من المعروف أن معظم الكائنات الحية تتكون من الماء بشكل حر أو مقيد بنسبة 70 بالمائة أو أكثر. من أين أتت كثيرًا ، وأين يتم توطينها؟ اتضح أن كل خلية في تركيبها تحتوي على ما يصل إلى 80٪ ماء ، والباقي فقط يقع على كتلة المادة الجافة.
والهيكل الرئيسي "المائي" هو مجرد سيتوبلازم الخلية. هذه بيئة داخلية معقدة وغير متجانسة وديناميكية ، مع ميزات ووظائف هيكلية سنتعرف عليها أكثر.
بروتوبلاست
يستخدم هذا المصطلح للإشارة إلى المحتويات الداخلية الكاملة لأي بنية أصغر حقيقية النواة ، مفصولة بغشاء بلازما عن "زملائه" الآخرين. وهذا يشمل السيتوبلازم - البيئة الداخلية للخلية ، والعضيات الموجودة فيها ، والنواة مع النوى والمواد الوراثية.
ما هي العضيات الموجودة داخل السيتوبلازم؟ هذا هو:
- ريبوسومات ؛
- ميتوكوندريا ؛
- EPS ؛
- جهاز جولجي ؛
- ليسوسومات ؛
- تضمين الخلايا ؛
- فجوات (في النباتات والفطريات) ؛
- مركز الخلية ؛
- بلاستيدات (في النباتات) ؛
- أهداب و سوط ؛
- خيوط دقيقة ؛
- الأنابيب الدقيقة.
تحتوي النواة ، المفصولة بواسطة غشاء كروي ، مع جزيئات النوى والحمض النووي ، أيضًا على سيتوبلازم الخلية. في الوسط يوجد في الحيوانات ، أقرب إلى الحائط - في النباتات.
وهكذا ، فإن السمات الهيكلية للسيتوبلازم ستعتمد إلى حد كبير على نوع الخلية ، وعلى الكائن الحي نفسه ، وانتمائه إلى مملكة الكائنات الحية. بشكل عام ، تحتل كل المساحة الفارغة بالداخل وتؤدي عددًا من الوظائف المهمة.
مصفوفة أو هيالوبلازم
يتكون هيكل السيتوبلازم في الخلية بشكل أساسي من تقسيمها إلى أجزاء:
- الهيالوبلازم - الجزء السائل الدائم ؛
- عضيات ؛
- الادراج هي متغيرات هيكلية.
المصفوفة ، أو الهيالوبلازم ، هي المكون الداخلي الرئيسي ، والتي يمكن أن تكون في حالتين - الرماد والهلام.
العصارة الخلوية عبارة عن سيتوبلازم خلوي له طابع تجميعي أكثر سيولة. إن cytogel هو نفسه ، ولكن في حالة أكثر كثافة وغني بجزيئات كبيرة من المواد العضوية. يتم التعبير عن التركيب الكيميائي العام والخصائص الفيزيائية للهيالوبلازم على النحو التالي:
- مادة غروانية لزجة عديمة اللون ، سميكة جدًا ولزج ؛
- لديه تمايز واضح من حيث التنظيم الهيكلي ، ومع ذلكبسبب التنقل ، يمكن تغييره بسهولة ؛
- من الداخل ممثلة بهيكل خلوي أو شبكة شبكية دقيقة ، والتي تتكون من خيوط بروتينية (الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة) ؛
- على أجزاء من هذه الشبكة توجد جميع الأجزاء الهيكلية للخلية ككل ، وبسبب الأنابيب الدقيقة وجهاز جولجي والطوارئ ، تظهر رسالة بينهما من خلال الهيالوبلازم.
وبالتالي ، يعتبر الهيالوبلازم جزءًا مهمًا يوفر العديد من وظائف السيتوبلازم في الخلية.
تكوين السيتوبلازم
إذا تحدثنا عن التركيب الكيميائي ، فإن حصة الماء في السيتوبلازم تبلغ حوالي 70٪. هذه قيمة متوسطة ، لأن بعض النباتات بها خلايا تصل نسبة الماء فيها إلى 90-95٪. المادة الجافة ممثلة بـ:
- بروتينات
- كربوهيدرات
- الفوسفوليبيد ؛
- كولسترول ومركبات عضوية أخرى تحتوي على النيتروجين ؛
- المنحلات بالكهرباء (أملاح معدنية) ؛
- شوائب على شكل قطرات جليكوجين (في خلايا حيوانية) ومواد أخرى.
التفاعل الكيميائي العام للوسط قلوي أو قلوي قليلاً. إذا أخذنا في الاعتبار كيفية تحديد موقع السيتوبلازم في الخلية ، فيجب ملاحظة هذه الميزة. يتم جمع الجزء على الحافة ، في منطقة البلازما ، ويسمى ectoplasm. الجزء الآخر هو أقرب إلى كاريوليما ، ويسمى الإندوبلازم.
يتم تحديد بنية السيتوبلازم الخلوي بواسطة هياكل خاصة - الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة ، لذلك سننظر فيها بمزيد من التفصيل.
الأنابيب الدقيقة
أجوفجسيمات صغيرة مطولة يصل حجمها إلى عدة ميكرومتر. القطر - من 6 إلى 25 نانومتر. بسبب المؤشرات الضئيلة للغاية ، لا يمكن إجراء دراسة كاملة ورشيقة لهذه الهياكل حتى الآن ، ومع ذلك ، فمن المفترض أن جدرانها تتكون من مادة البروتين توبولين. يحتوي هذا المركب على جزيء سلسلة ملتوية حلزونيًا.
يتم تنفيذ بعض وظائف السيتوبلازم في الخلية على وجه التحديد بسبب وجود الأنابيب الدقيقة. لذلك ، على سبيل المثال ، يشاركون في بناء جدران الخلايا من الفطريات والنباتات ، وبعض البكتيريا. في الخلايا الحيوانية ، تكون أقل من ذلك بكثير. أيضًا ، هذه الهياكل هي التي تقوم بحركة العضيات في السيتوبلازم.
الأنابيب الدقيقة نفسها غير مستقرة ، وقادرة على التفكك والتشكيل بسرعة مرة أخرى ، ويتم تجديدها من وقت لآخر.
الألياف الدقيقة
عناصر مهمة بما فيه الكفاية من السيتوبلازم. إنها خيوط طويلة من الأكتين (بروتين كروي) ، والتي تتشابك مع بعضها البعض وتشكل شبكة مشتركة - الهيكل الخلوي. اسم آخر هو الشبكة الدقيقة الدقيقة. هذا نوع من السمات الهيكلية للسيتوبلازم. في الواقع ، بفضل هذا الهيكل الخلوي ، يتم تجميع جميع العضيات معًا ، ويمكنها التواصل بأمان مع بعضها البعض ، وتمر المواد والجزيئات من خلالها ، ويتم تنفيذ عملية التمثيل الغذائي.
ومع ذلك ، فمن المعروف أن السيتوبلازم هو البيئة الداخلية للخلية ، والتي غالبًا ما تكون قادرة على تغيير بياناتها المادية: لتصبح أكثر سائلة أو لزوجة ، وتغيير بنيتها (الانتقال من sol إلى هلام والعكس بالعكس). في هذا الصدد ، تعتبر الألياف الدقيقة جزءًا ديناميكيًا وشفافًا وقادرًا على ذلكبسرعة إعادة البناء والتغيير والتفكك والشكل مرة أخرى.
أغشية البلازما
يعد وجود العديد من الهياكل الغشائية المتطورة جيدًا والتي تعمل بشكل طبيعي أمرًا مهمًا للخلية ، والتي تشكل أيضًا نوعًا من السمات الهيكلية للسيتوبلازم. بعد كل شيء ، من خلال حواجز غشاء البلازما يتم نقل الجزيئات والمغذيات والمنتجات الأيضية والغازات لعمليات التنفس وما إلى ذلك. هذا هو السبب في أن معظم العضيات لديها هذه الهياكل.
هم ، مثل الشبكة ، موجودون في السيتوبلازم ويحددون المحتويات الداخلية لمضيفيهم من بعضهم البعض ، من البيئة. حماية وحماية ضد المواد غير المرغوب فيها والبكتيريا الضارة.
هيكل معظمها متشابه - نموذج فسيفساء سائل ، والذي يعتبر كل بلازما كطبقة بيولوجية من الدهون ، تخترقها جزيئات بروتينية مختلفة.
نظرًا لأن وظائف السيتوبلازم في الخلية هي في الأساس رسالة نقل بين جميع أجزائها ، فإن وجود الأغشية في معظم العضيات هو أحد الأجزاء الهيكلية للهيالوبلازم. في المعقد ، جميعًا معًا ، يؤدون مهام مشتركة لضمان عمر الخلية.
ريبوسوم
هياكل دائرية صغيرة (حتى 20 نانومتر) ، تتكون من نصفين - وحدات فرعية. يمكن أن يتواجد هذان النصفان معًا ومنفصلين لبعض الوقت. أساس التركيب: الرنا الريباسي (حمض الريبوسوم النووي) والبروتين. التوطين الرئيسي للريبوسومات في الخلية:
- نواة ونواة فيهاتشكيل الوحدات الفرعية نفسها على جزيء الحمض النووي ؛
- السيتوبلازم - تتشكل الريبوسومات هنا أخيرًا في هيكل واحد ، يوحد النصفين ؛
- أغشية النواة والشبكة الإندوبلازمية - تصنع الريبوسومات البروتين عليها وترسله على الفور داخل العضيات ؛
- الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء للخلايا النباتية تصنع الريبوسومات الخاصة بها داخل الجسم وتستخدم البروتينات المنتجة ، أي أنها موجودة بشكل مستقل في هذا الصدد.
وظائف هذه الهياكل هي تخليق وتجميع جزيئات البروتين الكبيرة ، والتي يتم إنفاقها على النشاط الحيوي للخلية.
شبكية Endoplasmic وجهاز جولجي
تسمى شبكة عديدة من الأنابيب والأنابيب والحويصلات ، التي تشكل نظام توصيل داخل الخلية وتقع في جميع أنحاء السيتوبلازم ، الشبكة الإندوبلازمية ، أو الشبكة. تتوافق وظيفتها مع الهيكل - ضمان الترابط بين العضيات مع بعضها البعض ونقل جزيئات المغذيات إلى العضيات.
يقوم مجمع جولجي أو جهازه بوظيفة تجميع المواد الضرورية (الكربوهيدرات والدهون والبروتينات) في نظام من التجاويف الخاصة. وهي محدودة من السيتوبلازم بواسطة الأغشية. أيضا ، هذا هو العضوي الذي هو موقع تخليق الدهون والكربوهيدرات.
بيروكسيسومات وليزوزومات
الليزوزومات هي هياكل صغيرة مستديرة تشبه الحويصلات المملوءة بالسوائل. إنها عديدة جدًا وموزعة في السيتوبلازم ، حيث تتحرك بحرية داخل الخلية. مهمتهم الرئيسية هي تفكيك الجزيئات الأجنبية ،أي القضاء على "الأعداء" في شكل أجزاء ميتة من الهياكل الخلوية والبكتيريا والجزيئات الأخرى.
المحتوى السائل مشبع بالإنزيمات ، لذلك تشارك الجسيمات الحالة في تفكك الجزيئات الكبيرة إلى وحدات المونومر الخاصة بها.
البيروكسيسومات هي عضيات صغيرة بيضاوية أو مستديرة مع غشاء واحد. مليئة بالمحتوى السائل ، بما في ذلك عدد كبير من الإنزيمات المختلفة. هم أحد المستهلكين الرئيسيين للأكسجين. يؤدون وظائفهم اعتمادًا على نوع الخلية التي يتواجدون فيها. يمكن تركيب المايلين لغلاف الألياف العصبية ، ويمكنهم أيضًا إجراء أكسدة وتحييد المواد السامة والجزيئات المختلفة.
ميتوكوندريا
هذه الهياكل ليست عبثا تسمى محطات الطاقة (الطاقة) للخلية. بعد كل شيء ، يحدث فيها تكوين ناقلات الطاقة الرئيسية - جزيئات حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك ، أو ATP. تشبه الفاصوليا في المظهر. الغشاء الذي يفصل الميتوكوندريا عن السيتوبلازم مزدوج. يتم طي الهيكل الداخلي بدرجة عالية لزيادة مساحة السطح لتخليق ATP. تسمى الطيات cristae ، وتحتوي على عدد كبير من الإنزيمات المختلفة لتحفيز عمليات التوليف.
الأهم من ذلك كله أن الميتوكوندريا لديها خلايا عضلية في الحيوانات والبشر ، لأنها تتطلب محتوى عاليًا واستهلاكًا للطاقة.
ظاهرة سيكلوز
تسمى حركة السيتوبلازم في الخلية داء cyclosis. يتكون من عدة أنواع:
- تذبذب ؛
- دائري أو دائري ؛
- مخطط
أي حركة ضرورية لضمان عدد من الوظائف المهمة للسيتوبلازم: الحركة الكاملة للعضيات داخل الهيالوبلازم ، والتبادل المنتظم للمغذيات والغازات والطاقة وإزالة المستقلبات.
يحدث Cyclose في كل من الخلايا النباتية والحيوانية ، دون استثناء. إذا توقف ، يموت الجسد. لذلك فهذه العملية هي أيضًا مؤشر على النشاط الحيوي للكائنات
وهكذا ، يمكننا أن نستنتج أن السيتوبلازم في الخلية الحيوانية ، الخلية النباتية ، أي خلية حقيقية النواة هي بنية حية ديناميكية للغاية.
الفرق بين سيتوبلازم الخلايا الحيوانية والنباتية
في الواقع ، هناك القليل من الاختلافات. المخطط العام للمبنى ، الوظائف التي يتم تنفيذها متشابهة تمامًا. ومع ذلك ، لا تزال هناك بعض التناقضات. لذلك على سبيل المثال:
- يحتوي السيتوبلازم في الخلايا النباتية على المزيد من الأنابيب الدقيقة التي تشارك في تكوين جدران الخلايا أكثر من الألياف الدقيقة. تفعل الحيوانات العكس.
- شوائب الخلايا في سيتوبلازم النباتات عبارة عن حبيبات من النشا ، بينما في الحيوانات تكون قطرات من الجليكوجين.
- تتميز الخلية النباتية بوجود عضيات غير موجودة في الحيوانات. هذه هي البلاستيدات ، فجوة وجدار الخلية.
في نواحٍ أخرى ، كلا الهيكلين متطابقان في تكوين وهيكل السيتوبلازم. قد يختلف عدد بعض الروابط الأولية ، لكن وجودها إلزامي. لذلك ، فإن قيمة السيتوبلازم في الخلية هيالنباتات والحيوانات متساوية في العظمة.
دور السيتوبلازم في الخلية
قيمة السيتوبلازم في الخلية كبيرة ، إن لم يكن القول إنها حاسمة. بعد كل شيء ، هذا هو الأساس الذي توجد فيه جميع الهياكل الحيوية ، لذلك من الصعب المبالغة في تقدير دورها. يمكننا صياغة عدة نقاط رئيسية تكشف هذا المعنى.
- إنه يوحد جميع الأجزاء المكونة للخلية في نظام واحد معقد موحد ينفذ عمليات الحياة بسلاسة وبشكل جماعي.
- بسبب الماء ، يعمل السيتوبلازم في الخلية كوسيط للعديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية المعقدة والتحولات الفسيولوجية للمواد (تحلل السكر ، والتغذية ، وتبادل الغازات).
- هذه هي "القدرة" الرئيسية لوجود جميع عضيات الخلية.
- باستخدام الألياف الدقيقة والأنابيب ، فإنها تشكل الهيكل الخلوي ، وتربط العضيات وتسمح لها بالتحرك.
- في السيتوبلازم يتركز عدد من المحفزات البيولوجية - الإنزيمات ، والتي بدونها لا يحدث تفاعل كيميائي حيوي.
تلخيصًا ، يجب أن أقول ما يلي. إن دور السيتوبلازم في الخلية هو المفتاح عمليًا ، لأنه أساس جميع العمليات وبيئة الحياة والركيزة للتفاعلات.
