เรื่องเล่าเกี่ยวกับเซลล์ (๗) : Cell Surface and Functions

มารู้จัก Plasmodesmata, ECM และ Junction กันหน่อย

        ใน 6 ตอนที่ผ่านมา เราได้พูด (เขียน)  ถึงสิ่งที่อยู่ภายในเซลล์ ครั้งนี้เรากลับมาดูที่ผิวของเซลล์กันบ้างครับ 
        ถึงแม้ว่าเยื่อหุ้มเซลล์จะได้รับการยอมรับว่าเป็นส่วนที่ปกคลุมเซลล์   แต่ในเซลล์บางชนิด เช่น "เซลล์พืช"  เราจะพบส่วนที่แตกต่างจาก "เซลล์สัตว์" สิ่งนั้น คือ ผนังเซลล์ หรือ Cell wall  (ในเซลล์โปรคาริโอต, โปรติสและฟังไจ ก็มีผนังเซลล์เหมือนกันแต่เราจะไม่กล่าวถึงในที่นี้)

ผนังเซลล์หรือ Cell wall

   หน้าที่หลักๆ ของผนังเซลล์ก็คือ

• รักษารูปทรงของเซลล์
• ป้องกันการนำน้ำเข้าเซลล์จำนวนมาก
• ต้านแรงโน้มถ่วงของโลก

   เรามาเรียนรู้จากภาพและคำบรรยายภาพ (Depict) กันดีกว่าครับ

 

ภาพแสดงผนังเซลล์

Depict : (TEM) โครงสร้างแรกที่พบในผนังเซลล์ คือ 
Primary cell wall บางๆ และโครงสร้างที่พบต่อมา
อยู่ระหว่าง primary walls ของเซลล์ที่อยู่ติดกันคือ
middle lamella ซึ่งเป็นชั้นบางๆ ที่อุดมไปด้วย
Pectins (พวก polysaccharide, pectins
นั้นใช้เป็นสารเพิ่มความแข็งในแยมและเยลลี่),
ถัดเข้ามาภายในเซลล์จะพบชั้นที่หนาและแข็งกว่า
เรียกว่า Secondary cell wall (ส่วนที่เป็นเนื้อไม้)
และส่วนที่อยู่ในสุดก็คือเยื่อหุ้มเซลล์, ที่ผนังเซลล์
จะมีช่องให้เป็นทางผ่านของไซโตพลาสมในเซลล์
ที่ติดกัน เรียกช่องนี้ว่า Plasmodesmata
(พหูพจน์, เอกพจน์คือ Plasmodesma)

ECM (Extracellular matrix)

       ในเซลล์สัตว์ ถึงแม้ไม่มีผนังเซลล์ แต่ก็มีส่วนที่เรียกว่า Extracellular matrix หรือ ECM (อยู่นอกเยื่อหุ้มเซลล์)

        ส่วนประกอบหลักของ ECM คือ ไกลโคโปรตีน {(เป็นโปรตีนที่ยึดติดกับคาร์โบไฮเดรต (ซึ่งมักเป็นน้ำตาลที่มีโมเลกุลสั้นๆ) ด้วยพันธะโควาเลนท์}

      ไกลโคโปรตีนที่พบมากมายใน ECM ของเซลล์สัตว์ก็คือ เส้นใยคอลลาเจน (Collagen fiber), คอลลาเจนเป็นโปรตีนที่มีปริมาณถึงเกือบครึ่งหนึ่งของโปรตีนทั้งหมดที่พบในร่างกายของคน

       Proteoglycans เป็นไกลโคโปรตีนอีกชนิดหนึ่ง ที่มีคาร์โบไฮเดรตเป็นองค์ประกอบมากถึงร้อยละ 95

       Fibronectins เป็นไกลโคโปรตีนอีกชนิดหนึ่ง จับกับ receptor proteins ที่มีชื่อว่า integrins ซึ่งฝังตัวอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์

 

Extracellular matrix (ECM) ของเซลล์สัตว์

depict : ภาพวาดแสดงให้เห็นโครงสร้างของ ECM ที่
ประกอบไปด้วยไกลโคโปรตีนหลัก 3 ชนิด คือ 
proteoglycan, collagen และ fibronectin.
เส้นใยคอลลาเจนฝังตัวอยู่ใน proteoglycan
complexs ซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลของ proteoglycan
ต่อขยายด้วยสายยาวของคาร์โบไฮเดรต ทำให้มีลักษณะ
คล้ายกิ่งไม้,  Fibronectin จะมีลักษณะคล้ายกาวยึด
ECM ให้ติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ตรงตำแหน่งของ
เมมเบรนโปรตีน "integrins"

 

        บทบาทของ ECM ในเซลล์มีหลายอย่าง เช่น ควบคุมพฤติกรรมของเซลล์ โดยสื่อสารผ่านทางเมมเบรนโปรตีน "integrins" เป็นต้น

 

Intercellular Junctions

      ในเซลล์สัตว์ รอยต่อระหว่างเซลล์มี 3 แบบใหญ่ๆ คือ

• Tight junction
• Desmosomes
• Gap junctions
  
  

 

Intercellular Junctions ในเซลล์สัตว์

Depict : ภาพเซลล์เยื่อบุผิวในลำไส้เล็กแสดงให้เห็น
รอยต่อระหว่างเซลล์ (intercellular junctions)
3 แบบใหญ่ๆ

   
       Tight junction เป็นรอยต่อระหว่างเซลล์ที่มีลักษณะเหมือนรัดด้วยเข็มขัดต่อเนื่องกันไป (ดูภาพประกอบ)

       Desmosomes เป็นรอยต่อระหว่างเซลล์ที่มีลักษณะคล้ายกระดาษหนา ซึ่งเพิ่มความแข็งแรงโดย intermediate filament ที่มีโปรตีน keratin เป็นองค์ประกอบ

        Gap junctions เป็นรอยต่อระหว่างเซลล์ ที่มีลักษณะเป็นช่อง (ทำด้วยโปรตีน)  ซึ่งใหญ่พอสำหรับการผ่านของ ion และสารที่มีโมเลกุลเล็ก เช่น Sodium ion, กรดอะมิโน และน้ำตาล เป็นต้น

 

 กลับสู่หน้าหลัก

อ้างอิง : Biology ของ N.A Campbell และ J.B. Reece ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 6 สำนักพิมพ์ Pearson Education International

[ศิรินาถ รอดรัตน์]

อาจารย์ค่ะ เนื้อหาข้อสอบออกในนี้ใช่ไหมคะ

 

หนูอ่านหนังสือไม่ทันแล้วคะ

 

[beeman 吴联乐]

เรียนคุณศิรินาถ

• เนื้อหาข้อสอบของบทนี้อยู่ในนี้
• ดูภาพและรายละเอียดให้ดี โดยเฉพาะภาพสุดท้าย

[นพ. วัลลภ พรเรืองวงศ์]

ขอขอบคุณอาจารย์ beeman...                      

• ติดตามอ่านบันทึกของอาจารย์...

อาจารย์ได้กล่าวถึงหน้าที่ของผนังเซลล์ >>

• (1). ควบคุมปริมาณน้ำเข้า-ออก
  (2). ต้านแรง เช่น แรงดึงดูด แรงกดจากสิ่งแวดล้อม แรงดันน้ำ (hydrostatic pressure) ฯลฯ
  (3). รักษารูปทรงของเซลล์

หน้าที่ 3 ข้อต้นพบมากในเซลล์พืช ส่วนในพืชที่มีความซับซ้อนเพิ่มขึ้น + เซลล์สัตว์...ขอเพิ่มอีกหน่อยครับ...

• (4). ควบคุมการเข้าออกของสารเคมี เช่น ประจุบวก-ลบ(ions) แร่ธาตุ ฮอร์โมน(steroid ละลายในน้ำมัน) ฯลฯ
  (5). เป็นที่เกาะ+ทำงานของเอนไซม์ที่ควบคุมการผ่านเข้า-ออกของประจุและสารเคมี เช่น คนเรามีเอนไซม์ (Na-K ATPase) ที่ทำหน้าที่ผลักโซเดียม (Na) ออก ดึงโปแทสเซียม (K) เข้าเซลล์
  (6). เป็นที่เกาะ+ทำงานของตัวรับรู้ (receptors) หลายชนิด เช่น ตัวรับฮอร์โมนอินซูลินทำหน้าที่ยอมให้น้ำตาลเข้าเซลล์ ฯลฯ
  (7). รอยต่อระหว่างเซลล์ (intercellular junction) ในสัตว์หลายเซลล์ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนสารเคมี-อาหาร เพื่อให้เซลล์ข้างเคียงมีโอกาสอยู่รอดเพิ่มขึ้น(เมื่อเซลล์ได้รับอันตรายชนิดต่างๆ)

ศ.นพ.ประเวศ วะสี... ท่านกล่าวเปรียบเทียบประเทศที่ปล่อยให้ "อะไรๆ เข้าออกได้เสรี" เช่น เปิดเสรีทางการค้า / การเงินทั้งๆ ที่ยังไม่พร้อม ฯลฯ โดยเปรียบกับผนังเซลล์ว่า เซลล์ที่ "รั่ว (leakage)" ยอมให้อะไรๆ ผ่านเข้าออกได้เสรีคือ เซลล์ที่ตายแล้ว

• ประเทศชาติ บ้านเมือง สังคม ชุมชนต้องอาศัยรั้ว อาศัยขอบเขต
• เซลล์เองก็ต้องอาศัยผนังเซลล์เป็นรั้ว เป็นขอบเขต เพื่อป้องกันน้ำ+สารเคมีที่เป็นอันตราย หรือป้องกัน "อะไรๆ ที่มากหรือน้อยเกิน "

ผนังเซลล์มีบทบาทสำคัญในการรักษาสมดุล (homeostasis) ภายในเซลล์ (intracellular) & สมดุลบริเวณรอบๆ เซลล์ หรือระหว่างเซลล์ (intercellular)

• คนเราใช้พลังงานประมาณครึ่งหนึ่งในการปั๊มพ์ประจุเข้า-ออกเซลล์ (ion pumping) โดยเฉพาะการควบคุม Na-K, Ca ฯลฯ
  

[beeman 吴联乐]

• ขอขอบพระคุณอาจารย์หมอวัลลภที่เข้ามาช่วยเติมเต็มครับ
• เป็นการเติมเต็มที่ดีมากๆ เลยครับ
• มีการเอาเซลล์ไปเปรียบเทียบกับประเทศด้วย
• เป็นการบูรณาการความรู้นะครับ
• รีบๆ เขียน อาจเขียนไม่ดีครับ 
• เอาไว้ผมพอมีเวลา (ปีหน้าฟ้าใหม่) ผมจะมาแก้ไขบันทึกนี้อีกครับ