นกลูโคสเมื่อเข้าสู่เซลล์ กลูโคสจะถูกย่อยสลายเพื่อสร้างอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต ( ATP ) ซึ่งเป็นโมเลกุลที่มีพลังงานพร้อมใช้งาน ผ่านสองวิถีที่แตกต่างกัน ในเซลล์พืชคลอโรพลาสต์สร้างน้ำตาลโดยการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยใช้พลังงานแสงเพื่อเชื่อมโมเลกุลของน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์เข้า ด้วยกัน

เซลล์สามารถสังเคราะห์โปรตีนใหม่ ซึ่งจำเป็นต่อการควบคุมและรักษากิจกรรมของเซลล์ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการสร้างโมเลกุลโปรตีนใหม่จาก หน่วยการสร้าง กรดอะมิโนโดยอาศัยข้อมูลที่เข้ารหัสใน DNA/RNA โดยทั่วไปการสังเคราะห์โปรตีนประกอบด้วยสองขั้นตอนหลัก ได้แก่การถอดรหัสและการแปลรหัส [

การถอดรหัสเป็นกระบวนการที่ใช้ข้อมูลทางพันธุกรรมในดีเอ็นเอเพื่อสร้างสายอาร์เอ็นเอคู่สม จากนั้นสายอาร์เอ็นเอนี้จะถูกประมวลผลเพื่อให้ได้อาร์เอ็นเอส่งสาร (mRNA) ซึ่งสามารถเคลื่อนที่เข้าสู่ไซโทพลาสซึมได้อย่างอิสระ โมเลกุลของ mRNA จะจับกับคอมเพล็กซ์โปรตีน-อาร์เอ็นเอที่เรียกว่าไรโบโซมซึ่งอยู่ในไซโทซอลและจะถูกแปลรหัสเป็นลำดับพอลิเพปไทด์ ไรโบโซมทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการสร้างลำดับพอลิเพปไทด์โดยอาศัยลำดับ mRNA ลำดับ mRNA เกี่ยวข้องโดยตรงกับลำดับพอลิเพปไทด์โดยจับกับ โมเลกุลอะแดปเตอร์อาร์เอ็น เอถ่ายโอน (tRNA) ในช่องจับภายในไรโบโซมจากนั้นพอลิเพปไทด์ใหม่จะพับตัวเป็นโมเลกุลโปรตีนสามมิติที่ทำงานได้

สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวสามารถเคลื่อนที่เพื่อหาอาหารหรือหลบหนีจากผู้ล่า กลไกการเคลื่อนไหวที่พบบ่อย ได้แก่แฟลกเจลลาและซิเลีย [

ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ เซลล์สามารถเคลื่อนที่ได้ในระหว่างกระบวนการต่างๆ เช่น การสมานแผล การตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน และการแพร่กระจายของมะเร็งยกตัวอย่างเช่น ในการสมานแผลในสัตว์ เซลล์เม็ดเลือดขาวจะเคลื่อนที่ไปยังบริเวณแผลเพื่อฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดการติดเชื้อ การเคลื่อนที่ของเซลล์เกี่ยวข้องกับตัวรับหลายชนิด ได้แก่ การเชื่อมโยง การรวมตัวกัน การจับยึด การยึดติด การเคลื่อนไหว และโปรตีนอื่นๆกระบวนการนี้แบ่งออกเป็นสามขั้นตอน ได้แก่ การยื่นออกมาของขอบด้านหน้าของเซลล์ การยึดติดของขอบด้านหน้าและการคลายการยึดติดที่ตัวเซลล์และด้านหลัง และการหดตัวของโครงร่างเซลล์เพื่อดึงเซลล์ไปข้างหน้า แต่ละขั้นตอนถูกขับเคลื่อนด้วยแรงทางกายภาพที่เกิดจากส่วนต่างๆ ของโครงร่างเซลล์

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2563 นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายถึงวิธีหนึ่งที่เซลล์ โดยเฉพาะเซลล์ของราเมือกและเซลล์ที่มาจากมะเร็งตับอ่อนของหนู สามารถเดินเรือผ่านร่างกายได้อย่างมีประสิทธิภาพและระบุเส้นทางที่ดีที่สุดผ่านเขาวงกตที่ซับซ้อนได้ นั่นคือ การสร้างความชันหลังจากสลายสารเคมีดึงดูด แบบกระจาย ซึ่งทำให้เซลล์สามารถรับรู้จุดเชื่อมต่อของเขาวงกตที่กำลังจะเกิดขึ้นก่อนที่จะไปถึง รวมถึงบริเวณมุมต่างๆ

การตายของเซลล์เกิดขึ้นเมื่อเซลล์หยุดทำหน้าที่ อันเนื่องมาจากอายุที่เพิ่มขึ้น หรือการบาดเจ็บของเซลล์ ( necrosis ) การตายของเซลล์ที่ถูกโปรแกรมไว้รวมถึงภาวะอะพอพโทซิสและออโตฟาจีเป็นกระบวนการทางธรรมชาติในการแทนที่เซลล์ที่ตายแล้วด้วยเซลล์ใหม่

บรรพบุรุษของเซลล์สามารถสืบย้อนกลับไปในสายเซลล์ ที่ยังไม่แตกแยกมา นานกว่า 3 พันล้านปีความเป็นอมตะของสายเซลล์ขึ้นอยู่กับการรักษาศักยภาพในการแบ่งตัวของเซลล์ซึ่งอาจสูญหายไปเนื่องจากความเสียหายของเซลล์การเปลี่ยนแปลงที่ปลายเซลล์ที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาท หรือการตายของเซลล์ที่ถูกโปรแกรมไว้ระหว่างการพัฒนา การรักษาศักยภาพในการแบ่งตัวตลอดชั่วรุ่นต่อๆ มาขึ้นอยู่กับการหลีกเลี่ยงและการซ่อมแซมความเสียหายของเซลล์อย่างแม่นยำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเสียหายของดีเอ็นเอ กระบวนการทางเพศเปิดโอกาสให้มีการซ่อมแซมความเสียหายของดีเอ็นเอในสายเซลล์สืบพันธุ์ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการรวมตัวกันของดีเอ็นเอแบบโฮโมโลกัส [

สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์คือสิ่งมีชีวิตที่ประกอบด้วยเซลล์มากกว่าหนึ่งเซลล์ ซึ่งแตกต่างจาก สิ่งมี ชีวิตเซลล์เดียวจุลินทรีย์ที่โคลนจากเซลล์เดียวสามารถสร้างกลุ่มจุลินทรีย์ ที่มองเห็นได้ กลุ่มจุลินทรีย์ที่ประกอบด้วยจุลินทรีย์ตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปสามารถสร้างกลุ่มไบโอฟิล์ม ได้ เช่นคราบพลัคใน ช่อง ปาก การยึดเกาะระหว่างเซลล์ที่พบในกลุ่มจุลินทรีย์อาจเป็นขั้นตอนแรกของวิวัฒนาการที่นำไปสู่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น

ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อน เซลล์จะแยกออกเป็นเซลล์ชนิด ต่างๆ ที่ปรับให้เข้ากับหน้าที่เฉพาะในสัตว์ เซลล์ชนิดหลักๆ ได้แก่เซลล์ผิวหนังเซลล์กล้ามเนื้อเซลล์ประสาท เซลล์เม็ดเลือดไฟโบรบลาสต์ เซลล์ต้นกำเนิด และอื่นๆ เซลล์แต่ละชนิดมีลักษณะและหน้าที่ที่แตกต่างกัน แต่มีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกัน เซลล์อาจมีจีโนไทป์ เดียวกัน แต่มีชนิดเซลล์ต่างกันได้เนื่องจากการแสดงออกของยีน ที่แตกต่าง กัน

เซลล์ชนิดที่แตกต่างกันส่วนใหญ่เกิดจากเซลล์โททิโพเทนต์ เพียงเซลล์เดียวที่เรียกว่า ไซโกตซึ่งจะแยกตัวออกเป็นเซลล์หลายร้อยชนิดในระหว่างกระบวนการเจริญเติบโตการแยกตัวของเซลล์เกิดจากปัจจัยแวดล้อมที่แตกต่างกัน (เช่น ปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์) และความแตกต่างภายในเซลล์ (เช่น ความแตกต่างที่เกิดจากการกระจายตัวของโมเลกุล ที่ไม่สม่ำเสมอ ในระหว่างการแบ่งตัว )

สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์วิวัฒนาการอย่างอิสระอย่างน้อย 25 ครั้งรวมถึงในโปรคาริโอตบางชนิด เช่นไซยาโนแบคทีเรียไมโซแบคทีเรีย แอคติโนไมซีตหรือเมทาโนซาร์ซินาอย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อนวิวัฒนาการเฉพาะในกลุ่มยูคาริโอตหกกลุ่ม ได้แก่ สัตว์ รา สาหร่ายสีน้ำตาล สาหร่ายสีแดง สาหร่ายสีเขียว และพืชมีการวิวัฒนาการซ้ำแล้วซ้ำเล่าสำหรับพืช ( คลอโรพลาสติด ) หนึ่งหรือสองครั้งสำหรับสัตว์หนึ่งครั้งสำหรับสาหร่ายสีน้ำตาลและอาจหลายครั้งสำหรับรา ราเมือกและสาหร่ายสีแดง [ สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์อาจวิวัฒนาการมาจากกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่พึ่งพาอาศัยกัน จากการสร้างเซลล์หรือจากสิ่งมีชีวิตที่มีความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกัน [

หลักฐานแรกของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์มาจาก สิ่งมีชีวิตคล้าย ไซยาโนแบคทีเรียที่อาศัยอยู่เมื่อ 3,000 ถึง 3,500 ล้านปีก่อนฟอสซิลสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ยุคแรกๆ อื่นๆ ได้แก่Grypania spiralis ที่เป็นที่ถกเถียงกัน และฟอสซิลของหินดินดานสีดำจากกลุ่มฟอสซิลฟรานซีวิลเลียนกลุ่ม B ในยุค พาลีโอ โพรเท อ โรโซอิก ในกาบอง

วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จากบรรพบุรุษเซลล์เดียวได้รับการจำลองในห้องปฏิบัติการ ในการทดลองวิวัฒนาการโดยใช้การล่าเหยื่อเป็น แรงกดดัน การคัดเลือก

ต้นกำเนิดของเซลล์มีความเกี่ยวข้องกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตบนโลก โมเลกุลขนาดเล็กที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตอาจถูกอุกกาบาตพัดมายังโลก สร้างขึ้นที่ปล่องใต้ทะเลลึกหรือสังเคราะห์โดยฟ้าผ่าในชั้นบรรยากาศที่ลดระดับลงมีข้อมูลการทดลองเพียงเล็กน้อยที่ระบุว่ารูปแบบที่สามารถจำลองตัวเองได้แบบแรกคืออะไรRNAอาจเป็นโมเลกุลที่สามารถจำลองตัวเองได้ในยุคแรกสุดเนื่องจากสามารถเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมและเร่งปฏิกิริยาเคมีได้กระบวนการนี้ต้องใช้เอนไซม์เพื่อเร่งปฏิกิริยา RNA ซึ่งอาจเป็นเปปไทด์ ยุคแรกๆ ที่ก่อตัว ขึ้นในปล่องใต้ทะเล

เซลล์ถือกำเนิดขึ้นเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อนเซลล์แรกๆ น่าจะเป็นเฮเทอโรโทรฟเยื่อหุ้มเซลล์ในยุคแรกน่าจะเรียบง่ายกว่าและซึมผ่านได้ง่ายกว่าเยื่อหุ้มเซลล์ในยุคหลังๆ โดยมีกรดไขมันเพียงสายเดียวต่อลิพิด ลิพิดจะก่อตัวเป็นเวสิเคิล สองชั้น ในน้ำโดยธรรมชาติ และอาจเกิดก่อนอาร์เอ็นเอ

เซลล์ ยูคาริโอตถูกสร้างขึ้นเมื่อประมาณ 2.2 พันล้านปีก่อนในกระบวนการที่เรียกว่ายูคาริโอเจเนซิสซึ่งเป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่าเกี่ยวข้องกับซิมไบโอเจเน ซิส ซึ่งอาร์เคียและแบคทีเรียมารวมกันเพื่อสร้างบรรพบุรุษร่วมยูคาริโอตตัวแรกวิวัฒนาการเป็นประชากรของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่มีบรรพบุรุษร่วมยูคาริโอตตัวสุดท้ายและได้รับการพัฒนาความสามารถอย่างต่อเนื่อง

เซลล์นี้มีความซับซ้อนในระดับใหม่ โดยมีนิวเคลียสและไมโทคอนเดรีย แบบ ใช้ ออกซิเจนโดยสมัครใจ มีเซนตริโอลและซิเลียม อย่างน้อยหนึ่งตัว เพศ ( ไมโอซิสและซิงกามี ) เพอร์ออกซิโซมและซีสต์ ที่จำศีล ซึ่งมีผนังเซลล์เป็นไคตินและ/หรือเซลลูโลสบรรพบุรุษร่วมของยูคาริโอตตัวสุดท้ายก่อให้เกิดกลุ่มมงกุฎ ของยูคาริโอต ซึ่งประกอบด้วยบรรพบุรุษของสัตว์เชื้อราพืช และ สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่หลากหลายพืชสีเขียว ถูกสร้างขึ้นเมื่อประมาณ 1.6 พัน ล้านปีก่อนโดยมีการเกิดแบบพึ่งพาอาศัยกันครั้งที่สองโดยเพิ่มคลอโรพลาสต์ ซึ่ง ได้มาจากไซยาโนแบคทีเรีย [

ในปี ค.ศ. 1665 โรเบิร์ต ฮุกได้ตรวจสอบแผ่นไม้ก๊อกบางๆ ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ของเขา และเห็นโครงสร้างที่ประกอบด้วยเปลือกหุ้มขนาดเล็ก เขาเขียนว่า "ผมมองเห็นได้อย่างชัดเจนมากว่ามันเป็นรูพรุนและมีรูพรุนทั้งหมด คล้ายกับรังผึ้งแต่รูพรุนของมันไม่เรียบสม่ำเสมอ" เพื่อสนับสนุนทฤษฎีของเขาแมทเธียส ชไลเดนและธีโอดอร์ ชวานน์ได้ศึกษาเซลล์ของทั้งสัตว์และพืช สิ่งที่พวกเขาค้นพบคือความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซลล์ทั้งสองประเภท ซึ่งนำไปสู่แนวคิดที่ว่าเซลล์เป็นพื้นฐานของทั้งพืชและสัตว์

• 1632–1723: Antonie van Leeuwenhoekสอนตนเองให้ทำเลนส์สร้างกล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัล พื้นฐาน และวาดโปรโตซัว เช่นวอร์ติเซลลาจากน้ำฝน และแบคทีเรียจากปากของเขาเอง
• ค.ศ. 1665: โรเบิร์ต ฮุกค้นพบเซลล์ในไม้ก๊อกซึ่งต่อมาพบในเนื้อเยื่อพืชที่มีชีวิตโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ในยุคแรก ในหนังสือMicrographiaเขาได้บัญญัติคำว่าเซลล์ (จากภาษาละติน cellulaซึ่งแปลว่า "ห้องเล็ก") เนื่องจากเซลล์เหล่านี้มีลักษณะคล้ายกับเซลล์ในอาราม
• พ.ศ. 2382: Theodor Schwann และMatthias Jakob Schleidenได้อธิบายหลักการที่ว่าพืชและสัตว์ประกอบด้วยเซลล์ โดยสรุปว่าเซลล์เป็นหน่วยร่วมของโครงสร้างและการพัฒนา จึงได้ก่อตั้งทฤษฎีเซลล์ขึ้น
• พ.ศ. 2398 (ค.ศ. 1855): Rudolf Virchowกล่าวว่าเซลล์ใหม่เกิดจากเซลล์ที่มีอยู่ก่อนแล้วโดยการแบ่งเซลล์ ( omnis cellula ex cellula )
• พ.ศ. 2474: Ernst Ruskaสร้างกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่าน เครื่องแรก ในมหาวิทยาลัยเบอร์ลินภายในปี พ.ศ. 2478 เขาได้สร้างกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่มีความละเอียดเป็นสองเท่าของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ซึ่งเผยให้เห็นออร์แกเนลล์ที่ไม่สามารถแก้ไขได้มาก่อน
• พ.ศ. 2524: Lynn Margulisตีพิมพ์Symbiosis in Cell Evolutionซึ่งให้รายละเอียดว่าเซลล์ยูคาริโอตถูกสร้างขึ้นโดยการอยู่ร่วมกันได้อย่างไร

Wikimedia Commons มีสื่อเกี่ยวกับเซลล์

• “ ชีวิตภายในของเซลล์” เว็บไซต์XVIVO– แอนิเมชั่นปี 2006 เกี่ยวกับกลไกของโมเลกุลภายในเซลล์