ไลโซโซมมีโครงสร้างอย่างไร
ไลโซโซมมีสารใดบรรจุอยู่ภายใน
ไลโซโซมทำ�หน้าที่อะไร
ไลโซโซมมีการทำ�งานอย่างไร
จากการอภิปรายนักเรียนควรอธิบายได้ว่าไลโซโซมเป็นเวสิเคิลที่สร้างมาจากกอลจิคอมเพล็กซ์
มีเยื่อหุ้ม 1 ชั้น ลักษณะเป็นถุงกลม ภายในมีเอนไซม์กลุ่มไฮโดรเลสชนิดต่าง ๆ ไลโซโซมทำ�หน้าที่ย่อย
คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ลิพิด และโมเลกุลต่าง ๆ ที่ได้รับจากนอกเซลล์หรือส่วนประกอบของเซลล์ที่
เซลล์ไม่ต้องการ โดยไลโซโซมที่สร้างจากกอลจิคอมเพล็กซ์มีเอนไซม์ที่ยังไม่ทำ�งาน เมื่อไลโซโซมรวม
กับแวคิวโอล เวสิเคิลหรือออร์แกเนลล์ที่หมดอายุทำ�ให้เอนไซม์เปลี่ยนเป็นรูปที่ทำ�งานได้
ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเพื่อตอบคำ�ถามในหนังสือเรียน โดยมีแนวคำ�ตอบดังนี้
เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบผิวขรุขระ และกอลจิคอมเพล็กซ์ เกี่ยวข้องกับการสร้างไลโซโซม
อย่างไร
เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบผิวขรุขระมีไรโบโซมสังเคราะห์โปรตีนแล้วส่งให้กอลจิคอมเพล็กซ์
รวบรวมโปรตีนทำ�ให้เข้มข้นขึ้นแล้วจึงหลุดออกมาเป็นไลโซโซม
แวคิวโอล
ครูให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับแวคิวโอลพร้อมกับศึกษารูป 3.14 ในหนังสือเรียนซึ่งแสดง
แวคิวโอลประเภทต่าง ๆ แล้วให้นักเรียนร่วมกันอภิปราย โดยมีแนวคำ�ถามดังนี้
แวคิวโอลมีโครงสร้างอย่างไร
แวคิวโอลทำ�หน้าที่อะไร
จากการอภิปรายร่วมกันนักเรียนควรอธิบายได้ว่าแวคิวโอลมีลักษณะเป็นถุง มีเยื่อหุ้ม 1 ชั้น
มีหลายชนิดซึ่งมีรูปร่าง และขนาดแตกต่างกัน แต่ละชนิดทำ�หน้าที่แตกต่างกัน เช่น
- คอนแทร็กไทล์แวคิวโอล (contractile vacuole) ทำ�หน้าที่รักษาดุลยภาพของน้ำ�
- ฟูดแวคิวโอล (food vacuole) ทำ�หน้าที่รับสารที่มาจากภายนอกเซลล์
- แซบแวคิวโอล (sap vacuole) ทำ�หน้าที่เกี่ยวข้องกับความเต่งของเซลล์พืช
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 3 | เซลล์และการทำ�งานของเซลล์
ชีววิทยา เล่ม 1
186
จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
| เซลล์สัตว์ |
องค์ประกอบของเซลล์สัตว์โดยทั่วไป:
|
แวคิวโอล (อังกฤษ: Vaccuole) เป็นช่องที่ล้อมรอบด้วยเมมเบรนชนิดเยื่อยูนิตชั้นเดียว อยู่ภายในเซลล์ยูแคริโอต (eukaryotic cell) บางชนิด พบในเซลล์พืชส่วนใหญ่และสัตว์หลายชนิด โดยแวคิวโอลในสัตว์มักเล็กกว่าในพืช แวคิวโอลสามารถทำหน้าที่เป็นที่เก็บ หลั่ง และถ่ายของเหลวภายในเซลล์ แวคิวโอลและสารภายในถือว่าแตกต่างจากไซโตพลาสซึม สามารถแบ่งออกได้ 3 ประเภท คือ
- Contractile vacuole จะพบในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ในอาณาจักรโพรทิสตา ทำหน้าหน้าทีรักษาสมดุลของน้ำ
- Food vacuole บรรจุอาหาร พบในเซลล์เม็ดเลือดขาวบนสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหรือสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นอกจากนี้เราอาจแบ่งได้อีก เช่น Fat vacuole
- Sap vacuole จะเจอในเซลล์พืช ทำหน้าที่สะสมสีไอออน น้ำตาล กรดอะมิโน สะสมผลึกสารพิษพบในเซลล์พืชเท่านั้น
การทำงานของแวคิวโอล[แก้]
โดยทั่วไปแล้วการทำงานของแวคิวโอเกี่ยวข้องกับหน้าที่ต่อไปนี้ คือ กำจัดซากของโครงสร้างที่ไม่ใช้ เก็บของเสียและ สารที่มีขนาดเล็กรักษาความดันน้ำและความเต่งในเซลล์ รักษาความเป็นกรดเบสในเซลล์ ซึ่งสามารถสรุปการทำงานของแวคิวโอลในสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆได้ ดังนี้
การทำงานในเซลล์พืช[แก้]
ในเซลล์พืชที่โตเต็มที่แล้วจะมีแวคิวโอลอยู่หลายอัน ซึ่งจะกินเนื้อที่กว่าร้อยละ 30 ถึงร้อยละ 90 ของปริมาตรในเซลล์ทั้งหมด โดยทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของเซลล์และสภาวะขณะนั้น[1] เยื่อที่ใช้หุ้มแวคิวโอลนี้เรียกว่า โทโนพลาสต์ (tonoplast) เซลล์อายุน้อยมีแวคิวโอลขนาดเล็กหลายอัน ภายในบรรจุน้ำ และเกลือ บางครั้งอาจมีโปรตีน, แป้ง, ผลึก และแกรนูลอื่นๆปนอยู่ด้วย pH ภายในแวคิวโอลต่ำกว่าในไซโตพลาสซึม เมื่อเซลล์เติบโตขึ้น แวคิวโอลจะมารวมตัวกันจนเหลืออันเดียวขนาดใหญ่อยู่ตรงกลางเซลล์ซึ่งควบคุมการยืดตัวของเซลล์พืชโดยการควบคุมการผ่านเข้าออกของน้ำในแวคิวโอล ถ้าในแวคิวโอลมีน้ำมาก เซลล์พืชจะยืดตัว
แวคิวโอลทำงานเป็นทั้งแหล่งสะสมอาหารและของเสีย ในเซลล์ของเมล็ด แวคิวโอลจะบรรจุแป้งหรือโปรตีนที่ต้องใช้เมื่อเมล็ดงอก แคลเซียมไอออนที่จำเป็นในการควบคุมการทำงานของเอนไซม์ในเซลล์ จะเก็บไว้ในแวคิวโอลโดยตกผลึกกับกรดออกซาลิก (Oxalic acid) หรือแคลเซียมคาร์บอเนต เมื่อเซลล์ไม่ต้องการใช้ นอกจากนั้น แวคิวโอลยังควบคุมความเข้มข้นของโปแทสเซียมไอออนในไซโตพลาสซึมอีกด้วย รงควัตถุที่ละลายน้ำได้หลายชนิดที่พบในเซลล์ของดอกไม้ ผลไม้และหัวเรดบีต มีการสะสมในแวคิวโอลเช่นกัน การสะสมสารของพืชอวบน้ำหรือพืชกลุ่ม CAM (Crassulacean acid metabolism) ซึ่งจะสะสมกรดมาลิกไว้ในแวคิวโอลในเวลากลางคืน เซลล์พืชบางชนิด เช่น ยาสูบ มีการสะสมนิโคทิน พืชบางกลุ่มจะสะสมสารพิษไว้ในแวคิวโอล เพื่อป้องกันไม่ให้ถูกสัตว์กิน และเป็นแหล่งสะสมอาหารจำพวกโปรตีนเพื่อใช้เป็นอาหารของต้นอ่อนในขณะงอก เช่น ในเมล็ดถั่ว เมล็ดข้าวบาร์เลย์ เป็นต้น
แวคิวโอลเป็นแหล่งสะสมของเสียในเซลล์พืช โดยปกติโทโนพลาสต์จะไม่ยอมให้ของเสียเหล่านั้นไหลกลับเข้าสู่ไซโตพลาสซึมได้อีก การสะสมของเสียไว้ในเซลล์ตลอดเวลานี้ ในบางกรณีเป็นประโยชน์ต่อพืชเพราะทำให้มีรสขมหรือเป็นพิษต่อสัตว์ที่กินพืชนั้นๆ เมื่อออร์แกแนลล์มีอายุมากและซ่อมแซมไม่ได้แล้วจะหลอมรวมเข้ากับแวคิวโอล และถูกย่อยสลายโดยเอนไซม์ในแวคิวโอล ส่วนที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ จะถูกส่งกลับเข้าสู่ไซโตพลาสซึม[2]
การทำงานในเซลล์สัตว์[แก้]
แวคิวโอลในสัตว์เป็นส่วนสำคัญในกระบวนการเอกโซไซโตซิส และ เอนโดไซโตซิส.
- เอกโซไซโตซิสเป็นกระบวนการขับออกซึ่งโปรตีนซึ่งที่อยู่ในกรานูลคัดหลั่ง อันเป็นโปรตีนมาจากกอลจิแอปพาราตัสมาแต่ต้น ซึ่งในกรานูลคัดหลั่งนั้นเป็นที่ที่เกิดกระบวนการเปลี่ยนโปรฮอร์โมนเป็นฮอร์โมนก่อนหน้านั้น โดยกระบวนการเอกโซไซโตซิสจะทำหน้าที่กำจัดส่วนที่เป็นของเสียออกไป
- เอนโดไซโตซิสจะกลับกันกับเอกโซไซโตซิส ซึ่งเอนโดไซโตซิสมีหลายประเภท ได้แก่
- ฟาโกไซโตซิส หรือกระบวนกินของเซลล์เป็นกระบวนการที่ใช้กับแบคทีเรีย, เซลล์ที่ตายแล้ว หรือสิ่งเล็กๆ อย่างอื่นที่เซลล์สามารถล้อมและกินได้ การกินทำได้โดยการที่สิ่งที่เซลล์จะกินได้สัมผัสกับเยื่อหุ้มเซลล์แล้วเข้าไปโดยดันเยื่อหุ้มเซลล์ และเมื่อสิ่งนั้นพ้นเข้าไปในเซลล์ทั้งหมด เยื่อหุ้มเซลล์ก็จะล้อมวัตถุนั้นจนมิด และปิดช่องว่างเยื่อหุ้มเซลล์ที่วัตถุนั้นดันเข้ามา ทำให้วัตถุนั้นอยู่ในเซลล์โดยมีเยื่อหุ้มเซลล์ที่เข้ามาด้วยห่อหุ้มอยู่ ซึ่งเยื่อนั้นทำหน้าที่เป็๋นแวคิวโอลแทน กระบวนการนี้สามารถมองเห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์ได้
- พิโนไซโตซิส หรือกระบวนการดื่มของเซลล์ มีลักษณะสำคัญเหมือนกระบวนการกินของเซลล์ แต่ต่างตรงวัตถุที่กินจะเป็นในรูปของสารละลาย ซึ่งจะไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์[3]
แวคิวโอลในรา[แก้]
แวคิวโอลในเซลล์ของเชื้อรามีการทำงานใกล้เคียงกับแวคิวโอลของเซลล์พืชและมีได้มากกว่า 1 อันต่อเซลล์ ในเซลล์ของ Saccharomyces cerevisiae แวคิวโอลเป็นออร์แกแนลลล์ที่เปลี่ยนรูปร่างได้เร็ว ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับความเป็นกรด-ด่างและควมเข้มข้นของไอออนภายในเซลล์ การควบคุมแรงดันออสโมติก การเก็บกรดอะมิโน การสร้างและสลายพันธะฟอสเฟต ไอออนที่เป็นพิษ เช่น สตรอนเชียม โคบอลต์ และตะกั่ว จะถูกเก็บไว้ในแวคิวโอลเพิ่อแยกออกจากองค์ประกอบอื่นๆของเซลล์ [4]
แวคิวโอลในแบคทีเรีย[แก้]
แวคิวโอลขนาดใหญ่พบในแบคทีเรียสีเขียวที่ใช้กำมะถัน 3 สกุลคือ Thioploca, Beggiatoa และ Thiomargaritaไซโตพลาซึมของแบคทีเรียทั้ง 3 สกุลนี้จะมีแวคิวโอลกินพื้นที่ถึง 40-98% ของเซลล์[5] โดยภายในแวคิวโอลมีไนเตรตมาก .[6]
แก๊สแวคิวโอลซึ่งยอมให้แก๊สผ่านเข้าไปได้อย่างอิสระ[7] พบในไซยาโนแบคทีเรียบางสปีชีส์ โดยช่วยในการลอยตัวของแบคทีเรีย
อ้างอิง[แก้]
- (2003) Lange Medical Books/McGraw-Hill, Medical Publishing Division, New York
- ↑ Alberts, Bruce, Johnson, Alexander, Lewis, Julian, Raff, Martin, Roberts, Keith, and Walter, Peter (2002). Molecular Biology of the Cell (Fourth Edition), (Garland Science, New York), p. 740.
- ↑ Mauseth, J.D. 1998. Botany: an Introduction to Plant Biology. Sudbury. Jones and Bartlett Publishers, Inc.
- ↑ William F. Ganong, MD (2003). "REVIEW OF MEDICAL PHYSIOLOGY - 21st Ed".
- ↑ D J Klionsky, P K Herman, and S D Emr (1990). "The fungal vacuole: composition, function, and biogenesis". Microbiol Rev. 54 (3): 266–292. PMID 372777.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (ลิงก์)
- ↑ Kalanetra KM, Huston SL, Nelson DC (2004). "Novel, attached, sulfur-oxidizing bacteria at shallow hydrothermal vents possess vacuoles not involved in respiratory nitrate accumulation". Appl. Environ. Microbiol. 70 (12): 7487–96. doi:10.1128/AEM.70.12.7487-7496.2004. PMC 5351775. PMID 15574952. CS1 maint: multiple names: authors list (ลิงก์)
- ↑ Heide N. Schulz-Vogt (2006). Vacuoles. Microbiology Monographs. Vol. 1. doi:10.1007/3-540-33774-1_10. ISBN 3-540-26205-9.
- ↑ Walsby AE (1969). "The Permeability of Blue-Green Algal Gas-Vacuole Membranes to Gas". Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 173 (1031): 235–255. ISSN 0080-4649.