เยื่อหุ้มเซลล์

เป็นเยื่อหุ้มที่อยู่ชิดกับผนังเซลล์ อาจจะมีลักษณะเรียบ (smooth) หรืออาจจะพับไปมา เพื่อขยายขนาด เยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปในเซลล์ เรียกว่า mesosomes มีหน้าที่ควบคุม การเข้าออกของน้ำ สารอาหาร และอิออนโลหะต่างๆ เป็นตัวแสดงขอบเขตของเซลล์ เซลล์ทุกชนิดต้องมีเยื่อหุ้มเซลล์

เยื่อหุ้มเซลล์เป็นเยื่อบางๆ ประกอบด้วนสารประกอบสองชนิด คือ ไขมันชนิดฟอสโฟลิปิด กับโปรตีน โดยมฟอสโฟลิปิดอยู่ตรงกลาง 2 ข้างเป็นโปรตีน โดยมีไขมันหนาประมาณ 35 อังสตรอม และโปรตีนข้างละ 20 อังสตรอม รวมทั้งหมดหนา 75 อังสตรอม ลักษณะที่แสดงส่วนประกอบ ของเยื่อหุ้มเซลล์นี้ ต้องส่องดู ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน จึงจะเห็นได้

สารที่เป็นไลปิด หรือสารที่ละลายในไลปิด สามารถผ่านเข้าออก ได้ง่ายกว่าสารอื่นๆ นอกจากนี้ เยื่อหุ้มเซลล์ยังมีรูพรุน ที่ยอมให้สารโมเลกุลเล็ก ประมาณ 8 อังสตรอม รวมทั้งอิออนบางอย่าง ที่ละลายน้ำผ่านได้ดี

การจัดเรียงตัวของเยื่อหุ้มเซลล์

สำหรับการจัดเรียงตัว ของเยื่อหุ้มเซลล์ มีอยู่หลายทฤษฎี ซึ่งในปัจจุบัน ก็ยังไม่สามารถ สรุปได้แน่นอน โดยมีทฤษฎีดังนี้

โครงสร้างเม็ดเลือดแดง ของกอร์เตอร์ และเกรนเดล ( Gorter and Grende )ในปี พ.ศ. 2468 ประกอบด้วย ชั้นของไขมันเรียงกัน 2 ชั้น
เยื่อหุ้มเซลล์ตามความเห็น ของแดเนียลและฮาร์วีย์ ( Daniell and Harvey) ในปี พ.ศ. 2478 ประกอบด้วยชั้นไขมัน และโปรตีน 2 ชั้น
เยื่อหุ้มเซลล์ตามทฤษฎี ของแดเนียลและดาฟสัน ( Daniell-Davson) ในปี พ.ศ. 2478 ประกอบด้วย ชั้นของไขมันเรียงกัน 2 แถว โดยด้านที่มีประจุหันออกด้านนอก ส่วนโปรตีนมีลักษณะ เป็นก้อนกลมหุ้ม ทั้งด้านบน และด้านล่างของชั้นไขมัน

พ.ศ. 2515 ซิงเกอร์และนิโคลสัน ( Singer and Nicholson) ได้เสนอโครงสร้างแบบฟลูอิดโมเสด ( Fluid mosaic model) ที่เป็นโครงสร้างของไขมัน เรียงตัวอยู่ 2 ชั้นห่างๆกัน และไม่อยู่กับที่ มีการเคลื่อนที่ไปมาได้ และมีโมเลกุลของโปรตีนอยู่ข้างๆ หรืออาจซ้อนอยู่ระหว่างโมเลกุลของไขมัน ซึ่งโครงสร้างในลักษณะนี้ มีความแตกต่าง จากโครงสร้างของแนวความคิดอื่นๆ

เยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่ ห่อหุ้มส่วนที่อยู่ภายในทั้งหมด และเป็นเยื่อเลือกผ่าน (Semipermeable membrane หรือ differentially permeable membrane) ดังนั้นจึงทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนสาร ระหว่างเซลล์และสิ่งที่อยู่โดยรอบ รวมทั้งการกระจายประจุไฟฟ้า จนทำให้เกิด ความต่างศักย์ไฟฟ้าขึ้นได้ ระหว่างภายในเซลล์ และนอกเซลล์

สารเคลือบเซลล์ ( cell coat) โดยทั่วไป เซลล์จะมีสารเคลือบ เยื่อหุ้มเซลล์ด้านนอก อีกชั้นหนึ่ง สารเหล่านี้ ไซโตปลาสซึมเป็นตัวสร้างขึ้นมา ในเซลล์สัตว์มีสารเคลือบ พวกไกลโคโปรตีน ( glycoprotein) คือ เป็นสารประกอบ ของคาร์โบไฮเดรตและโปรตีน สารเคลือบเซลล์ในเซลล์ แต่ละชนิดของสัตว์จะต่างกัน แต่สารเคลือบเซลล์ ทำหน้าที่อย่างเดียวกัน คือทำให้เซลล์เหล่านั้น รวมกลุ่มกันได้เป็นเนื้อเยื่อ อวัยวะ และระบบอวัยวะมากที่สุด บางครั้งเซลล์อาจผิดปกติ มีการแบ่งตัวเร็วเกินไป เพราะสารเคลือบเซลล์ผิดปกติ จนกลายเป็นมะเร็ง ซึ่งร่างกายควบคุมไม่ได้

ในพืชมีสารเคลือบต่างๆ เช่น ลิกนิน ( lignin) เซลลูโลส คิวติน ( cutin) ซูเบอริน (suberin) เพคติน ทำให้เกิดเป็นผนังเซลล์ที่ไร้ชีวิต อยู่ชั้นนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ โดยมีเซลลูโลส เป็นแกนนำสำคัญ ของผนังเซลล์พืชทุกชนิด และมีสารอื่นๆ ปะปนอยู่

เอนโดพลาสมิก เรติคูลัม ( endoplasmic reticulum : ER) เป็นออร์แกเนล ที่มีผนังบาง 2 ชั้น มีความหนาน้อยกว่าเยื่อหุ้มเซลล์ มีลักษณะ เป็นท่อขดพับไปมา เป็นออร์แกเนล ที่เกี่ยวข้องกับ การสังเคราะห์โปรตีน ซึ่งไรโบโซม จะเกาะทางด้าน ไซโตซอลของเยื่อหุ้ม โปรตีนถูกสังเคราะห์ ข้ามเยื่อหุ้ม ของเอนโดพลาสมิก เรทิคิวลัม นอกจากจะเป็น ที่ให้ไรโบโซมเกาะอยู่แล้ว ยังทำหน้าท ี่สังเคราะห์สาร ( sterols) และ phospholipids เป็นสารที่จำเป็น ของทุกๆเยื่อหุ้ม เอนโดพลาสมิก เรทิคิวลัม ยังทำหน้าที่ขนถ่ายเอนไซม์ และโปรตีนโมเลกุล เรียกว่า การหลั่งสาร หรือกระบวนการขับสาร ออกนอกเซลล์ ( secetion) ประกอบด้วย โครงสร้างระบบท่อ ที่มีการเชื่อมประสานกัน ทั้งเซลล์ส่วนของท่อยังติดต่อ กับเยื่อหุ้มเซลล์ เยื่อหุ้มนิวเคลียส และกอลจิบอดีด้วย ภายในท่อมีของเหลวซึ่งเรียกว่า ไฮยาโลพลาซึม (hyaloplasm) บรรจุอยู่ และพบในยฝุคารีโอตเท่านั้น ER แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ

1. เอนโดพลาสมิก เรติคูลัมชนิดขรุขระ (rough endoplasmic reticulum : RER) เป็นชนิดที่มี ไรโบโซมเกาะ

หน้าที่

การสังเคราะห์โปรตีน ของไรโบโซมที่เกาะอยู่ โดยมีกอลจิบอดี ( golgi body)
เป็นตัวสะสม หรือทำให้มีขนาดพอเหมาะ ที่ส่งออกนอกเซลล์
ลำเลียงสาร ซึ่งได้แก่ โปรตีน ที่สร้างได้ และสารอื่นๆ เช่น ลิพิดชนิดต่างๆ

ในเซลล์ที่เกิดใหม่ พบว่ามี RER มากกว่า SER แต่เมื่เซลล์มีอายุมากขึ้น พบว่า SER มากกว่า RER เชื่อกันว่า RER จะเปลี่ยนเป็น SER เมื่อเซลล์มีอายุมากขึ้น

2. เอนโดพลาสมิก เรติคูลัมชนิดเรียบ (smooth endoplasmic reticulum : SER)

เป็นชนิดที่ไม่มี ไรโบโซมเกาะ พบมากในเซลล์ที่มีหน้าที่กำจัดสารพิษ และสร้างสารสเตอรอยด์ จึงพบในเซลล์ที่ต่อมหมวกไต เซลล์แทรกของเลย์ดิกในอัณฑะ เซลล์รังไข่ และในเซลล์ของตับ และยังทำหน้าที่ คือ ลำเลียงสารต่างๆ เช่น RNA ลิพิด โปรตีน

เนื่องจากผนังของ ER ยอมให้สารประกอบโมเลกุลใหญ่บางชนิด รวมทั้ง ลิปิด เอนไซม์ และโปรตีนผ่านเข้าออกได้ จึงเป็นทางผ่านของสาร และเกลือแร่เข้าไปกระจายทั่วเซลล์ รวมทั้งสารต่างๆ ยังอาจสะสมไว้ใน ER อีกด้วย และการขับของเสีย ออกจากเซลล์ โดยผ่านทาง ER เรียกว่า เอกโซไซโทซิส ( exocytosis)