سلولها برای اینکه بتوانند کارهای خود را به خوبی انجام دهند به نحوی تکامل پیدا کرده اند که دارای اندامهای مختلفی باشند. هر یک از این بخشها برای انجام وظیفه خاصی تکامل پیدا کرده است. مثلا هسته مرکز اطلاعات ژنتیکی است و اسکلت سلولی حفاظت از سلول را به عهده دارد. می‌خواهیم با هم به درون سلول سفر کنیم و با کار اجزای مختلف آن آشنا شویم.

غشای سلول

غشا در ابتدا دیواره ساده ای بود که سلول را از محیط اطرافش جدا می‌کرد، اما به مرور زمان تکامل پیدا کرد. بر روی سطح غشا تعداد زیادی گیرنده برای مواد مختلف ایجاد شده است.

چرا چربی؟
سلول های گیاهی یک دیواره سلولی سخت و محکم دارند، اما غشای سلولهای جانوری یک لایه دوجداره منعطف از چربی است. چربی هایی که غشا را می‌سازند، یک سر آب دوست دارند و دو دم آب گریز. اگر چربی در محلول آبی قرار داشته باشد، مولکولهای چربی طوری قرار می‌گیرند که دم های آنها در کنار هم باشد و سرهای آب دوست آنها رو به بیرون قرار گیرد. پس اگر غشایی از چربی ساخته شود یک خاصیت فوق العاده خواهد داشت. اگر این غشا پاره شود، دو قسمت باقیمانده خود بخود به هم متصل می‌شوند و غشا ترمیم می‌شود. چربی‌ها به سه دسته طبقه بندی می‌شوند: فسفو لیپیدها، کلسترول و گلیکولپیدها. این سه نوع چربی با نسبتهای متفاوت در تمام غشاها دیده می‌شوند.

نقش پروتئین ها
پروتئین های مختلفی بر روی غشا قرار دارند. بعضی از آنها در طول لایه فسفولیپید گسترده شده اند و برخی دیگر فقط در یک ناحیه مانند یک کانال از عرض غشا عبور کرده اند. این پروتئینها کارهای مختلفی انجام می‌دهند. بعضی از آنها گیرنده مواد، بعضی دیگر آنزیم و عده ای نیز آنتی ژن هستند. بسیاری از این پروتئینها هم نواحی آب دوست دارند و هم گروههای آب گریز. گروههای آب گریز مانند یک لنگر عمل می‌کنند و اتصال بین پروتئین و چربی را محکم می‌کنند. گروه های آب دوست نیز به انتقال مواد کمک می‌کنند.

انتقال مولکولهای کوچک
چون لایه میانی غشا آب گریز است، مولکولهای قطبی نمی توانند وارد سلول شوند. برای انتقال مولکولهای قطبی راههای مختلفی وجود دارد. پروتئین های مختلفی روی غشا هست که هر کدام وظیفه انتقال مولکولهای خاصی را بعهده دارند. عده ای از این پروتئین‌ها کانال های یک طرفه هستند، یعنی فقط می‌توانند مواد را در یک جهت منتقل کنند. بعضی دیگر سیستم cotransport دارند، یعنی دو ماده را با هم منتقل می‌کنند. ممکن است دو ماده هر دو در یک جهت منتقل شوند یا اینکه در دو جهت مخالف جابجا شوند. این پروتئین‌ها به شیوه غیرفعال عمل می‌کنند، پس سلولها برای این انتقال‌ها انرژی مصرف نمی کند. مواد در دو جهت طبیعی جابجا می‌شوند، از ناحیه غلیظ تر به ناحیه رقیق تر.

کانال های پروتئینی به موادی اجازه عبور می‌دهند که اندازه و بار الکتریکی خاصی داشته باشند. این پروتئین‌ها مانند یک قایق عمل می‌کنند. مولکولهای ماده روی آنها می‌نشیند و از غشا عبور می‌کند. این انتقال هم در جهت طبیعی صورت می‌گیرد. اگر سلول بخواهد ماده ای را از جایی که غلظت آن کم است به جایی که غلظت زیاد است، منتقل کند باید انرژی مصرف کند. این روش، انتقال فعال نامیده می‌شود.

یک مثال برای انتقال فعال، پمپ سدیم - پتاسیم است. این پمپ در کنار کانال نفوذ پتاسیم قرار دارد و سلول با استفاده از این دو پتانسیل الکتریکی غشای خود را تنظیم می‌کند. پمپ آنزیمی سدیم - پتاسیم که با انرژی حاصل از هیدرولیز ATP کار می‌کند، سدیم را به بیرون و پتاسیم را به داخل پمپ می‌کند. غلظت پتاسیم درون سلول بیشتر می‌شود و در خارج کاهش پیدا می‌کند. در مورد سدیم برعکس است. کانال نفوذ پتاسیم، اجازه می‌دهد که پتاسیم به بیرون تراوش کند و این باعث می‌شود که لایه درون سلول بار منفی پیدا کند.
برای انتقال مولکولهای بزرگ راههای دیگری وجود دارد. اینجا را ببینید.

گیرنده های غشا
روی غشا تعدادی گیرنده و آنتی ژن قرار دارد. مولکولهایی که باید به آن سلول خاص برسند به گیرنده های سطح سلول می‌چسبند. گیرنده در اثر چسبیدن این مولکولها، یک ماده در درون سلول آزاد می‌کند. آزاد شدن این ماده رفتار سلول را تغییر می‌دهد. به این ترتیب یک پیغام خارجی می‌تواند با یک واکنش از جانب سلول مواجه شود. آنتی ژن‌ها برای شناسایی بیگانه‌ها به کار می‌روند. اگر ماده ای خارجی توسط دستگاه ایمنی شناسایی شود، پیغامی به سلولهای T فرستاده می‌شود. این سلولها به آن ناحیه می‌آیند و سلول بیگانه را نابود می‌کنند.

دیواره سلولی
در سلولهای گیاهی، یک جدار سخت اطراف سلول را فرا گرفته است. این جداره باعث استحکام بیشتر سلول می‌شود.

دیواره سلولی مهمترین تفاوت سلول های گیاهی با سایر یوکاریوت‌ها است. این دیواره سخت که چندین میکرون ضخامت دارد، باعث می‌شود که سلول گیاهی شکل ثابتی داشته باشد. بیشتر سلول‌ها غشای خارجی دارند، اما استحکام هیچکدام از آنها به اندازه سلولهای گیاهی نیست.


همین جداره باعث شده که تفاوت زیادی بین گیاهان و جانوران بوجود بیاید، چون به گیاه اجازه نمی دهد که سیستم عصبی و سیستم ایمنی عمودی داشته باشد. جداره سلولی از الیاف سلولز، پلی ساکاریدها و پروتئین‌ها تشکیل شده است. وقتی سلول جوان است، جداره نازک است و چندان سخت نیست. پس این سلولها می‌توانند رشد کنند.

این لایه جداره اولیه نامیده می‌شود. وقتی سلول پیر می‌شود، لایه های دیگری روی این لایه اضافه می‌شود. ما این لایه‌ها را لایه های ثانویه می‌نامیم. پس با گذشت زمان، ضخامت دیواره زیاد می‌شود.


جداره سلولها در کنار هم یک اسکلت محکم برای گیاه می‌سازد. با وجود اینکه دیواره سخت و محکم است، اما باز هم امکان ارسال پیام های شیمیایی بین سلولها و دفع مواد زاید وجود دارد.

سیتوپلاسم
بیشتر اجزای سلول در این قسمت قرار دارند. برای این که کارها درست انجام شود، آنها مدام به هم پیام می‌فرستند.

یوکاریوت‌ها تعداد زیادی اندام دارند که هر کدام از آنها وظیفه خاصی را بر عهده دارد. به جز هسته، هر چه که در فضای سلولی قرار دارد، سیتوپلاسم نامیده می‌شود. پس تمام اندامهای دیگر سلول مانند میتوکندری، شبکه اندروپلاسمی و ... در این بخش قرار دارند. به بخشی از سیتوپلاسم که خارج از اندام هاست، "سیتوزول" می‌گویند. سیتوزول بزرگترین بخش درون سلول است و حدود 54% حجم سلول را در بر می‌گیرد. سیتوزول حاوی هزاران آنزیم است که برای کاتالیز کردن گلوکز، بیوسنتز، قندها، اسیدهای چرب و اسیدهای آمینه به کار می‌روند. در سیتوزول مولکولها شکسته می‌شوند تا اندامها بتوانند از آن استفاده کنند. برای مثال، قبل از شروع تنفس، گلوکز در سیتوزول شکسته می‌شود و سپس به میتوکندری می‌رود.

در سیتوزول یک ساختار اسکلتی به نام " اسکلت سلولی" هم وجود دارد. این اسکلت به سلول شکل می‌دهد و بسیاری از واکنش های شیمیایی سیتوپلاسم را سازمان دهی می‌کند. علاوه بر این، اسکلت سلولی به حرکت سلول نیز کمک می‌کند.
اندامهایی که در سیتوپلاسم وجود دارند، عبارتند از:

میتوکندری
کلروپلاست
شبکه اندوپلاسمی
دستگاه گلژی
لیزوزوم
اسکلت سلولی
ریبوزوم
واکوئل

هسته
هسته مرکز کنترل تمام فعالیتهای درون سلول است. تمام اطلاعات ژنتیکی در این بخش ذخیره شده اند.

هسته مرکز کنترل سلول است و فقط در یوکاریوتها وجود دارد. DNA و RNA موجود در هسته، کلیه اطلاعات ژنتیکی را در خود ذخیره کرده اند. هسته ارتباط بین اندامهای موجود در سیتوپلاسم را هم برقرار می‌کند. هسته با یک غشای دولایه پوشیده شده است. وقتی هسته پیامی را به اندامها می‌فرستد، پیام از منافذ این غشا عبور می‌کند و به سیتوپلاسم وارد می‌شود.
درون هسته، نوکلئوپلاسم نام دارد. در این جا، DNA توسط پروتئینی به نام هیستون به هم پیچیده شده و به شکل کروماتین است. اما هنگام رونویسی، کروماتین‌ها متراکم می‌شوند و ساختارهایی به نام کروموزوم پدید می‌آورند. علاوه بر این ها، معمولا یک یا چند اندامک گرد نیز در هسته قرار دارند که "هستک" نام دارد. ریبوزوم‌ها هم در هسته ساخته می‌شوند.