2.1 เซลล์โปรคาริโอต
โพรแคริโอต ( prokaryote) เป็นสิ่งมีชีวิตที่ประกอบด้วยออร์แกเนลที่ไม่มีเยื่อหุ้ม ไม่มีนิวเคลียส มักเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว คำว่า prokaryotes มาจาก ภาษากรีกโบราณ pro- ก่อน + karyon เมล็ด ซึ่งหมายถึงนิวเคลียส + ปัจจัย -otos, พหูพจน์ -otes[1] ตัวอย่างของเซลล์กลุ่มนี้ได้แก่
- แบคทีเรีย ประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ และไซโทพลาสซึม โดยในไซโทพลาสซึมจะมีไรโบโซม (ribosom) ไม่มีนิวเคลียส ส่วน DNA จะเป็นรูปวงแหวนพันอยู่กับโปรตีน อยู่ในไซโทพลาสซึมเรียกว่านิวคลีออยด์ (neucleoid) ด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ จะมีผนังเซลล์ประกอบด้วยเปบทิโดไกลแคน แบคทีเรียแกรมลบจะมีเยื่อหุ้มด้านนอกผนังเซลล์ (outer membrane) อีกชั้น แต่แบคทีเรียแกรมบวกไม่มี ทำให้ย้อมติดสีแกรมต่างกัน
- อาร์เคีย เป็นแบคทีเรียที่พบในสภาพแวดล้อมที่ผิดธรรมชาติเช่น เป็นกรดจัด อุณหภูมิสูง องค์ประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์และผนังเซลล์ต่างจากแบคทีเรียทั่วไป
- ไซยาโนแบคทีเรีย เป็นโพรแคริโอตที่สังเคราะห์แสงได้
2.2 เซลล์ยูคาริโอต
ยูแคริโอต ( eukaryote) คือ สิ่งมีชีวิตที่เซลล์มีนิวเคลียสและโครงสร้างอื่น (ออร์แกเนลล์) อยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์ ยูแคริโอตเป็นหน่วยอนุกรมวิธาน ยูคาร์ยาหรือยูแคริโอตา อย่างเป็นทางการ เยื่อหุ้มนิวเคลียสเป็นโครงสร้างที่นิยามเซลล์ยูแคริโอตแยกจากเซลล์โปรแคริโอต โดยภายในเยื่อหุ้มนิวเคลียสมีสารพันธุกรรม การมีนิวเคลียสเป็นที่มาของชื่อยูแคริโอต ซึ่งมาจากภาษากรีก ευ (eu, “ดี”) และ κάρυον (karyon, “ผลมีเมล็ดเดียว” หรือ “เมล็ด”) เซลล์ยูแคริโอตส่วนใหญ่ยังมีออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มอื่นด้วย เช่น ไมโทคอนเดรียหรือกอลจิแอพพาราตัส นอกเหนือจากนี้ พืชและสาหร่ายยังมีคลอโรพลาสต์สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหลายชนิดเป็นยูแคริโอต เช่น โปรโตซัว แต่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ทุกชนิดเป็นยูแคริโอต ซึ่งได้แก่ สัตว์ พืชและเห็ดราการแบ่งเซลล์ในยูแคริโอตแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีนิวเคลียส (โพรแคริโอต) มีกระบวนการแบ่งตัวสองประเภท คือ ไมโทซิสและไมโอซิส ไมโทซิสเป็นการที่เซลล์หนึ่งแบ่งตัวได้เซลล์ที่มีพันธุกรรมเหมือนกันสองเซลล์ ในไมโอซิสซึ่งจำเป็นในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ เซลล์ดิพลอยด์หนึ่ง (ซึ่งมีโครโมโซมสองชุด ชุดหนึ่งมาจากพ่อ อีกชุดหนึ่งมาจากแม่) มีการจับคู่โครโมโซมจากพ่อแม่แต่ละคู่ใหม่ แล้วผ่านการแบ่งเซลล์อีกสองขั้นตอน จนได้เซลล์แฮพลอยด์สี่เซลล์ (เซลล์สืบพันธุ์) เซลล์สืบพันธุ์แต่ละเซลล์มีโครโมโซมชุดเดียว ซึ่งเป็นการผสมโครโมโซมจากพ่อแม่คู่เดียวกันโดเมนยูแคริโอตาดูเหมือนมาจากชาติพันธุ์เดียว (monophyletic) จึงเป็นหนึ่งในสามโดเมนของสิ่งมีชีวิต อีกสองโดเมน ได้แก่ แบคทีเรียและอาร์เคียเป็นโปรแคริโอตและไม่มีคุณสมบัติที่กล่าวมาข้างต้น ยูแคริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตส่วนน้อยมาก อย่างไรก็ดี เนื่องจากยูแคริโอตมีขนาดใหญ่กว่ามาก มวลชีวภาพรวมทั่วโลกจึงประมาณว่าเท่ากับมวลชีวภาพของโปรแคริโอต[1] ยูแคริโอตอุบัติขึ้นครั้งแรกเมื่อประมาณ 1.6–2.1 พันล้านปีก่อน
ตารางที่ 1 แสดงความแตกต่างของเซลล์โพรคาริโอต และเซลล์ยูคาริโอต
ส่วนประกอบของเซลล์ | เซลล์โพรคาริโอต | เซลล์ยูคาริโอต |
1. ขนาดเซลล์ (ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง) | 1-10 ไมโครเมตร | 10-100 ไมโครเมตร |
2. นิวเคลียร์บอดี (nuclear body ) | เรียก “นิวคลีออยด์” | เรียก “นิวเคลียส” |
3. นิวเคลียร์เมมเบรน(nuclear membrane) | ไม่มี | มี |
4. โครโมโซม | เป็นวงกลมประกอบด้วยDNA และโปรตีนที่คล้ายฮีสโตน (histone) | เป็นแท่งประกอบด้วย DNAและโปรตีนฮีสโตน |
5. จำนวนโครโมโซม | 1 | >1 |
6. นิวคลีโอลัส | ไม่มี | มี |
7. การแบ่งเซลล์ | แบ่งตัวจาก 1 เป็น2 (binary fission) และไม่มีไมโอซิส (meiosis) เพราะสิ่งมีชีวิตเป็นชนิดแฮพลอยด์ (haploid) | ไมโทซิส (mitosis) และ มี ไมโอซิส สำหรับสร้างเซลล์สืบพันธุ์ (sex cell) เนื่องจากสิ่งมีชีวิตเป็นชนิดดิพลอยด์ (diploid) |
8. เยื่อหุ้มเซลล์ | ประกอบด้วยชั้นฟอสโฟลิพิด 2 ชั้น (phospholipid bilayer)ที่ไม่มีคาร์โบไฮเดรต และ สเตอรอล (sterol) ไม่สามารถเกิดเอนโดไซโทซิส(endocytosis) และเอกโซไซโทซิส (exocytosis) | ประกอบด้วยชั้นฟอสโฟลิพิด 2 ชั้น (phospholipid bilayer )ที่มีคาร์โบไฮเดรต และสเตอรอล สามารถเกิด เอนโดไซโทซิสและเอกโซไซโทซิส |
5. ไรโบโซม | 70 S(50 S และ 30 S) | 80 S(60 S และ 40 S) |
6. ออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม (ไมโทคอนเดรีย, คลอโรพลาสต์ เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม, กอลจิแอพพาราตัส , แวคิวโอล และ ไลโซโซม) | ไม่มี | มี |
7. การสังเคราะห์แสง | เกิดที่เยื่อหุ้มเซลล์ | เกิดที่คลอโรพลาสต์ |
8. สายใยไมโทติก(mitotic spindle) | ไม่มี | มี |
9.ไซโทสเกลเลตอน | ไม่มี | มี |
10. เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการหายใจและระบบถ่ายทอดอิเล็กตรอน | อยู่ที่เยื่อหุ้มเซลล์ | อยู่ที่ไมโทคอนเดรีย |
11.ผนังเซลล์ | ยูแบคทีเรีย(Eubacteria) มีผนังเซลล์ ประกอบด้วยเพปติโดไกลแคน(Peptidoglycan) อาร์เคียแบคทีเรีย (Archaebacteria) มีผนังเซลล์ ประกอบด้วยโปรตีน คาร์โบไฮเดรตที่ซับซ้อน หรือโมเลกุลที่คล้ายเพปติโดไกลแคน | เซลล์พืช สาหร่าย และรา มีผนังเซลล์ประกอบด้วยเซลลูโลส (cellulose) หรือไคติน (chitin)เซลล์สัตว์และโปรโตซัว ไม่มีผนังเซลล์ |
12. ออร์แกเนลล์ที่ใช้สำหรับ การเคลื่อนที่ | มีแฟลเจลลา ซึ่งแต่ละอันไม่ถูก หุ้มด้วยเยื่อหุ้มไม่มีซีเลีย | มีแฟลเจลลา และซิเลีย ที่ประกอบด้วยไมโครทูบูล โดยไมโครทูบูลมีการจัดเรียงตัวในรูปแบบจำเพาะและถูกหุ้มด้วยเยื่อหุ้ม |
13. ชนิดของสิ่งมีชีวิต | แบคทีเรีย (ยูแบคทีเรีย และอาร์เคียแบคทีเรีย) | เซลล์สัตว์ เซลล์พืชเซลล์สาหร่ายเซลล์โปรโตซัว และเซลล์รา |