Selula

Isang sihay at mga bahagi nito.

Mga sihay sa isang kultura na minantsahan para sa keratin(pula) at DNA(berde)

Sa biyolohiya, ang sihay o selula (mula sa kastila célula, na sa Ingles ay tinatawag na cell) ay ang pinakapayak na kayarian ng mga buhay na organismo. Ito ang pinakamaliit na unit ng buhay na inuuri bilang isang buhay na bagay at karaniwang tiantawag na mga blokeng pangtayo ng buhay. Ang mga organismo ay maaaring uriin bilang uniselular na binubuo lamang ng isang sihay gaya ng bacteria at multiselular na binubuo ng maraming mga sihay gaya ng mga halaman at hayop. Ang tao ay naglalaman ng mga 100 trilyong sihay. Ang isang tipikal na sihay ay may sukat 10 µm at ang tipikal na masa(mass) ay 1 nanogramo. Ang pinakasukdulang mga sihay sa tao ay:

• ang pinakamalaking sihay ang anterior na sungay sa espinal na kordo na may sukat na 135 μ
• ang pinakamahabang sihay ang mga pseudounipolar na mga sihay na umaabot mula sa daliri ng paa patungo sa mababang sanga ng utak
• ang pinakamaliit na sihay ang selulang granula (granule cells) sa cerebellum na may sukat na 4 µ.
• ang pinakamalaking alam na sihay ang mga hindi napupunlay(fertlized) na mga sihayang itlog ng ostrich.

Ang sihay ay natuklasan ni Robert Hooke noong 1665. Noong 1835, bago ang teoriyang pinal na sihay ay nabuo, natuklasan ni Jan Evangelista Purkyně ang mga maliit na granula(granules) habang tumitingin sa mga tisyu ng halaman sa ilalim ng mikroskopyo. Ang teoriya ng selula na unang binuo nina Matthias Jakob Schleiden at Theodor Schwann noong 1839 ay nagsasaad ng mga sumusunod:

• ang lahat ng mga organismo ay binubuo ng isa o maraming mga sihay
• ang lahat ng mga sihay ay nagmula sa mga mas naunang sihay
• ang mga mahalagang tungkulin ng isang organismo ay nangyayari sa loob ng mga sihay
• ang lahat ng mga sihay ay naglalaman ng mga impormasyong hereditaryo(pagmamana) na kailangan para sa pangangasiwa ng mga tungkulin ng sihay sa paghahatid ng mga impormasyon sa susunod na herenerasyon ng mga sihay.

Ang salitang sihay ay nagmula sa salitang Latin na cellula na nangangahulugang "isang maliit na kwarto". Ang salitang naglalarawan para sa pinakamaliit na buhay na istrakturang bioholikal ay inimbento ni Robert Hooke sa isang aklat na kanyang inilimbag noong 1665 nang kanyang ikumpara ang mga sihay ng tapon(cork) na kanyang nakita sa mikroskopya sa mga maliliit na kwartong tinitirhan ng mga monghe.

Anatomiya

sihay na eukaryotiko at prokaryotiko

Mayroong dalawang uri ng mga sihay: ang eukaryotiko at prokaryotiko. Ang mga prokaryotikong sihay ay karaniwang independiyente samantalang ang mga eukaryotikong sihay ay karaniwang matatagpuan sa mga organismong multiselular.

Pagkukumpaa ng mga katangian ng parehong prokaryotiko at eukaryotikong mga sihay

	Mga Prokaryote	Mga Eukaryote
Mga tipikal na organismo	bakterya, arkeya	protista, fungi, halaman, hayop
Tipikal na sukat	~ 1–10 µm	~ 10–100 µm (Ang spermatozoon bukod sa buntot ay mas maliit)
Uri ng nukleyus ng selula	rehiyong nukleyoid; walang tunay na nukleyus	may tunay na nukleyus na dobleng membrano
DNA	sirkular (karaniwan)	linyar na molekula (kromosoma) na may histone na protina
sintesis ng RNA-/protina	pinagdugtong sa sitoplasma	Ang sintesis ng RNA sa loob ng nukleyus ang sintesis ng protina sa cytoplasma
Ribosoma	50S+30S	60S+40S
Istrakturang Sitoplasmatiko	sobrang kaunting mga istraktura	labis na in-istraktura ng endomembrano at cytoskeleton
Galaw ng sihay	flagella na gawa sa flagellin	flagella at cilia na naglalaman ng microtuble; lamellipodia at filopodia na naglalaman ng actin
Mitokondriya	wala	isa hanggang sa ilang libo(bagaman ang iba ay walang mitochondria)
Kloroplasto	wala	na algae at mga halaman
Organisasyon	karaniwang sa isang mga sihay	isang sihay, mga kolonyo, mga mas mataas na mga organismong multiselular na may espesyal na sihay
Paghahati ng selula	Binaryong fission (simpleng dibisyon)	Mitosis (fission o pagbubunga) Meiosis

Mga sihay prokaryotiko

Isang tipikal na sihay na prokaryote.

Ang sihay na prokaryota ay mas simple kaya ito ay mas maliit kesa sa sihay na eukaryote. May dalwang uri ng prokayorte: bacteria at archae. Ang parehong ito ay nagsasalo ng parehong istraktura.

Ang materyal na nuclear ng isang prokaryotikong sihay ay binubuo ng isang kromosoma na direktang nakadikit sa cytoplasma. Dito, ang mga hindi matukoy na rehiyong nuclear sa cytoplasma ay tinatawag na nucleoid.

Ang isang prokaryotikong sihay ay may tatlong rehiyong arkitektural:

• sa labas, ang flagella at pili ay umuusbong mula sa ibabaw ng ihay. Ang mga istrakturang ito(na hindi makikita sa lahat ng mga prokaryote) na gawa sa mga protina na nangangasiwa sa paggalaw at pakikipag-usap sa pagitan ng mga sihay
• Ang nagpapalibot sa sihay ang envelope ng selula(cell envelope) na sa kalahatan ay biubuo ng isang dinding ng sihay na tumatakip sa membranong plasma bagaman ang ilang bacteria ay may karagdagang patong ng takip na tinatawag na kapsule(capsule). Ang envelope ng sihay ay nagbibigay ng tibay sa sihay at humihiwalay sa loob ng sihay mula sa kapaligiran nito na nagsisilbing panalang(filter) pumoprotekta. Bagaman ang karamihan sa mga prokaryote ay may pader ng sihay, may mga eksepsiyon dito gaya ng Mycoplasma (bacteria) at Thermoplasma (archaea). Ang pader ng sihay ay binubuo ng peptidoglycan sa bacteria at umaasal bilang karagdagang harang laban sa mga pwersang panlabas. Ito ay pumipigil rin sa sihay na lumawig at kalauanan ay sumabago (cytolysis) mula sa presyur na osmotiko laban sa kapaligirang hyponotiko. Ang ilang mga sihay eukaryote gaya ng halaman at fungi ay mayroon ring dinding ng sihay.
• Sa loob ng sihay ang rehiyong cytoplasmiko na naglalaman ng genome ng sihay(DNA) at ribosoma at iba't ibang mga uri ng inklusyon ng sihay. Ang isang kromosomang ribosoma ay karaniwang isang pabilog na molekula(ang eksepsiyon dito ang bacterium na Borrelia burgdorferi na nagsasanhi ng sakit na Lyme). Bagaman hindi bumubuo ng nucleus, ang DNA ay nakasiksik sa isang nucleoid. Ang mga prokaryote ay maaaring magdala ng ekstrakromosomal na mga elementong DNA na tinatawag na plasmid na karaniwan ay pabilog. Ang mga plasmid ay nagbibigay ng karagdagang mga tungkulin gaya ng resistansiya sa antibiotiko.

Mga sihay eukaryote

sihay ng hayop

sihay ng halaman

Ang mga halaman, hayop, fungi, malusak na mga amag, protozoa at algae ay mga eukaryotiko. Ang mga sihay ito ay 15 beses na mas malawak kesa sa isang tipikal na prokaryote at maaaring mga 1000 beses na mas malaki sa bolyum. Ang pinakamalaking pagkakaiba sa pagitan ng mga prokaryote at eukaryote ay ang mga sihay eukaryote ay naglalaman ng tinatakdaan-membrano na mga kompartmento(paghahati) kung saan ang mga spesipikong metabolikong mga gawain ay nangyayari. Ang pinakamahalaga sa mga ito ang nucleus ng selula na isang nahihiwalay ng membranong kompartmento na naglalaman ng DNA ng isang sihay eukaryotiko. Ang nucleus na ito ang nagbibigay ng pangalan sa eukaryote na nangangahulugang "totoong nucleus". Ang ibang mga pagkakaiba ang sumusunod:

• Ang membranong plasma ay katulad ng sa prokaryote sa tungkulin na may maliit na pagkakaiba sa pagkakabuo. Ang mga pader na sihay ay maaari o hindi maaaring umiral.
• Ang DNA na eukaryotiko ay inayos sa isa o mas maraming mga linyar na molekula na tinatawag na kromosoma na kaugnay ng mga protinang histone. Ang lahat ng kromosomal na DNA ay iniimbak sa nucleus ng sihay na inihihiwalay mula sa cytoplasma ng isang membrano. Ang ilang mga organelong eukaryotiko gaya ng mitochondria ay naglalaman rin ng ilang DNA.
• Maraming mga sihay eukaryotiko ay may pangunahing cilia. Ang pangunahing cilia ay gumagampan ng mahalagang tungkulin sa chemosensasyon(chemosensation) na nagtutugma ng malaking bilang ng mga landas na naghuhudyat(signalling pathways) sa sihay at minsan ay nagdudugtong ng mga paghuhudyat sa motilidad(paggalaw) na pang-clia o sa alternatibo sa paghahati ng selula sa diperentasyon ng selula(ang mga simpleng sihay ay nagiging isang uring espesyal na sihay).
• Ang mga eukaryote ay maaaring makagalaw gamit ang cilia o flagella. Ang flagella ay mas komplikado sa eukaryote kesa sa prokaryote.

Mga panloob na bahagi ng sihay

Isang tipikal na sihay ng hayop at mga organelo nito.

Isang tipikal na sihay ng hayop at ang mga panloob na bahagi (organelo) nito::
(1) nukleyolus
(2) nukleyus
(3) ribosoma (munting mga tuldok)
(4) besikulo
(5) magaspang na endoplasmikong retikulum (ER)
(6) Aparatong Golgi
(7) Sitoiskeleton
(8) makinis na endoplasmikong retikulum
(9) mitokondriyon
(10) bakuola
(11) sitosol
(12) lisosoma
(13) sentriyol sa loob ng sentrosoma

Ang lahat ng mga sihay kahit ito ay prokaryotiko o eukaryotiko ay may membrano(membrane) na pumapalibot sa sihay at humihiwalay sa loob nito mula sa kapaligiran, nangangasiwa sa kung ano ang mga bagay na labas pasok(na selektibong matatagos) at nagpapanatili ng elektrikong potensiyal ng sihay. Sa loob ng membrano, ang isang maalat ng cytoplasma ang kumukuha ng halos lahat na bolyum ng sihay. Ang lahat ng mga sihay ay nag-aangkin ng DNA na isang hereditaryong(pagmamana) materyal ng mga gene gayundin ng RNA na naglalaman ng mga impormasyong kinakailangan upang lumikha ng iba't ibang uri ng mga protina gaya ng mga ensaym na pangunahing makinarya ng sihay. Mayroon ding iba't ibang uri ng mga biomolekula sa sihay.

lamad ng sihay

Ang cytoplasma ng isang sihay ay napapalibutan ng membrano ng sihay o membranong plasma. Ang membranong plasma sa mga halaman at prokaryote ay karaniwang natatakpan ng isang pader ng sihay. Ang membranong ito ay nagsisilbing tagapagpahiwalay at tagaprotekta ng sihay mula sa kapaligiran nito at halos nito ay gawa sa dobleng patong ng mga lipid(mga hydropobikong mga tulad ng tabang molekula) at hydropilikong phosporus na mga molekula kaya ang patong na ito ay tinatawag na "phospholipid bilayer". Ito ay maaari ring tawaging pluidong mosaikong membrano. Ang nakakabit sa membranong ito ang iba't ibang mga protinang molekula na umaasal bilang mga kanelo(channels) at pump na nagpapagalaw ng iba't iba't mga molekula papasok at papalabas sa sihay. Ang membrano ay sinasabing "kalahating natatagusan(semi-permeable)" dahil ito ay pumapayag na ang isang substansiya(gaya ng molekula o ion na malayang makapasok sa isang limitadong hangganan o hindi pumayag na ang mga substansiyang ito na makapasok. Ang mga ibabaw na membrano ng sihay ay naglalaman rin ng mga protinang reseptor na pumapayag sa mga sihay na matukoy ang panlaab na humuhudyat na mga molekula gaya ng mga hormone.

Sitoplasma(cytoplasm)

Ang sitoiskeleton(cytoskeleton) ay umaasal na mga sumusunod:

• bilang tagapangasiwa at tagapanatili ng hugis ng sihay
• nagkakabit ng mga organelo(organelles) sa lugar
• tumutulong sa endocytosis na pagsisipsip ng mga panlabas na materyal ng sihay
• tumutulong sa cytokinesis na separasyon ng mga anak na sihay pagkatapos ng paghahati ng sihay
• nagpapagalaw ng mga bahagi ng sihay sa mga prosesong paglago at paggalaw

Ang cytoskeleton ng mga sihay eukaryotiko ay binubuo ng mga microfilament na pagitan ng mga filament at microtubule. May malaking bilang mga protinang kaugnay nito na ang bawat isa ay kumokontrol sa istraktura ng sihay sa pamamagitan ng pagdidirekta, pagkukumpol at pagpapantay ng mga filament. Ang cytoskeleton ng prokaryotiko ay hindi gaanong maiging napag-aralan ngunit nasasangkot sa pagpapanatili ng hugis ng sihay, polaridad at cytokinesis.

Mga materyal na henetiko

Ang dalawang uri ng mga materyal na henetiko na umiiral: ang asidong deoxyribonucleic (DNA) at asidong ribonucleic(RNA). Karamihan sa mga organismo ay gumagamit ng DNA para sa kanilang pangmatagalang imbakan ng impormasyon ngunit ang ilang mga virus gaya ng mga retrovirus ay gumagamit ng RNA bilang mga henetikong materyal nito. Ang biolohikal na impormasyong nakapaloob sa isang organismo ay kino-koda sa sekwensiyang DNA o RNA nito. Ang RNA ay ginagamit rin sa paghahatid ng impormasyon(gaya ng mRNA) at mga tungkuling ensaymatiko(gaya ng ribosomal RNA) sa mga organismong gumagamit ng DNA para sa mismong kodang henetiko. Ang mga lipat na RNA(transfer RNA o tRNA) ay ginagamit upang magdagdag ng asidong amino habang isinasagawa ang pagsasalin ng protina.

Ang mga henetikong materyal ng mga prokaryotiko ay isinaayos sa isang simpleng sirkular(pabilog) na molekulang DNA (ang kromosomang bacterial) sa rehiyong nucleoid ng sitoplasma. Ang henetikong materyal ng mga eukaryotiko ay nahahati sa iba't ibang mga linyar na molekula na tinatawag na mga kromosoma(chromosome) sa loob ng isang diskretong nucleus na karaniwan ay may karagdagang mga henetikong materyal sa ilang mga organelo gaya ng mitochondria at chloroplast.

Ang sihay ng isang tao ay may henetikong materyal na nakapaloob sa nucleus ng sihay(nuclear genome) at sa mitochondria(mitochondrial genome). Sa mga tao, ang nuclear genome ay nahahati sa 23 pares ng mga linyar na molekula ng DNA na tinatawag na mga kromosoma. Bagaman ang mga mitochondrial DNA ay napakaliit kumpara sa mga nuclear na kromosoma, ito ay nagko-koda para sa 13 mga protinang nasasangkot sa mitochondrial na produksiyon ng enerhiya at spesipikong tRNA.

Ang mga dayuhang henetikong materyal(na ang karaniwan ay DNA) ay maaari ring artipisyal na maipakilala sa loob ng sihay sa isang prosesong tinatawag na transpeksiyon(transfection). Ito ay transiento(hindi pangmatagalan) kung ang DNA ay hindi ipinasok sa genome ng sihay o ito ay matatag kung ito ay ipinasok dito. Ang ilang mga virus ay may kakayahan ring magpasok ng henetikong materyal nito sa genome ng isang sihay.

Mga organelo(organelles)

Ang katawan ng tao ay naglalaman ng maraming mga iba't ibang organo gaya ng puso, baga at kidney kung saan ang bawat mga organong ito ay nagsasagawa ng iba't ibang mga tungkulin. Ang mga sihay ay naglalaman rin ng mga "maliliit na organo" na tinatawag na organelo(organelles) na naging angkop o espesyal sa pagsasagawa ng isa o maraming mga mahalagang tungkulin. Ang parehong mga sihay na eukaryotiko at prokaryotiko ay may mga organelo ngunit ang mga organelo sa eukaryotes ay pangkalahatang mas komplikado at maaaring natatakdaan ng membrano.

May ilang uri ng mga organelo sa isang sihay. Ang ilang gaya ng nucleus at aparatong golgi ay tipikal na solitaryo(nag-iisa) samantalang ang iba gaya ng mitochondria, peroxisome at lysosome ay maaaring marami na mula sa mga daan daan sa libo libo. Ang cytosol ang pluidong tulad ng gelatin na pumupuno sa sihay at pumapalibot sa mga organelo.

Butod ng sihay na sentro ng impormasyon(sa mga eukaryotes lamang)

butod ng sihay

Ang butod ng sihay ang pinakanapapansing organelong matatagpuan sa sihay ng mga eukaryotiko. Ito ay naglalaman ng mga kromosoma (chromosome) ng sihay at isa ring lugar kung saan ang halos lahat ng replikasyon ng DNA at sintesis ng RNA(transkripsiyon) ay nagaganap. Ang nucleus ay sperikal at nahihiwalay mula sa cytoplasma ng isang dobleng membrano na tinatawag na nuclear envelope. Ang nuclear envelope ay humihiwalay at pumoprotekta sa DNA ng sihay mula sa iba't ibang mga molekula na maaaring aksidenteng makapinsala sa istraktura ng nito o makialam sa pagpoproseso nito. Sa pagpoproseso, ang DNA ay kinokopya(transcribed) sa isang espesyal na RNA na tinatawag na mensaherong RNA(mRNA). Pagkatapos nito, ang mRNA ay ihinahatid sa labas ng nucleus kung saan ito ay isinasalin sa isang spesipikong molekula ng protina. Ang nucleolus ay isang espesyal na rehiyon sa loob ng nucleus kung saan ang mga pang-ilalim na unit ng ribosoma ay binubuo. Sa mga prokaryotes, ang pagpoproseso ng DNA ay nangyayari sa cytoplasma.

Mitochondria at chloroplast na tagalikha ng enerhiya(sa eukaryotes lamang)

Ang mitochondria ay mga organellong kumokopya sa sarili nito(self-replicating) na nangyayari sa iba't ibang mga bilang, hugis at sukat sa cytoplasma ng lahat ng mga sihay eukaryotiko. Ang mitochondria ay gumagampan ng isang mahalagang tungkulin sa paglikha ng enerhiya sa isang sihay eukaryotiko. Ang mitochondria ay lumilikha ng enerhiya sa sihay sa pamamagitan ng oksidatibong phosphorilasyon gamit ang oxygen upang maglabas ng enerhiyang nakaimbak sa mga nutrientong sihay(na karaniwang humihinggil sa glucose) upang lumikha ng ATP. Ang mitochondria ay dumadami sa pamamagitan ng paghahati sa dalawa. Ang respirasyon ay nangyayari sa mitochondria ng sihay.

Endoplasmikong reticulum(sa mga eukaryotes lamang)

Ang endoplasmikong reticulum(ER) ang networkong tagahatid para sa mga molekulang inaasinta para sa ilang mga modipikasyon at spesipikong mga destinasyon na kumpara sa molekulang malayang lumalangoy sa cytoplasma. Ang endoplasmikong reticulum ay may dalawang mga anyo: Ang magaspang na ER(rought ER) na may ribosoma sa ibabaw nito at naglalabas ng mga protina sa cytoplasma, at ang makinis na ER(smooth ER) na wala nito. Ang makinis na ER ay gumagampan ng papel sa sekwestrayon(pagsunggab) ng calcium at paglabas nito.

Aparatong Golgi

Ang pangunahing tungkulin ng aparatong Golgi(Golgi apparatus) ay magproseso at magbalot ng mga macromolekula gaya ng mga protina at lipid na isini-sintesis ng sihay.

Ribosoma

Ang ribosoma ay isang malaking kompleks ng mga molekulang RNA at protina. Ang bawat isang ito ay binubuo ng mga pang-ilalim na unit(subunit) at umaasal bilang linyang tagabuo kung saan ang RNA mula sa nucleus ay ginagamit upang i-sintesis ang mga protina mula sa mga asidong amino. Ang mga ribosoma ay maaaring matagpuang malayang nakalutang o nakakabit sa isang membrano na magaspang na endoplasmatikong reticulum sa mga eukaryotoes o membrano ng sihay sa mga prokaryotes.

Lysosomes at Peroxisomes(sa mga eukaryotes lamang)

Ang mga lysosome ay naglalaman ng mga dihestibong ensaym(asidong hydrolases). Tinutunaw nito ang mga labis at luma nang organelo, mga partikulo ng pagkain at pumapalibot sa mga virus at bacteria. Ang mga peroxisome ay may mga ensaym na nag-aalis sa sihay ng mga nakalalasong peroxide. Hindi maipapasok ng sihay ang mga destruktibong mga ensaym na ito kung ang mga ito ay hindi nakapaloob sa isang sistemang tinatakdaan ng membrano.

Centrosome na tagapangasiwa ng cytoskeleton

Ang centrosome ay lumilikha ng mga microtubule ng isang sihay na isang mahalagang bahagi ng cytoskeleton. Ito ay nagdidirekta ng paghahatid sa pamamagitan ng endomplasmatikong reticulum at aparatong Golgi. Ang mga centrosome ay binubuo ng dalawang mga centriole na naghihiwalay sa paghahati ng sihay at tumutulong sa pagbuo ng mga mitotikong spindle. Ang isang centrosome ay makikita sa mga sihay ng hayop. Ito ay matatagpuan rin sa ilang mga fungi at sihay ng algae.

Vacuoles

Ang mga vacuoles ay nag-iimbak ng pagkain at itinatapong produkto(waste). Ang ilang mga vacuole ay nag-iimbak ng labis na tubig. Ang mga ito ay kalimitang inilalarawan bilang likido na napupuno ng espasyo at napapaligiran ng isang membrano. Ang ilang mga sihay na ang pinakakilala dito ang amoeba ay may umuurong na vacuole na maaaring maglimas ng tubig papalabas sa sihay kung ito ay may labis na tubig. Ang mga vacuole ng mga sihay eukaryotiko ay karaniwang mas malaki sa mga halaman kesa sa mga hayop.

Mga istraktura sa labas ng pader ng sihay

Kapsula

Ang isang tulad ng gelatin na kapsula ay makikita sa ilang mga bacteria sa labas ng dingding ng sihay. Ang kapsula ay maaaring isang polysaccharide gaya ng sa pneumococci, meningococci o polypeptide(gaya ng sa Bacillus anthracis) o asidong hyaluroniko(gaya ng sa streptococci. Ang mga kapsula ay hindi tinatakdaan ng mga ordinaryong mantsa at maaaring matukoy ng mga espesyal na mantsa.

Flagella

Ang mga flagella ang mga organelo ng paggalaw ng sihay. Ang ito ay lumilitaw mula sa cytoplasma at umuusli sa pader ng selula. Ang mga ito ay mahaba at makapal na mga katulad ng sinulid na sangang mga protina sa kalikasan. Ang karamihan ng mga ito ay karaniwang matatagpuan sa mga bacteria ngunit matatagpuan rin sa mga maliliit na mga hayop.

Fimbriae (pili)

Ang mga ito ay maikli at manipis na mga tulad ng buhok na filament na gawa sa protinang tinatawag na pilin(antiheniko). Ang mga fimbriae ay responsable sa pagkakabit ng mga bacteria sa mga spesipikong reseptor ng sihay ng tao. Mayroong mga espesyal na uri ng pili na tinatawag na sex pili na nasasangkot sa pagdudugtong(conjunction).

Mga tungkulin ng sihay

Paglago at metabolismo

Sa pagitan ng sunod sunod na paghahati ng selula(cell division), ang mga sihay ay lumalago sa pamamagitan ng pagsasagawa ng metabolismo ng sihay. Ang metabolismo ng sihay ay isang proseso kung saan ang mga indibidwal na sihay ay nagpoproseso ng mga nutrientong molekula. Ang metabolismo ay may hindi magkatulad na mga dibisyon: ang katabolismo kung saan ang sihay ay humahati ng mga komplikadong molekula upang lumikha ng enerhiya at magbawas ng lakas, at ang anabolismo kung saan ang sihay ay gumagamit ng enerhiya at nagpapaliit ng lakas upang lumikha ng mga komplikadong molekula at upang magsagawa ng iba pang mga tungkuling biolohikal. Ang mga komplikadong asukal na kinakain ng organismo ay mahahati sa mas hindi komplikadong kemikal na molekulang asukal na tinatawag na glucose. Kapag ito ay nasa loob na ng sihay, ang glucose ay nahahati upang gumawa ng adenosine triphosphate (ATP) na isang anyo ng enerhiya sa pamamagitan ng dalawang magkaibang mga landas metaboliko.

Ang unang landas na glycolysis ay hindi nangangailangan ng oxygen at tinatawag na metabolismong anaerobiko. Ang bawat reaksiyong kemikal ay dinesenyo upang lumikha ng mga ion ng hydroheno na maaaring gamitin upang lumika ng mga pakete ng enerhiya(ATP). Sa mga prokaryotes, ang glycolysis ang tanging paraang ginagamit sa pagkokonberte ng enerhiya. Ang ikalawang landas na tinatawag na siklong Krebs o siklong asidong citric ay nangyayari sa loob ng mitochondria at maaaring lumikha ng sapat na ATP upang patakbuhin ang lahat ng tungkulin ng isang sihay.

Paglikha ng sihay

Ang paghahati ng selula(cell division) ay sumasangkot sa isang sihayna tinatawag na inang sihay na nahahati sa dalawang mga anak na sihay. Ito ay nagdudulot ng paglago sa mga organismong multiselular(paglago ng mga tisyu nito) at sa pagpaparami sa mga organismong uniselular.

Ang mga prokaryotikong sihay ay nahahati sa pamamagitan ng binaryong fission. Ang eukaryotikong sihay ay karaniwang sumasailalim sa isang proseso ng dibisyong nuclear na tinatawag na mitosis na sinusundan ng dibisyon ng sihay tinatawag na cytokinesis. Ang isang diploid na sihay ay maaari ring sumailalim sa meiosis upang lumikha ng mga sihay na haploid na karaniwan ay apat. Ang mga selulang haploid ay nagsisilbing mga gamete sa mga organismong multiselular at nagdudugtong upang lumikha ng mga bagong diploid na sihay.

Ang replikasyon ng DNA o proseso ng pagkokopya ng genome ng sihay ay kinakailangan sa tuwing ang sihay ay naghahati. Ang replikasyon gaya ng lahat ng mga gawaing pansihay ay nangangailangan ng mga espesyal na protina upang isagawa nito ang mga tungkulin nito.

Sintesis ng protina

Ang mga sihay ay may kakayahang mag-sintesis ng mga bagong protina na kailangan para sa modulasyon at pagpapanatili ng mga gawaing pansihay. Ang prosesong ito ay sumasangkot sa pagbuo ng bagong mga molekulang protina mula sa mga pangtayong blokeng asidong amino batay sa impormasyong naka-koda sa DNA o RNA. Ang sintesis ng protina ay sa pangkalahatan binubuo ng dalawang pangunahing mga hakbang: transkripsiyon at pagsasalin(translation).

Ang transkripsiyon ang proseso kung saan ang impormasyong henetiko sa DNA ay ginagamit upang lumikha ng isang komplementaryong strand ng RNA. Ang strand ng RNA na ito ay pinoproseso naman upang magbigay ng mensaherong RNA(mRNA) na malayang makalilipat sa sihay. Ang mga molekulang mRNA ay nagbibigkis sa mga kompleks na protina-RNA na tinatawag na mga ribosoma na matatagpuan sa cytosol kung saan ang mga ito ay isinasalin sa mga sekwensiyang polypeptide. Ang mga ribosoma ay namamagitan sa pagbuo ng mga sekwensiyang polypeptide batay sa sekwensiyang mRNA. Ang sekwensiyang mRNA ay direktang umuugnay sa sekwensiyang polypeptide sa pamamagitan ng pagbibigkis sa lipat RNA(transfer RNA o tRNA) na mga umaangkop na molekula sa mga bulsang nagbibigkis sa loob ng ribosoma. Pagkatapos nito, ang bagong polypeptide ay tumutupi sa isang magagamit na tatlong dimensiyonal na protinang molekula.

Paggalaw ng sihay

Ang mga sihay ay maaaring gumagalaw habang isinasagawa ang maraming mga proseso gaya ng paghilom ng sugat, tugon sa immune at metastasis ng kanser. Upang ang paghilom ng sugat ay mangyari, ang mga selulang puting dugo at mga sihay na kumakain ng bacteria ay gumagalaw o tumutungo sa lugar ng sugat upang patayin ang mga mikroorganismo na nagsasanhi ng inpeksiyon. Sa parehong panahon, ang mga [[fibroblaster(nagdudugtong na mga sihayng tisyu) ay gumagalaw upang muling imodelo ang mga napinsalang istraktura. Sa kaso ng pagbuo ng tumor, ang mga sihay mula sa pangunahing tumor ay kumakalat sa iba't ibang mga bahagi ng katawan. Ang motilidad ng sihay ay sumasangkot sa maraming mga reseptor, pagdudugtong, pagkukumpol, pagbibigkis, pagdikit, motor at iba pang mga protina. Ang proseso ay nahahati sa tatlong mga hakbang: ang protrusiyon(pag-usli) ng pangunahing gilid ng sihay, pagdikit ng pangunahing gilid, pag-aalis ng dikit sa katawan ng sihay at likuran, at pag-urong ng cytoskeleton upang hilain ang sihay ng pasulong. Ang bawat hakbang ay pinapatakbo ng mga pwersang pisikal na nalilikha ng mga unikong segmento ng cytoskeleton.

Ebolusyon

Pangunahing artikulo: Ebolusyon

Pinagmulan ng unang sihay

May ilang mga teoriya sa pinagmulan ng maliliit na mga molekula na nagsanhi ng pagkakalikha ng buhay sa sinaunang mundo. Ang isa ay ang mga ito ay ang mga ito nagmula sa mga meteorite. Ang isa pa ay ang mga ito ay nalikha sa mga buka sa malalim-na-dagat. Ang ikatlo ay ang mga ito ay sinintesis ng kidlat sa isang papaliit na atmospero(eksperimentong Miller-Urey) bagaman hindi maliwanag kung ang mundo ay may gayong atmospero. Wala pang datang eksperimental sa kasalukuyan na naglalarawan sa kung ano ang mga unang kumokopya-sa-sariling(self-replicating) molekula. Ang RNA ay ipinagpapalagay na kauna-unahang mga molekulang kumokopya-sa-sarili dahil ito ay may kakayahan ng parehong pag-iimbak ng impormasyong henetiko at pag-kakatalisa ng mga reaksiyong kemikal. Gayunpaman, ang ilang mga entitad na may potensiyal na kumopya-sa-sarili ay maaaring mas nauna sa RNA tulad ng asidong peptide nucleic.

Ang mga sihay ay lumitaw sa mundo mga 4.0–4.3 bilyong taon ang nakalilipas. Ang kasalukuyang paniniwala ng mga siyentipiko ay ang mga sihay na ito ay mga heterotroph. Ang isang mahalagang katangian ng mga sihay ang membrano ng sihay na binubuo ng mga dalawang patong ng lipid. Ang sinaunang membrano ng sihay ay malamang mas simple at matatagos kesa sa mga makabagong sihay na may isa lamang asidong tabang kadena sa bawat lipid. Ang mga lipid ay alam na bumubuo ng mga dalawang patong na mga besikulo(vesicles) sa tubig na walang mga panlabas na sanhi at maaaring ito ang nauna sa RNA. Gayunpaman ang unang mga membrano ay maaari ring nalikha ng mga katalitikong RNA o nangangailangan ng mga protinang istraktura bago ang mga ito ay mabuo.

Pinagmula ng mga eukaryotikong sihay

Ang eukaryotikong sihay ay nag-evolve mula sa mga pamayanang simbiotiko ng mga prokaryotikong sihay. Ang mga nagdadala ng DNA na mga organelo gaya ng mitochondria at chloroplast ay tiyak na mga labi ng sinaunang simbiotikong humihinga ng oxygen na mga proteobacteria at cyanobacteria kung saan ang mga natitirang mga sihay ay nahango mula sa ninunong mga sihay na archaean prokaryote cell. Ang teoriyang ito ay tinatawag na teoriyang endosymbiotiko.

Pinagtatalunan pa rin ng mga siyentipiko kung ang mga organelo tulad ng hydrogenosome ay mas nauna sa pinagmulan ng mitochondria o vice versa.

Ang kasarian bilang steoreotipadong koreograpiya ng meiosis at syngamy na umiiral sa halos lahat ng mga kasalukuyang eukaryotes ay maaaring gumampan ng papel sa transisyon mula sa mga prokaryotes patungo sa mga eukaryotes. Ang teoriyang 'pinagmulan ng kasarian bilang baksinasyon(bakuna)' ay nagmumungkahi na ang genome ng eukaryote ay lumago sa pamamagitan ng pagdaragdag mula sa mga genome ng parasitong prokaryan sa iba't iba't pag-ikot ng lateral na paglipat ng gene. Ang kasarian-bilang-syngamy(fusion sex) ay lumitaw nang ang mga inpektadong mga host ay nagsimulang magpalitan ng mga genome na nuclearisado na naglalaman ng kapwa-nag-evolve na bertikal na naisaling mga symbionts na nagbibigay ng proteksiyon laban sa horisontal na inpeksiyon ng mas mga nakakahawang mga symbiont.