هياكل الخلية ووظائفها الرئيسية الثلاث

المحتوى

• خلايا بدائية النواة مقابل خلايا حقيقية النواة
• هياكل الخلية ووظائفها
• عضيات الخلايا حقيقية النواة
• أغشية البلازما هي حراس الخلايا
• نظرة فاحصة على الفسفوليبيد
• النواة هي دماغ الخلية

الحاويات المجهرية المعروفة باسم خلايا هي الوحدات الأساسية للكائنات الحية على الأرض. كل واحد يفتخر بجميع الخصائص التي ينسبها العلماء إلى الحياة. في الواقع ، تتكون بعض الكائنات الحية من خلية واحدة فقط. جسمك ، من ناحية أخرى ، في حدود 100 تريليون دولار.

تقريبا جميع الكائنات وحيدة الخلية هي بدائيات النوىوفي مخطط التصنيف الكبير للحياة ، تنتمي هذه إما إلى مجال البكتيريا أو إلى المجال القديم. البشر ، جنبا إلى جنب مع جميع الحيوانات الأخرى والنباتات والفطريات حقيقيات النواة.

تؤدي هذه الهياكل الصغيرة نفس المهام على مقياس "متناهي الصغر" للحفاظ على نفسها سليمة كما تفعل أنت والكائنات الحية الأخرى كاملة الحجم على نطاق "الماكرو" للبقاء على قيد الحياة. ومن الواضح أنه إذا فشلت عدد كافٍ من الخلايا الفردية في هذه المهام ، فإن الكائن الأصل سوف يفشل معها.

الهياكل داخل الخلايا لها وظائف فردية ، وعمومًا ، بغض النظر عن التركيب ، يمكن اختزالها إلى ثلاث وظائف أساسية: أ واجهة المادية أو الحدود مع جزيئات محددة. وسيلة منهجية لنقل المواد الكيميائية إلى ، على طول أو خارج الهيكل. و وظيفة التمثيل الغذائي أو الإنجابية فريدة من نوعها.

خلايا بدائية النواة مقابل خلايا حقيقية النواة

كما ذكرنا ، في حين أن الخلايا تعتبر عمومًا مكونات صغيرة من الكائنات الحية ، إلا أن الكثير من الخلايا هي الكائنات الحية.

البكتيريا التي لا يمكن رؤيتها ولكنها بالتأكيد تجعل وجودها محسوسًا في العالم (على سبيل المثال ، بعضها يسبب أمراضًا معدية ، والبعض الآخر يساعد الأطعمة مثل الجبن والزبادي بشكل صحيح ولا يزال البعض الآخر يلعب دورًا في الحفاظ على صحة الجهاز الهضمي البشري) ، هي مثال للكائنات أحادية الخلية ، والبدائيات النواة.

تحتوي الخلايا بدائية النواة على عدد محدود من المكونات الداخلية مقارنة بنظيراتها حقيقية النواة. وتشمل هذه أ غشاء الخلية, ريبوسوم, حمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (الحمض النووي) و السيتوبلازم، السمات الأساسية الأربعة لجميع الخلايا الحية ؛ هذه موصوفة بالتفصيل في وقت لاحق.

تحتوي البكتيريا أيضًا على جدران خلوية خارج غشاء الخلية للحصول على مزيد من الدعم ، وبعضها أيضًا بهياكل تسمى فلاجيللا ، مثل البنى المصنّعة التي تتكون من البروتين والتي تساعد الكائنات الحية المرتبطة بها على التحرك في بيئتها.

تحتوي الخلايا حقيقية النواة على مجموعة من الهياكل التي لا تتمتع بها الخلايا بدائية النواة ، وبالتالي ، تتمتع هذه الخلايا بمجموعة واسعة من الوظائف. ربما الأهم هي نواة و ال الميتوكوندريا.

هياكل الخلية ووظائفها

قبل التعمق في كيفية تعامل هياكل الخلية الفردية مع هذه الوظائف ، من المفيد مراجعة ماهية تلك الهياكل وأين يمكن العثور عليها. الهياكل الأربعة الأولى في القائمة التالية مشتركة بين جميع الخلايا في الطبيعة ؛ تم العثور على الباقي في حقيقيات النوى ، وإذا تم العثور على بنية فقط في خلايا حقيقية النواة ، تتم ملاحظة هذه المعلومات.

غشاء الخلية: وهذا ما يسمى أيضا غشاء بلازميولكن هذا يمكن أن يسبب الارتباك لأن خلايا حقيقية النواة لديها بالفعل أغشية بلازما حولها العضيات، العديد منها مفصل أدناه. يتكون هذا من طبقة ثنائية الفسفوليبيد ، أو طبقتين متطابقتين متقابلتين تواجه كل منهما الأخرى بطريقة "صورة معكوسة". إنها آلة ديناميكية بقدر ما هي حاجز بسيط.

السيتوبلازم: هذه المصفوفة الشبيهة بالهلام هي المادة التي توجد بها النواة والعضيات وغيرها من هياكل الخلايا ، مثل قطع الفاكهة في حلوى الجيلاتين الكلاسيكية. تنتقل المواد عبر السيتوبلازم عن طريق الانتشار ، أو من المناطق ذات التركيزات العالية لتلك المواد إلى المناطق ذات التركيز المنخفض.

الريبوسومات: هذه الهياكل ، التي لا تحتوي على أغشية خاصة بها ، وبالتالي لا تعتبر عضيات حقيقية ، هي مواقع تخليق البروتين في الخلايا وتصنع هي نفسها من وحدات فرعية من البروتين. لديهم "محطات لرسو السفن" للحمض النووي الريبي المرسال (mRNA) ، الذي يحمل تعليمات الحمض النووي من النواة ، والأحماض الأمينية ، "لبنات البناء" للبروتينات.

الحمض النووي: توضع المواد الوراثية للخلايا في السيتوبلازم للخلايا بدائية النواة ، ولكن في نوى (صيغة الجمع لـ "النواة") للخلايا حقيقية النواة. يتكون من المونومرات - وهذا هو ، تكرار الوحدات الفرعية - ودعا النيوكليوتيدات، والتي يوجد منها أربعة أنواع أساسية ، يتم تجميع الحمض النووي مع البروتينات الداعمة التي تسمى هيستون في مادة طويلة وخيمة تسمى الكروماتينية، وهو نفسه مقسم إلى الكروموسومات في حقيقيات النوى.

عضيات الخلايا حقيقية النواة

تقدم العضيات أمثلة رائعة على هياكل الخلية التي تخدم أغراضًا مميزة وضرورية وفريدة تعتمد على الحفاظ على آليات النقل التي تعتمد بدورها على كيفية ارتباط هذه الهياكل فعليًا بباقي الخلية.

الميتوكوندريا ربما تكون الجزيئات الأبرز من حيث مظهرها المتميز تحت المجهر ووظيفتها ، وهو استخدام منتجات التفاعلات الكيميائية التي تكسر الجلوكوز في السيتوبلازم لاستخراج قدر كبير من ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP) كما الأكسجين موجود. هذا هو المعروف باسم التنفس الخلوي ويحدث بشكل رئيسي على غشاء الميتوكوندريا.

العضيات الرئيسية الأخرى تشمل الشبكة الأندوبلازمية، وهو نوع من "الطريق السريع" الخلوي الذي يحزم وينقل الجزيئات بين الريبوسومات ، والنواة ، والسيتوبلازم ، والخلية الخارجية. الهيئات Golgiأو "الأقراص" التي تنفصل عن الشبكة الإندوبلازمية مثل سيارات الأجرة الصغيرة. الجسيمات المحللةوهي أجسام كروية مجوفة تعمل على تكسير الفضلات المتكونة خلال تفاعلات الأيض في الخلايا.

أغشية البلازما هي حراس الخلايا

تحافظ الوظائف الثلاث للغشاء الخلوي على سلامة الخلية نفسها ، حيث تعمل كغشاء نصف نافذ يمكن أن تمر عبره الجزيئات الصغيرة وتيسر النقل النشط للمواد عبر "مضخات" مضمنة في الغشاء.

الجزيئات التي تتكون منها كلتا الطبقتين من الغشاء هي الفوسفورية، والتي لها "ذيول" مسعور من الدهون التي تواجه الداخل (وبالتالي تجاه بعضها البعض) و "الرؤوس" التي تحتوي على الفوسفور المحبة للماء التي تواجه الخارج (وهذا نحو داخل وخارج العضوي نفسه ، أو في حالة غشاء الخلية السليم ، داخل وخارج الخلية نفسها).

هذه هي خطية وعمودية على الهيكل الكلي للورقة في الغشاء ككل.

نظرة فاحصة على الفسفوليبيد

تكون الفسفوليبيد قريبة من بعضها البعض بما يكفي لمنع السموم ، أو الجزيئات الكبيرة التي من شأنها أن تلحق الضرر بالداخل إذا مُنحت المرور. لكنها متباعدة بما يكفي للسماح للجزيئات الصغيرة اللازمة لعمليات التمثيل الغذائي ، مثل الماء والجلوكوز (السكر الذي تستخدمه جميع الخلايا في الطاقة) والأحماض النووية (التي تُستخدم لبناء النيوكليوتيدات وبالتالي الحمض النووي و ATP ، "عملة الطاقة") في جميع الخلايا).

يحتوي الغشاء على "مضخات" مضمن بين الفسفوليبيدات التي تستخدم الـ ATP لجلب أو إخراج الجزيئات التي لا تمر عادة ، إما بسبب حجمها أو لأن تركيزها أكبر على الجانب الذي يتم ضخ الجزيئات تجاهه. هذه العملية تسمى النقل النشط.

النواة هي دماغ الخلية

تحتوي نواة كل خلية على نسخة كاملة من الحمض النووي لكائن حي على شكل الكروموسومات ؛ البشر لديهم 46 كروموسومات ، مع 23 موروثة من كل والد. النواة محاطة بغشاء بلازما يسمى المغلف النووي.

خلال عملية تسمى الانقسام المتساوي، يتم إذابة المظروف النووي ، وتنقسم النواة إلى قسمين بعد نسخ أو نسخ جميع الكروموسومات.

يتبع ذلك بعد قليل تقسيم الخلية بأكملها ، وهي العملية المعروفة باسم يظهر. ينتج عن هذا إنشاء خليتين ابنتين متطابقتين مع الخلية الأصل.