ابعاد و شکل سلول

سلولها واحدهای ساختمانی و عملی موجودات زنده هستند که ابعاد میکروسکوپیکی دارند. اندازه کوچک سلولها ، همراه با پیچیدگی موجود در سطح آنها ، منجر به نسبت بالای سطح به حجم شده است که انتشار مواد سوختی ، مواد غذایی و مواد زاید را بین سلول و محیط اطراف آن تسهیل می*نماید. واژه سلول از کلمه لاتین (Cella) به معنی انبار یا محفظه ، گرفته شده است.

دید کلی
بدن کلیه موجودات از سلول ساخته شده است. لذا از این نظر ، کلیه موجودات زنده ، واحد بوده و از این نقطه نظر یا یکدیگر اشتراک دارند. موجودات تک سلولی می*بایست کلیه امور حیاتی خود را به تنهایی انجام دهند، در حالی که در موجودات پرسلولی تمایز یافته*ای این امر به تخصصی شدن سلولها وابسته است. به عبارت دیگر هر سلولی بر اساس تمایزی که یافته است، وظیه فیزیولوژیک خاصی را عهده*دار می*باشد.

سلولهای تشکیل دهنده پیکر موجودات بر اساس کاری که انجام می*دهند، سازش خاصی یافته و تنوع بسیار وسیعی در این زمینه وجود دارد که در نتیجه ، تنوع در عالم موجودات زنده را ایجاد می*کند. تمامی سلولها دارای خصوصیات مشترکی ، نظیر DNA به عنوان ذخیره اطلاعات ژنتیکی ، ریبوزومها و یک غشای پلاسمایی احاطه کننده سیتوپلاسم می*باشند.

در یوکاریوتها ، ماده ژنتیکی توسط غشای هسته احاطه شده ، ولی در پروکاریوتها ، چنین غشایی وجود ندارد. غشای پلاسمایی یک سد چرم مانند قابل انعطاف پذیری می باشد که گیرنده*های متعددی برای پیامهای خارج سلولی مختلف دارند. بعضی سلولها مانند سلولهای باکتری اشرشیاکلی و مخمر را می*توان به مقادیر زیاد کشت کرد، دارای زمان تکثیر کوتاه بوده و بخصوص مطیع دستکاریهای ژنتیکی می*باشند.
ساختمان کلی سلول
علی رغم تفاوتهای متعدد در بین انواع مختلف سلولها ، آنها دارای خصوصیات ساختمانی مشترکی هستند.


* غشای پلاسمایی محیط سلول را معین نموده و محتویات آن را از محیط اطراف جدا می*نماید. این غشا از مولکولهای متعدد لیپید و پروتئین تشکیل شده است که در اطراف سلول می*نماید. که این انعطاف پذیری به تغییر در شکل و اندازه سلول کمک می*کند.

* ماده داخلی سلول که توسط غشا احاطه شده است، سیتوپلاسم نام دارد که از محلول آبی به نام سیتوزول تشکیل شده که در آن انواع مختلفی و بسیاری از متابولیتهای کوچک به شکل معلق وجود دارند. بسیاری از آنزیمها ، مولکولهای RNA کد کننده آنها ، مونومرهای سازنده ماکرومولکولها و بسیاری از متابولیتهای کوچک آلی و یونهای معدنی وجود دارند.

* ریبوزومها که در سنتز پروتئین دخالت دارند، گرانولها و قطرات حاوی چربی و نشاسته و سایر مواد در سیتوپلاسم وجود دارند. مولکولهای DNA همیشه بسیار طویلتر از خود سلولها بوده و به صورت کمپلکسهای سوپرا مولکولی همراه با پروتئینها ، در داخل هسته (در یوکاریوتها) و یا نوکلئوتید (در پروکاریوت) شدیدا بسته بندی می*شوند.

* برخلاف باکتریها ، یوکاریوتها دارای اندامکهای متصل به غشای متعددی ، شامل میتوکندری ، شبکه آندوپلاسمی ، کمپلکسهای گلژی ، لیزوزومها ، واکوئلها و کلروپلاستها در سلولهای خود هستند.

ابعاد سلولی
اکثر سلولها میکروسکوپی بوده و با چشم غیر مسلح دیده نمی*شوند. سلولهای شاخص حیوانی و گیاهی ، دارای قطری حدود 5 - 100 میکرومتر بوده ( 6-10 متر) و بسیاری از باکتریهای تنها 1 - 2 میکرومتر طول دارند. چه چیزی ابعاد سلولی را محدود می*نماید؟ به حداقل اندازه سلول احتمالا حداقل تعداد هر نوع بیومولکول مورد نیاز سلول ، تعیین می*گردد.


* کوچکترین سلولها ، باکتریهای خاصی به نام مایکوپلاسماها ، دارای قطری حدود 300 نانومتر (9-10 متر) و حجمی در حد 14-10 میلی لیتر می*باشند. بلند ترین بعد یک ریبوزوم باکتریایی حدود 20 نانومتر بوده و بنابراین چند ریبوزوم موجود در سلول مایکوپلاسمایی ، کسر مهمی از حجم سلول را شامل می*گردد. سلولی با این اندازه ، تنها شامل 6000 مولکول از متبولیتها می*باشد.

* حد بالای اندازه سلول احتمالا توسط میزان انتشار مولکولهای حل شده در سیستمهای آبی ، تنظیم می*گردد. یک سلول باکتری که برای تولید انرژی وابسته به واکنشهای مصرف اکسیژن می*باشد (سلول هوازی) می*بایست اکسیژن مولکولی را از محیط اطراف ، از طریق انتشار و از میان غشای پلاسمایی خود به دست آورد. این سلول بسیار کوچک بوده و نسبت سطح به حجم آنقدر بزرگی دارد که اکسیژن انتشار یافته به داخل سلول ، براحتی به هر قسمتی از سیتوپلاسم آن می*رسد.

* از بزرگترین سلولها می*توان سلولهای ماهیچه*های اسکلتی پستانداران (در حدود 12 سانتیمتر) و سلولهای عصبی (که در برخی از حیوانات بیش از یک متر طول دارد) را نام برد. قطر گلبول قرمز انسان در حدود 7 میکرون و اندازه سلول تخم انسان در حدود 0.2 میلیمتر است و با چشم غیر مسلح قابل روئیت می*باشد. حال آنکه اسپرماتوزئید طولی در حدود 57 میکرون دارد. بطور کلی اندازه سلولها تابع تنوع پذیری موجودات زنده بوده ، ولی برای هر موجود زنده و سلول معینی کاملا ثابت بوده و ارتباط بین سطح غشا و حجم سلول و همچنین ارتبلط بین حجم هسته و حجم سلول ، تعیین کننده این اندازه می*باشد.

شکل سلولهای جانوری
شکل سلولها نیز از اصل تنوع پذیری تبعیت می*کند. اساسا هر سلولی با توجه به مکان قرارگیری و نوع فعالیت فیزیولوژیک چگونگی ارتباطات خارج سلولی شکل خاصی را پیدا می*کند.


* به عنوان مثال ، سلولهای ماهیچه*ای انسان ، دوکی شکل هستند که با عمل آنها یعنی انقباض و انبساط کاملا هماهنگ است. در برخی سلولهای عصبی ، جسم سلولی به صورت ستاره*ای شکل دیده می*شود که دندریتها و اکسون به آن متصل می*گردند. در نقاط مختلف سیستم عصبی ، انواع سلولهای عصبی به اشکال مختلف دیده می*شوند. گلبول قرمز انسان به شکل عدسی مقعرالطرفین بوده و تمامی فضای آن به هموگلوبین اختصاص دارد، این شکل خاص به گلبول قرمز امکان عبور از مویرگهای باریک را می*دهد و همچنین سطح تماس آن را با گازهای تنفسی افزایش می*دهد.

* اسپرماتوزوئید بسیاری از جانوران دارای منطقه سر می*باشد که فقط حاوی آنزیم و ماده ژنتیکی است و در منطقه دم ، تاژک دارد که حرکت آن سلول را به پیش می*برد. در منطقه میانی اسپرماتوزوئید میتوکندری به شکل مارپیچی قرار گرفته است و انرژی را جهت حرکت تامین می*کند.

شکل سلولهای گیاهی و باکتری
سلولهای گیاهی به علت دارا بودن دیواره اسکلتی که علت بی*حرکت بودن گیاهان را به آن نسبت می*دهند، دارای اشکال نسبتا منظمی هستند. حال آن که سلولهای جانوری به اشکال نامنظم نیز دیده می*شوند، که به جهت انعطاف پذیری آنها این وضعیت سودمند می*باشد. سلولهای گیاهی دارای اشکال چند ضلعی با اقطاری مساوی و منظم و کشیده هستند. در یک توده سلولی همگن سازنده یک بافت گیاهی ، همه سلولها دارای یک اندازه و یک شکل و معمولا چند وجهی هستند. در گیاهان عالی اندازه سلولها متناسب با کار آنهاست و بر حسب ماهیت بافت و نقشی که در گیاه دارند اندازه آنها ، متفاوت است.


* در باکتریها ، اشکال کوکوسی (کروی) به صورت دیپلور (دوتایی) ، تتراد (4 تایی) ، سارسین ، استرپتوس و استافیلوس دیده می*شود. همچنین باکتریها به شکل باسیل (میله*ای) ، کوکو - باسیل ، ویبرلو و اسپریل (فنری شکل) هم دیده می*شوند که از این شکلها جهت رده بندی باکتریها ، استفاده می*شود.

عمر سلول
سلولها بر اساس محل قرار گیری و نوع کارشان دارای طول عمرهای متفاوتی هستند. سلولهای عضلانی و عصبی انسان ، عمری برابر عمر انسان دارند و سلولهای عصبی در صورت مرگ دیگر تجدید نمی*شوند و حتی عمل ترمیم در مورد آنها صورت نمی*گیرد. گلبول قرمز انسان در حدود 120 روز عمر می*کند. اکثر لنوفسیتها چند ساعت ، گرانولوسیتها در حدود 10 روز و برخی از لنفوسیتها تا 200 روز عمر دارند، سلول های پوششی سیستم گوارشی تقریبا 24 ساعت یک بار تجدید می*شوند. اسپرماتوزئید انسان در حداکثر 3 روز و تخمک انسانی در حدود 36 ساعت زنده می*ماند.