الخلية: الوحدة الأساسية للحياة

بالتأكيد ، إليك ملاحظات الدراسة بتنسيق Markdown من النص المقدم:

الخلية: الوحدة الأساسية للحياة

• تتكون الكائنات الحية من خلية واحدة (مثل البكتيريا) أو خلايا عديدة (مثل الإنسان).
• الخلايا هي اللبنات الأساسية لجميع الكائنات الحية.

المجاهر

• يتم تصوير معظم الخلايا باستخدام المجهر، وتسمى هذه الصور بالميكروغرافات.
• تعمل بصريات عدسات المجهر على تغيير اتجاه الصورة.
• العينة المواجهة للأعلى واليمين تظهر مقلوبة ورأسًا على عقب عند عرضها تحت المجهر.
• تستخدم المجاهر مجموعتين من العدسات لتكبير الصورة.
• تنتج العدسات صورة معكوسة بسبب الطريقة التي يسير بها الضوء عبر العدسات.

المجاهر الضوئية

• يبلغ حجم خلية الدم الحمراء البشرية النموذجية حوالي 8 ميكرومتر.
• تستخدم المجاهر الضوئية الضوء المرئي لرؤية العينة.
• يمر الضوء المرئي وينحني عبر نظام العدسات لتمكين المستخدم من رؤية العينة.
• تعد المجاهر الضوئية مفيدة لعرض الكائنات الحية، ولكن الخلايا الفردية شفافة بشكل عام، ومكوناتها غير قابلة للتمييز ما لم تكن ملونة بصبغات خاصة.
• الصبغ عادة ما يقتل الخلايا.
• تقوم المجاهر الضوئية المستخدمة في المختبر بتكبير العينة لحوالي 400 ضعف.
• أهم معيارين في استخدام المجهر المجهر هما التكبير والقدرة على التحليل resolution.
  • التكبير هو عملية تكبير الكائن في المظهر.
  • القدرة على التحليل هي قدرة المجهر على تمييز هيكلين متجاورين منفصلين.
  • ارتفاع القدرة على التحليل يعني وضوح وتفاصيل صورة أفضل.
• يستخدم العلماء عادة المجاهر الإلكترونية لفهم أفضل لبنية الخلية ووظيفتها.

المجاهر الإلكترونية

• تستخدم المجاهر الإلكترونية حزمة من الإلكترونات بدلًا من حزمة من الضوء.
• يسمح هذا الأمر بتكبير أعلى، وبالتالي المزيد من التفاصيل، ويوفر أيضًا قدرة تحليل أعلى.
• تقتل طريقة إعداد العينة قبل الفحص بالمجهر الإلكتروني العينة.
• للإلكترونات أطوال موجية قصيرة (أقصر من البروتونات) تتحرك بشكل أفضل في الفراغ، لذلك لا يمكننا رؤية الخلايا الحية باستخدام المجهر الإلكتروني.
• في المجهر الإلكتروني الماسح، تتحرك حزمة من الإلكترونات ذهابًا وإيابًا عبر سطح الخلية، مما يخلق تفاصيل لخصائص سطح الخلية.
• في المجاهر الإلكترونية النافذة، تخترق حزمة الإلكترون الخلية وتوفر تفاصيل للهياكل الداخلية للخلية.

نظرية الخلية

• لاحظ أنتوني فان ليفينهويك حركات الكائنات وحيدة الخلية، والتي أطلق عليها مجتمعة اسم "الحيوانات الصغيرة".
• صاغ العالم التجريبي روبرت هوك مصطلح "الخلية" للهياكل الشبيهة بالصندوق التي لاحظها عند رؤية أنسجة الفلين من خلال عدسة عام 1665.
• في سبعينيات القرن السادس عشر، اكتشف ليفينهويك البكتيريا والأوليات.
• بحلول أواخر ثلاثينيات القرن التاسع عشر، كان عالم النبات ماتياس شلايدن وعالم الحيوان ثيودور شوان يدرسان الأنسجة واقترحا نظرية الخلية الموحدة.
• تنص نظرية الخلية الموحدة على أن خلية واحدة أو أكثر تتكون من جميع الكائنات الحية، وأن الخلية هي الوحدة الأساسية للحياة، وأن الخلايا الجديدة تنشأ من خلية موجودة.
• تندرج الخلايا ضمن واحدة من فئتين واسعتين: بدائية النواة وحقيقية النواة.
• نصنف فقط الكائنات وحيدة الخلية في الغالب البكتيريا والعتائق على أنها بدائية النواة.
• تسمى الخلايا الحيوانية والنباتات والفطريات والأوليات جميعها بالكائنات حقيقية النواة.

مكونات الخلايا بدائية النواة

• تحتوي جميع الخلايا على أربعة مكونات مشتركة:
  • الغشاء البلازمي: غطاء خارجي يفصل الجزء الداخلي للخلية عن البيئة المحيطة.
  • السيتوبلازم: يتكون من سيتوسول يشبه الهلام داخل الخلية توجد فيه مكونات خلوية أخرى.
  • الحمض النووي DNA: المادة الوراثية للخلية.
  • الريبوسومات: تصنع البروتينات.

الاختلافات بين بدائيات وحقيقيات النوى

• بدائية النوى هي كائنات بسيطة في الغالب وحيدة الخلية (أحادية الخلية) تفتقر إلى النواة، أو أي عضية أخرى مرتبطة بالغشاء.
• يوجد الحمض النووي DNA بدائي النواة في الجزء المركزي من الخلية: النواة.
• تحتوي معظم بدائيات النوى على جدار خلوي من البيبتيدوغليكان والعديد منها لديه كبسولة من السكاريد polysaccharide.
  • يعمل الجدار الخلوي كطبقة إضافية من الحماية، ويساعد الخلية في الحفاظ على شكلها، ويمنع الجفاف.
  • تمكن الكبسولة الخلية من الالتصاق بالأسطح في بيئتها.
• بعض بدائيات النوى لديها سوط أو شعيرات أو أهداب.
  • السوط flagella: يستخدم للحركة locomotion.
  • شعيرات Pili: تتبادل المواد الجينية أثناء الاقتران conjugation (العملية التي تنقل بها البكتيريا المادة الوراثية إلى أخرى عن طريق الاتصال المباشر).
• تستخدم البكتيريا شعيرات fimbriae للالتصاق بالخلية المضيفة.

حجم الخلية

• يبلغ قطر الخلايا بدائية النواة من 0.1 إلى 5.0 ميكرومتر، وهي أصغر بكثير من الخلايا حقيقية النواة (التي يتراوح قطرها بين 10 و 100 ميكرومتر).
• يسمح الحجم الصغير لبدائيات النوى للأيونات والجزيئات العضوية التي تدخلها بالانتشار بسرعة إلى أجزاء أخرى من الخلية.
• تنتشر بسرعة أي فضلات منتجة داخل خلية بدائية النواة.
• هذا ليس هو الحال في الخلايا حقيقية النواة، التي طورت تكيّفات هيكلية مختلفة لتعزيز النقل داخل الخلايا.
• الحجم الصغير ضروري بشكل عام لجميع الخلايا، سواء كانت بدائية النواة أو حقيقية النواة.
• ليست كل الخلايا كروية الشكل، لكن معظمها يميل إلى التقارب مع الكرة.
  • مع زيادة نصف قطر الخلية، تزداد مساحة سطحها كمربع لنصف قطرها، ولكن حجمها يزداد كمكعب نصف قطرها (بشكل أسرع بكثير).
  • مع زيادة حجم الخلية، تنخفض نسبة مساحة سطحها إلى حجمها.
  • إذا نمت الخلية بشكل كبير جدًا، فلن يكون للغشاء البلازمي مساحة كافية لدعم معدل الانتشار المطلوب لزيادة الحجم.
  • مع نمو الخلية، تصبح أقل كفاءة.
• تتمثل إحدى طرق أن تصبح الخلية أكثر كفاءة في الانقسام.
• هناك طرق أخرى لزيادة مساحة السطح عن طريق طيات الغشاء الخلوي (تصبح مسطحة أو رقيقة ومستطيلة) أو تطوير عضيات تقوم بمهام محددة.
• تؤدي هذه التعديلات إلى تطوير خلايا أكثر تعقيدًا، والتي نسميها الخلايا حقيقية النواة.

الخلايا حقيقية النواة

• "الشكل يتبع الوظيفة"
• على عكس الخلايا بدائية النواة، فإن الخلايا حقيقية النواة لديها:
  • نواة مرتبطة بالغشاء.
  • العديد من العضيات المرتبطة بالأغشية مثل الشبكة الإندوبلازمية، وجهاز جولجي، والبلاستيدات الخضراء، والميتوكوندريا، وغيرها.
  • العديد من الكروموسومات على شكل قضيب.
• نظرًا لوجود غشاء يحيط بنواة الخلية حقيقية النواة، فإن لها "نواة حقيقية".
• تعني كلمة "عضية" "عضو صغير" ولها وظائف خلوية متخصصة.
• للخلايا حقيقية النواة بنية أكثر تعقيدًا من الخلايا بدائية النواة. تسمح العضيات بفصل الوظائف المختلفة في مناطق مختلفة من الخلية.

الغشاء البلازمي

• الغشاء البلازمي حقيقي النواة هو طبقة ثنائية الدهون الفوسفورية مع البروتينات والكوليسترول المضمن فيها.
• مثل بدائيات النوى، تحتوي الخلايا حقيقية النواة على غشاء بلازمي - طبقة ثنائية من الفوسفوليبيد مع بروتينات مضمنة تفصل المحتويات الداخلية للخلية عن البيئة المحيطة بها.
• الفسفوليبيد هو جزيء دهني يحتوي على سلسلتين من الأحماض الدهنية ومجموعة تحتوي على الفوسفات.
• يتحكم الغشاء البلازمي في مرور الجزيئات العضوية والأيونات والماء والأكسجين إلى داخل وخارج الخلية.
• تترك الفضلات (مثل ثاني أكسيد الكربون والأمونيا) الخلية أيضًا بالمرور عبر الغشاء البلازمي.
• تتجعد الأغشية البلازمية للخلايا المتخصصة في الامتصاص إلى نتوءات تشبه الأصابع تسمى الزغيبات الدقيقة microvilli.
  • هذه الأغشية عادة ما تبطن الأغشية البلازمية للخلايا التي تتخصص في الامتصاص في الأمعاء الدقيقة.

السيتوبلازم

• السيتوبلازم هو منطقة الخلية بأكملها بين الغشاء البلازمي والغلاف النووي.
• يتكون من عضيات معلقة في السيتوسول الشبيه بالهلام، والهيكل الخلوي، والمواد الكيميائية المختلفة.
• على الرغم من أن السيتوبلازم يتكون من 70-80٪ من الماء، إلا أنه ذو اتساق شبه صلب بسبب البروتينات الموجودة فيه.
• البروتينات ليست الجزيئات العضوية الوحيدة الموجودة في السيتوبلازم - توجد أيضًا الجلوكوز والسكريات البسيطة الأخرى وعديد السكريات والأحماض الأمينية والأحماض النووية والأحماض الدهنية ومشتقات الجلسرين.
• تذوب في السيتوبلازم أيضًا أيونات الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والعديد من العناصر الأخرى.
• تحدث العديد من التفاعلات الأيضية، بما في ذلك تخليق البروتين، في السيتوبلازم.

النواة

• النواة هي العضية الأكثر بروزًا في الخلية.
• تؤوي النواة الحمض النووي DNA للخلية وتوجه تخليق الريبوسومات والبروتينات.
• تخزن النواة الكروماتين (الحمض النووي DNA بالإضافة إلى البروتينات) في مادة تشبه الهلام تسمى النواة النووية.
• النواة هي منطقة كروماتين مكثفة حيث يحدث تخليق الريبوسوم.
• تقع النواة ضمن الغلاف النووي.

الغلاف النووي

• الغلاف النووي هو عبارة عن هيكل ذي غشاء مزدوج يشكل الجزء الخارجي من النواة.
• كلا الغشائين الداخلي والخارجي للغلاف النووي عبارة عن طبقات ثنائية من الدهون الفوسفورية.
• الغلاف النووي مُنقط بمسام تتحكم في مرور الأيونات والجزيئات والحمض النووي RNA بين النواة والسيتوبلازم.

الكروماتين والكروموسومات

• النواة النووية هي السائل شبه الصلب داخل النواة، حيث يوجد الكروماتين والنواة.
• الكروموسومات: هي هياكل داخل النواة مكونة من الحمض النووي DNA.
• في بدائيات النوى، يُنظم الحمض النووي DNA إلى كروموسوم دائري واحد.
• في حقيقيات النوى، تكون الكروموسومات هياكل خطية.
• كل نوع من حقيقيات النوى لديه عدد محدد من الكروموسومات في نواة الخلية.
  • على سبيل المثال، لدى البشر 46 كروموسوم.
• الكروموسومات مرئية وتمييزها فقط عن بعضها البعض عندما تستعد الخلية للانقسام.
• عندما تكون الخلية في مراحل النمو والصيانة من دورة حياتها، تلتصق البروتينات بالكروموسومات وتشبه مجموعة غير ملتفة ومتشابكة من الخيوط.
• توصف هذه المركبات غير الملتفة من البروتين والكروموسوم بالكروماتين.
• يصف الكروماتين المادة التي تتكون منها الكروموسومات سواء كانت مكثفة أو غير مكثفة.

النواة Nucleolus

• لبعض الكروموسومات قسم من الحمض النووي DNA الذي يشفر الحمض النووي RNA الريباسي.
• تتجمع منطقة مظلمة التلطيخ داخل النواة تسمى النواة النواة النووي مع البروتينات المرتبطة بها لتجميع الوحدات الفرعية الريباسية التي يتم نقلها بعد ذلك عبر المسام في الغلاف النووي إلى السيتوبلازم.

الريبوسومات

• الريبوسومات هي الهياكل الخلوية المسؤولة عن تخليق البروتين.
• تظهر الريبوسومات إما في شكل مجموعات (متعدد الريبوسومات) أو كنقاط صغيرة مفردة تطفو بحرية في السيتوبلازم عند رؤيتها من خلال المجهر الإلكتروني.
• قد تكون مرتبطة بالجانب السيتوبلازمي للغشاء البلازمي أو الجانب السيتوبلازمي للشبكة الإندوبلازمية والغشاء الخارجي للغلاف النووي.
• يوضح المجهر الإلكتروني أن الريبوسومات، وهي عبارة عن مجمعات بروتينية و RNA كبيرة، تتكون من وحدتين فرعيتين: كبيرة وصغيرة.
• تتلقى الريبوسومات "أوامرها" لتخليق البروتين من النواة حيث يتم نسخ الحمض النووي DNA إلى الرنا المرسال Messenger RNA.
  • ينتقل الرنا المرسال Messenger RNA إلى الريبوسومات التي تترجم الكود المقدم من خلال تسلسل القواعد النيتروجينية في الرنا المرسال Messenger RNA إلى ترتيب معين من الأحماض الأمينية في البروتين.
• بما أن تخليق البروتين وظيفة أساسية لجميع الخلايا (بما في ذلك الإنزيمات والهرمونات والأجسام المضادة والأصباغ ومستقبلات السطح)، فهناك ريبوسومات في كل خلية تقريبًا.
• تكون الريبوسومات وفيرة بشكل خاص في الخلايا التي تصنع كميات كبيرة من البروتين.
  • على سبيل المثال: البنكرياس مسؤول عن تكوين العديد من الإنزيمات الهضمية وتحتوي الخلايا التي تنتج هذه الإنزيمات على العديد من الريبوسومات.

الميتوكوندريا

• غالبًا ما تسمى الميتوكوندريا "محطات الطاقة" أو "مصانع الطاقة" للخلايا النباتية والحيوانية لأنها مسؤولة عن إنتاج أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) - الجزيء الرئيسي لنقل الطاقة في الخلية.
• يمثل أدينوسين ثلاثي الفوسفات Adenosine Triphosphate الطاقة المخزنة قصيرة الأجل للخلية.
• التنفس الخلوي هو عملية صنع أدينوسين ثلاثي الفوسفات ATP باستخدام الطاقة الكيميائية في الجلوكوز والمواد المغذية الأخرى.
  • في الميتوكوندريا، تستخدم هذه العملية الأكسجين وتنتج ثاني أكسيد الكربون كمنتج نفايات.
• الشكل يتبع الوظيفة: الخلايا العضلية لديها تركيز عالٍ جدًا من الميتوكوندريا التي تنتج أدينوسين ثلاثي الفوسفات ATP.
  • تحتاج خلاياك العضلية إلى طاقة كبيرة للحفاظ على حركة جسمك.
  • تنتج الخلايا كمية صغيرة فقط من ATP وتنتج حمض اللاكتيك في حالة عدم حصولها على كمية كافية من الأكسجين.
• الميتوكوندريا هي عضيات ذات شكل بيضاوي وغشاء مزدوج ولها ريبوسومات وحمض نووي DNA خاص بها.
• كل غشاء عبارة عن طبقة ثنائية من الفوسفوليبيد مضمنة في البروتينات.
  • الطبقة الداخلية بها طيات تسمى الأعراف cristae.
  • تسمى المنطقة المحيطة بالطيات بالمادة الأساسية للميتوكوندريا mitochondrial matrix.
  • للأعراف والمادة الأساسية أدوار مختلفة في التنفس الخلوي.

البيروكسيسومات

• البيروكسيسومات هي عضيات صغيرة مستديرة محاطة بأغشية مفردة.
• تقوم بتفاعلات الأكسدة التي تحطم الأحماض الدهنية والأحماض الأمينية.
• كما أنها تزيل سموم العديد من السموم التي قد تدخل الجسم.
• أمثلة:
  • تطلق العديد من تفاعلات الأكسدة بيروكسيد الهيدروجين ،H2O2، الذي قد يكون ضارًا بالخلايا؛ ومع ذلك عندما تقتصر هذه التفاعلات على البيروكسيسومات، فإن الإنزيمات تحطم H2O2 بأمان إلى أكسجين وماء.
  • تقوم البيروكسيسومات في خلايا الكبد بإزالة سمية الكحول.
  • Glyoxysomes (البيروكسيسومات المتخصصة في النباتات) مسؤولة عن تحويل الدهون المخزنة إلى سكريات.
  • تحتوي الخلايا النباتية على أنواع مختلفة من البيروكسيسومات التي تلعب دورًا في التمثيل الغذائي والدفاع ضد مسببات الأمراض والاستجابة للإجهاد وغيرها.

الحويصلات والفجوات Vesicles and Vacuoles

• الحويصلات والفجوات أكياس مرتبطة بالأغشية تعمل في التخزين والنقل
• بخلاف حقيقة أن الفجوات أكبر إلى حد ما من الحويصلات، يوجد تمييز دقيق للغاية بينهما
• يمكن أن تندمج أغشية الحويصلات إما مع الغشاء البلازمي أو مع أنظمة أغشية أخرى داخل الخلية، بالإضافة إلى ذلك، يمكن لبعض العوامل مثل الإنزيمات الموجودة داخل الفجوات النباتية أن تحطم الجزيئات الكبيرة.

الجسيم المركزي Centrosome

• الجسيم المركزي هو مركز تنظيم الأنابيب الدقيقة يوجد بالقرب من نوى الخلايا الحيوانية.
• يحتوي على زوج من السنتريولات والتركيبان اللذان يقعان بشكل عمودي على بعضهما البعض
• كل سينتريول عبارة عن أسطوانة من تسعة أنابيب دقيقة ثلاثية.
• يتضاعف الجسيم المركزي قبل انقسام الخلية، ويبدو أن السنتريولات تلعب دورًا في سحب الكروموسومات المكررة إلى نهايات متقابلة من الخلية المنقسمة.
• لا يزال الدور الدقيق للسنتريول في تقسيم الخلايا غير واضح، لأن الخلايا التي تمت إزالة الجسيم المركزي منها لا يزال بإمكانها الانقسام، ويمكن للخلايا النباتية، التي تفتقر إلى الجسيمات المركزية، أن تنقسم.

الليزوزومات Lysosomes

• تحتوي الخلايا الحيوانية على مجموعة أخرى من العضيات التي لا تحتوي عليها معظم الخلايا النباتية: الليزوزومات.
• الليزوزومات هي "التخلص من القمامة" للخلية.
  • في الخلايا النباتية، تحدث العمليات الهضمية في الفجوات.
• تساعد الإنزيمات الموجودة في الليزوزومات على تكسير البروتينات، وعديد السكريات polysaccharide، والدهون Lipid، والأحماض النووية وحتى العضيات البالية.
• تكون هذه الإنزيمات نشطة عند درجة حموضة pH أقل بكثير من درجة حموضة السيتوبلازم pH. لذلك، فإن درجة الحموضة داخل الليزوزومات أكثر حامضية من درجة الحموضة في السيتوبلازم pH.
• لا يمكن أن تحدث ردود فعل كثيرة تحدث في السيتوبلازم بدرجة حموضة منخفضة، وبالتالي فإن ميزة تقسيم الخلية حقيقية النواة إلى عضيات واضحة.

الخلايا الحيوانية مقابل الخلايا النباتية

• في هذه المرحلة، أنت تعلم أن كل خلية حقيقية النواة لديها غشاء بلازمي، وسيتوبلازم، ونواة، وريبوسومات، وميتوكوندريا، وبيروكسيسومات، وفي بعض الفجوات.
• في حين أن كل من الخلايا الحيوانية والنباتية تحتوي على مراكز تنظيم الأنابيب الدقيقة (MTOCs)، فإن الخلايا الحيوانية تحتوي أيضًا على السنتريولات المرتبطة بـ MTOC: مجمع نسميه الجسيم المركزي.
• تحتوي كل خلية حيوانية على جسيم مركزي وليوسومات؛ في حين أن معظم الخلايا النباتية لا تحتوي على ذلك.
• تحتوي الخلايا النباتية على جدار خلوي وبلاستيدات خضراء Plastids متخصص، وفجوة مركزية كبيرة؛ في حين أن الخلايا الحيوانية لا تحتوي على.

الجدار الخلوي

• الجدار الخلوي في الخلية النباتية خارجي للغشاء البلازمي.
• إنه غلاف صلب يحمي الخلية ويوفر الدعم الهيكلي ويعطي شكلًا للخلية.
• تحتوي الخلايا الفطرية وبعض الخلايا الأولية أيضًا على جدران خلوية.
• في حين أن المكون الرئيسي للجدران الخلوية بدائية النواة هو الببتيدوجليكان، فإن الجزيء العضوي الرئيسي في جدار الخلية النباتي (وبعض الأوليات) هو السليلوز، وهو عديد السكريات يتكون من وحدات الجلوكوز.

البلاستيدات الخضراء Chloroplasts

• مثل الميتوكوندريا، تحتوي البلاستيدات الخضراء على حمض نووي DNA خاص بها والريبوسومات، ولكن البلاستيدات الخضراء لها وظيفة مختلفة تمامًا.
• البلاستيدات الخضراء هي العضيات الخلوية النباتية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي Photosynthesis.
  • التمثيل الضوئي هو سلسلة التفاعلات التي تستخدم ثاني أكسيد الكربون والماء وطاقة الضوء لإنتاج الجلوكوز والأكسجين.
  • هذا فرق كبير بين النباتات والحيوانات.
  • النباتات (ذاتية التغذية) قادرة على صنع غذائها الخاص، مثل السكريات المستخدمة في التنفس الخلوي لتوفير طاقة أدينوسين ثلاثي الفوسفات ATP المتولدة في مصنع الميتوكوندريا النباتي. يجب على الحيوانات (غيرية التغذية) أن تبتلع طعامها.
• الغشاء الداخلي من البلاستيدات الخضراء يسجن مساحة من الأكياس المترابطة المكدسة من السوائل والتي نسميها الثايلاكويدات Thylakoids.
  • كل مجمع من الأكياس يسمى اللحمة Granum.
  • السائل المحصور بالغشاء الداخلي الذي يحيط بالجرات يسمى اللحمة.
• تحتوي البلاستيدات الخضراء على صبغة خضراء أو Chlorophyll، التي تلتقط الطاقة الضوئية التي تدفع تفاعلات التمثيل الضوئي.
• تحتوي الطلائع الطحلبية الضوئية أيضًا على بلاستيدات خضراء.
• تقوم بعض البكتيريا بعملية التمثيل الضوئي، ولكن لا يتم عزل الكلوروفيل الخاص بها إلى عضية.

الفجوة المركزية

• تحتوي الخلايا النباتية على فجوة مركزية كبيرة تشغل معظم حجم الخلية.
• تلعب الفجوة المركزية دورًا رئيسيًا في تنظيم تركيز الخلية من الماء في الظروف البيئية المتغيرة.
• توفر الفجوة المركزية أيضًا دعمًا لتوسع الخلية.
• عندما تحمل الفجوة المركزية المزيد من المياه، تصبح الخلية أكبر دون الحاجة إلى استثمار طاقة كبيرة في تخليق سيتوبلازم جديد.

نظام الأغشية الداخلية Endomembrane System

• نظام الأغشية الداخلية عبارة عن مجموعة من الأغشية والعضيات في الخلايا حقيقية النواة التي تعمل معًا لتعديل وتعبئة ونقل الدهون والبروتينات.
• يشمل نظام الأغشية الداخلية الغلاف النووي والليسوسومات والحويصلات والشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي.
• على الرغم من أنه ليس داخل الخلية من الناحية الفنية، يتم تضمين الغشاء البلازمي في نظام الأغشية الداخلية لأنه يتفاعل مع العضيات الغشائية الأخرى.
• لا يشمل نظام الأغشية الداخلية غشاء الميتوكوندريا أو البلاستيدات الخضراء.

الشبكة الإندوبلازمية Endoplasmic Reticulum

• الشبكة الإندوبلازمية ER هي سلسلة من الأكياس والأنيبيبات الغشائية المترابطة التي تعدل البروتينات وتصنع الدهون
• تقع هاتان الوظيفتان في مناطق منفصلة من الشبكة الإندوبلازمية ER: الشبكة الإندوبلازمية الخشنة والشبكة الإندوبلازمية الملساء.
• يطلق على الجزء المجوف من الشبكة الإندوبلازمية ER التجويف أو الفضاء الإكي.
• غشاء الشبكة الإندوبلازمية ER، وهو عبارة عن طبقة ثنائية من الفوسفوليبيد مضمنة في البروتينات، مستمر مع الغلاف النووي.

الشبكة الإندوبلازمية الخشنة Rough ER

• أطلق العلماء على الشبكة الإندوبلازمية الخشنة RER بهذا الاسم لأن الريبوسومات المرتبطة بسطحها السيتوبلازمي تمنحها مظهرًا مرصعًا عند النظر إليها من خلال المجهر الإلكتروني
• تنقل الريبوسومات بروتيناتها المصنعة حديثًا إلى تجويف الشبكة الإندوبلازمية حيث تخضع لتعديلات هيكلية، مثل طي أو الحصول على سلاسل جانبية.
  • تدمج هذه البروتينات المعدلة أغشية خلوية أي أغشية الشبكة الإندوبلازمية ER أو أغشية العضيات الأخرى، يمكن للبروتينات أيضًا أن تفرز من الخلية (مثل الهرمونات البروتينية والإنزيمات).
  • تصنع الشبكة الإندوبلازمية الخشنة أيضًا الفسفوليبيدات للأغشية الخلوية.
• إذا لم تكن الفسفوليبيدات أو البروتينات المعدلة مخصصة للبقاء في الشبكة الإندوبلازمية الخشنة، فسوف تصل إلى وجهاتها عبر حويصلات النقل التي تنطلق من غشاء الشبكة الإندوبلازمية الخشنة RER.
• نظرًا لأن الشبكة الإندوبلازمية الخشنة تشارك في تعديل البروتينات (مثل الإنزيمات) التي تفرز من الخلية، فستكون على صواب إذا افترضت أن الشبكة الإندوبلازمية الخشنة وفيرة في الخلايا التي تفرز البروتينات
  • وهذا هو الحال مع خلايا الكبد، على سبيل المثال.

الشبكة الإندوبلازمية الملساء Smooth ER

• تتصل الشبكة الإندوبلازمية الملساء SER بالشبكة الإندوبلازمية الخشنة ولكن ليس لديها عدد قليل جدًا أو لا تحتوي على ريبوسومات على سطحها السيتوبلازمي.
  • تشمل وظائف الشبكة الإندوبلازمية الملساء SER تخليق الكربوهيدرات والدهون وهرمونات الستيرويد؛ إزالة السموم من الأدوية والسموم وتخزين أيونات الكالسيوم.
• في الخلايا العضلية، وهي ER متخصصة، الشبكة العضلية الهيكلية، مسؤولة عن تخزين أيونات الكالسيوم اللازمة لتحفيز تقلصات العضلات المنسقة في خلايا العضلات.

جهاز جولجي Golgi Apparatus

• يمكن للحويصلات أن تنطلق من الشبكة الإندوبلازمية وتنقل محتوياتها إلى مكان آخر.
• قبل الوصول إلى وجهتها النهائية، لا تزال الدهون أو البروتينات داخل حويصلات النقل بحاجة إلى الفرز والتعبئة ووضع علامات عليها حتى ينتهي بها الأمر في المكان الصحيح
• يحدث فرز الدهون وتوزيعها وتعبئتها ووضع العلامات عليها في جهاز جولجي Golgi apparatus (يُسمى أيضًا جسم جولجي)، وهو عبارة عن سلسلة من الأكياس الغشائية المسطحة.
• يسمى جانب جهاز جولجي الأقرب إلى الشبكة الإندوبلازمية الخشنة بالوجه المقترن cis، بينما يسمى الجانب المقابل بالوجه المتحول trans.
• تنتقل حويصلات النقل التي تشكلت من الشبكة الإندوبلازمية ER إلى الوجه المقترن cis، وتندمج معها، وتفرغ محتوياتها في تجويف جهاز جولجي
• عندما تنتقل البروتينات والدهون عبر جهاز جولجي، فإنها تخضع لمزيد من التعديلات التي تسمح بفرزها.
• التعديل الأكثر تكرارًا هو إضافة سلاسل جزيئات السكر القصيرة. ثم يتم تصنيف هذه البروتينات والدهون المعدلة حديثًا بمجموعات فوسفات أو جزيئات صغيرة أخرى لكي تنتقل إلى وجهاتها الصحيحة.
• أخيرًا، يتم تعبئة البروتينات المعدلة والمصنفة في حويصلات إفرازية تنطلق من الوجه المتحول trans لجهاز جولجي.
• في حين أن بعض هذه الحويصلات تودع محتوياتها في أجزاء أخرى من الخلية حيث سيتم استخدامها، تندمج حويصلات إفرازية أخرى مع الغشاء البلازمي وتطلق محتوياتها خارج الخلية.
• في مثال آخر على الشكل الذي يتبع الوظيفة، فإن الخلايا التي تشارك في الكثير من النشاط الإفرازي (مثل خلايا الغدة اللعابية التي تفرز الإنزيمات الهاضمة أو خلايا الجهاز المناعي التي تفرز الأجسام المضادة) لديها وفرة من جولجي.
• في الخلايا النباتية، يقوم جهاز جولجي بدور إضافي يتمثل في تخليق عديد السكريات، وبعضها مدمج في جدار الخلية وبعضها الآخر في أجزاء أخرى من الخلية.

ليسوسومات

• بالإضافة إلى دورها كعنصر هضمي ومنشأة إعادة تدوير العضيات للخلايا الحيوانية، تعد الليسوسومات جزءًا من نظام الأغشية الداخلية.
• تستخدم الليزوزومات أيضًا إنزيماتها المحللة لتحطيم مسببات الأمراض (الكائنات الحية المسببة للأمراض) التي قد تدخل الخلية.
• خير مثال على ذلك يحدث في البالعات، وهي مجموعة من خلايا الدم البيضاء التي تعد جزءًا من الجهاز المناعي في جسمك.
  • في عملية يسميها العلماء البلعمة أو الإدخال الخلوي، يقوم جزء من الغشاء البلازمي للخلية البلعمية بالاندماج (الطيات) وابتلاع أحد مسببات الأمراض.
  • ثم ينقر القسم المندمج، مع وجود العامل الممرض بالداخل، نفسه من الغشاء البلازمي ويصبح حويصلة.
  • تندمج الحويصلة مع الليزوزوم. ثم تدمر الإنزيمات المحللة بالليزوزوم العامل الممرض.

الهيكل الخلوي Cytoskeleton

• هل سيكون الغشاء البلازمي والسيتوبلازم هما المكونان الوحيدان المتبقيان إذا قمت بإزالة جميع العضيات من الخلية؟
• لا، داخل السيتوبلازم، سيظل هناك أيونات وجزيئات عضوية، بالإضافة إلى شبكة من ألياف البروتين التي تساعد في الحفاظ على شكل الخلية، وتأمين بعض العضيات في مواقع محددة، والسماح للسيتوبلازم والحويصلات بالتحرك داخل الخلية، وتمكين الخلايا داخل الكائنات متعددة الخلايا من الحركة.
• يطلق العلماء على هذه الشبكة من ألياف البروتين اسم الهيكل الخلوي.
  • هناك ثلاثة أنواع من الألياف داخل الهيكل الخلوي: الخيوط الدقيقة، والألياف المتوسطة، والأنيبيبات الدقيقة.

الخيوط الدقيقة Microfilaments

• الخيوط الدقيقة هي الأضيق من بين ثلاثة أنواع من ألياف البروتين في الهيكل الخلوي.
• إنها تعمل في الحركة الخلوية، ويبلغ قطرها حوالي 7 نانومتر، وتتكون من خيطين متشابكين من البروتين الكروي، والذي نسميه الأكتين.
  • لهذا السبب، نسمي أيضًا الخيوط الدقيقة بالخيوط الأكتينية.
• تقوم أدينوسين ثلاثي الفوسفات ATP بتزويد الأكتين بالطاقة لتجميع شكله الخيطي، والذي يعمل كمسار لحركة بروتين محرك نسميه الميوسين Myosin.
  • هذا يتيح للأكتين الانخراط في الأحداث الخلوية التي تتطلب الحركة، مثل تقسيم الخلايا في الخلايا حقيقية النواة والضغط السيتوبلازمي، وهي حركة الخلية السيتوبلازمية الدائرية في الخلايا النباتية.
• الأكتين والميوسين وفيران بوفرة في الخلايا العضلية. عندما تنزلق خيوط الأكتين والميوسين الخاصة بك بجوار بعضها البعض، تتقلص عضلاتك.
• توفر الخيوط الدقيقة أيضًا بعض الصلابة والشكل للخلية. يمكنهم إزالة البلمرة (التفكيك) وإعادة التشكيل بسرعة، مما يتيح للخلية تغيير شكلها والتحرك.
• تستخدم خلايا الدم البيضاء (خلايا مكافحة العدوى في جسمك) هذه القدرة بشكل جيد. يمكنهم الانتقال إلى موقع الإصابة والبلعمة العامل الممرض.

الخيوط المتوسطة Intermediate Filaments

• تتكون الخيوط المتوسطة من عدة خيوط متشابكة من البروتينات الليفية.
• تحصل الخيوط المتوسطة على اسمها لحقيقة أن قطرها (8 إلى 10 نانومتر) يتراوح بين قطر الخيوط الدقيقة والأنيبيبات الدقيقة.
• ليس للخيوط المتوسطة أي دور في حركة الخلية. وظيفتهم هيكلية بحتة.
  • إنها تحمل التوتر، وبالتالي تحافظ على شكل الخلية، وترسو النواة والعضيات الأخرى في مكانها.
  • تخلق الخيوط المتوسطة سقالة داعمة داخل الخلية.
• الخيوط المتوسطة هي المجموعة الأكثر تنوعًا من عناصر الهيكل الخلوي. توجد أنواع عديدة من البروتينات الليفية في الخيوط المتوسطة.
  • ربما تكون على دراية بالكيراتين، وهو البروتين الليفي الذي يقوي شعرك وأظافرك وبشرة الجلد.

الأنيبيبات الدقيقة Microtubules

• كما يوحي اسمها، الأنيبيبات الدقيقة عبارة عن أنابيب مجوفة صغيرة.
• تتكون الأنيبيبات الدقيقة من ثنائيات بوليمرة من α-Tubulin وprotein-Tubulin، وهما بروتينات كروية Two.
• بقطر يبلغ حوالي 25 نانومتر، تعد الأنيبيبات الدقيقة هي أ wider components.
• إنها تساعد الخلية على مقاومة الان