เซลล์สัตว์

เซลล์ของสิ่งมีชีวิตโดยทั่วไปมีนิวเคลียสเพียงหนึ่งนิวเคลียส ได้มีผู้ศึกษาความสำคัญ ของนิวเคลียส โดยทำลองนำนิวเคลียสออกจากเซลล์ของอะมีบา (Amoeba) ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว แล้วทดลองเลี้ยงไว้ พบว่าอะมีบาที่ไม่มีนิวเคลียส สามารถเคลื่อนไหว และมีการแลกเปลี่ยนแก๊ส กับสิ่งแวดล้อมภายนอกได้ แต่ไม่สามารถแบ่งเซลล์เพื่อเพิ่มจำนวน แล้วในที่สุดก็ตาย

ต่อมาได้มีนักวิทยาศาสตร์อีกท่านหนึ่งได้ทดลองนำนิวเคลียส ของอะมีบาเซลล์หนึ่งไปใส่ให้กับอะมีบาอีกเซลล์หนึ่ง ที่ได้นำนิวเคลียสออกไปแล้ว พบว่าอะมีบาเซลล์นี้สามารถมีชีวิตอยู่ และแบ่งเซลล์เพื่อสืบพันธุ์ต่อไปได้

ตัวอย่างการทดลองอีกการทดลองหนึ่ง ที่ศึกษาเกี่ยวกับหน้าที่ของนิวเคลียส โดยใช้สาหร่ายทะเลเซลล์เดียว ชื่อ Acetabularia spp. ( อะเซตาบูลาเรีย) 2 ชนิด เป็นชนิด ก. และชนิด ข. ได้มีการทดลอง โดยตัดส่วนยอดของเซลล์ทิ้งไป แล้วนำส่วนก้านของสาหร่ายชนิด ก. และ ชนิด ข. ไปต่อกับส่วนโคนสลับกัน ผลการทดลองพบว่า เมื่อสาหร่ายทั้งสองชนิดงอกส่วนยอดใหม่ออกมา ปรากฎว่าสาหร่ายที่ส่วนโคนมีนิวเคลียสเป็นชนิด ก. จะมีส่วนยอดคล้ายชนิด ก. และ สาหร่ายที่ส่วนโคนมีนิวเคลียสเป็นชนิด ข. จะมีส่วนยอดคล้ายชนิด ข.

จากการทดลองดังกล่าวข้างต้น นักเรียนจะเห็นได้ว่า นิวเคลียสทำหน้าที่ เป็นศูนย์กลางควบคุมการทำงานของเซลล์ โดยทำงานร่วมกับไซโทพลาสซึม ( cytoplasm) และมีความสำคัญ ต่อกระบวนการแบ่งเซลล์และการสืบพันธุ์

นิวเคลียสค้นพบโดย รอเบิร์ต บราวน์ นักพฤกษศาสตร์ชาวอังกฤษ เมื่อปี ค.ศ. 1831 มีลักษณะเป็นก้อนทึบแสงเด่นชัน อยุ่บริเวณกลาง ๆ หรือค่อนไปข้างใดข้างหนึ่งของเซลล์ เซลล์โดยทั่วไป จะมี 1 นิวเคลียส เซลล์พารามีเซียม มี 2 นิวเคลียส ส่วนเซลล์พวกกล้ามเนื้อลาย เซลล์เวลเซล ( Vessel) ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตลาเทกซ์ในพืชชั้นสูง และเซลล์ของราที่เส้นใย ไม่มีผนังกั้นจะมีหลายนิวเคลียส เซลล์เม็ดเลือดแดงของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม และเซลล์ซีฟทิวบ์ของโฟลเอม ที่แก่เต็มที่จะไม่มีนิวเคลียส นิวเคลียสมีความสำคัญ เนื่องจากเป็นที่อยู่ของสารพันธุกรรม จึงมีหน้าที่ควบคุมการทำงานของเซลล์ โดยทำงาน ร่วมกับไซโทพลาสซึม จากการทดลองโดยนำนิวเคลียสของอะมีบาออก จะพบว่า อะมีบาตาย ภายใน 2-3 วัน

นิวเคลียส มีรูปร่างค่อนข้างกลม และมีเยื่อหุ้มนิวเคลียส ( nuclear membrane) ซึ่งเป็นเยื่อสองชั้น ล้อมรอบส่วนประกอบภายในของนิวเคลียส เซลล์ของสิ่งมีชีวิต บางชนิด เช่น Bacteria ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส แต่มีสารพันธุกรรมกระจายอยู่ทั่วไปในไซโทพลาซึม เรียก เซลล์ที่มีลักษณะเช่นนี้ว่า เซลล์โพรคาริโอต( Prokaryotic cell) เซลล์ของ สิ่งมีชีวิตทั่วๆ ไปนั้นมีเยื่อหุ้มนิวเคลียส เรียกว่า เซลล์ยูคาริโอต ( Eukaryotic cell) เยื่อหุ้มนิวเคลียสมีรูเล็กๆ กระจายอยู่ทั่วไป เพื่อเป็นทางเข้าออก ของสารระหว่างภายใน และภายนอกนิวเคลียส

นิวเคลียสเป็นที่อยู่ของสารพันธุกรรม เรียกว่า ดี เอ็น เอ ( DNA) ย่อมาจาก deoxyribonucleic acid ดีเอ็นเอจะรวมตัวกับโปรตีน เกิดเป็นโครงสร้างที่เรียกว่า โครมาทิน ( chromatin) ขณะที่มีการแบ่งเซลล์ จะเห็นโครมาทินมีลักษณะ เป็นแท่ง เราเรียกโครมาทินที่เป็นแท่งนี้ว่า โครโมโซม ( chromosome) ถ้าเราย้อมสีนิวเคลียส บางบริเวณของนิวเคลียสจะติดสีย้อม เข้มกว่าบริเวณอื่นๆ เรียกบริเวณนี้ว่า นิวคลีโอลัส ( nucleolus) นิวคลีโอลัสเป็นแหล่งสังเคราะห์สารที่เป็นองค์ประกอบของไรโบโซม

สารประกอบทางเคมีของนิวเคลียส ประกอบด้วย

ดีออกซีไรโบนิวคลีอิก แอซิด ( Deoxyribonucleic acid) หรือ DNA เป็นส่วนประกอบ ของโครโมโซมในนิวเคลียส
ไรโบนิวคลีอิก แอซิด ( Ribonucleic acid) หรือ RNA เป็นส่วนที่พบในนิวเคลียส โดยเป็นส่วนประกอบของนิวคลีโอลัส
โปรตีน ที่สำคัญคือ โปรตีนฮีสโตน ( Histone) โปรตีนโพรตามีน ( Protamine) ซึ่งเป็นโปรตีนเบส ( Basic protein) ทำหน้าที่เชื่อมเกาะอยู่กับ DNA ส่วนโปรตีนเอนไซม์ ส่วนใหญ่จะเป็นเอนไซม์ ในกระบวนการสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก และเมแทบอลิซึมของกรดนิวคลีอิก และเอนไซม์ในกระบวนการไกลโคไลซีส ซึ่งเป็นกระบวนการสร้างพลังงานให้กับนิวเคลียส

โครงสร้างของนิวเคลียสประกอบด้วย 3 ส่วน คือ