الخلية هي مستوى من تنظيم المادة الحية ، نظام حيوي مستقل له الخصائص الأساسية لجميع الكائنات الحية. لذلك ، يمكنها أن تتطور وتتكاثر وتتحرك وتتكيف وتتغير. بالإضافة إلى ذلك ، تتميز أي خلايا بعملية التمثيل الغذائي ، والبنية المحددة ، وترتيب الهياكل والوظائف.
العلم الذي يدرس الخلايا هو علم الخلايا. موضوعها هو الوحدات الهيكلية للحيوانات والنباتات متعددة الخلايا ، والكائنات أحادية الخلية - البكتيريا ، والأوليات والطحالب ، التي تتكون من خلية واحدة فقط.
إذا تحدثنا عن التنظيم العام للوحدات الهيكلية للكائنات الحية ، فهي تتكون من قشرة ونواة ذات نواة. وتشمل أيضًا عضيات الخلية ، السيتوبلازم. حتى الآن ، تم تطوير مجموعة متنوعة من طرق البحث بشكل كبير ، لكن الفحص المجهري يحتل مكانة رائدة ، مما يسمح لك بدراسة بنية الخلايا واستكشاف عناصرها الهيكلية الرئيسية.
ما هو العضوي؟
العضيات (وتسمى أيضًا العضيات) هي عناصر مكونة دائمة لأي خليةاجعلها كاملة وأداء وظائف معينة. هذه هي الهياكل التي تعتبر حيوية لاستمرارها.
العضويات تشمل النواة ، الجسيمات الحالة ، الشبكة الإندوبلازمية ومجمع جولجي ، الفجوات والحويصلات ، الميتوكوندريا ، الريبوسومات ، ومركز الخلية (الجسيم المركزي). وهذا يشمل أيضًا الهياكل التي تشكل الهيكل الخلوي للخلية (الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة) ، الميلانوزومات. بشكل منفصل ، من الضروري تحديد عضيات الحركة. هذه هي الأهداب ، الأسواط ، اللييفات العضلية و pseudopods.
كل هذه الهياكل مترابطة وتضمن النشاط المنسق للخلايا. هذا هو السبب في السؤال: "ما هو عضوي؟" - يمكنك الإجابة أن هذا مكون يمكن أن يكون مساويًا لعضو في كائن متعدد الخلايا.
تصنيف العضيات
تختلف الخلايا في الحجم والشكل ، وكذلك وظائفها ، ولكن في نفس الوقت لها بنية كيميائية مماثلة ومبدأ واحد للتنظيم. في الوقت نفسه ، فإن مسألة ماهية العضو العضوي وما هي هياكله قابلة للنقاش تمامًا. على سبيل المثال ، لا يتم تصنيف الجسيمات الحالة أو الفجوات في بعض الأحيان على أنها عضيات خلوية.
إذا تحدثنا عن تصنيف مكونات الخلايا هذه ، فسيتم تمييز العضيات غير الغشائية والغشائية. غير غشاء - هذا هو مركز الخلية والريبوسومات. عضيات الحركة (الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة) تفتقر أيضًا إلى الأغشية.
يعتمد هيكل عضيات الغشاء على وجود غشاء بيولوجي. العضيات أحادية الغشاء ومزدوجة الغشاء لها قشرة ذات هيكل واحد يتكون منطبقة مزدوجة من الدهون الفوسفورية وجزيئات البروتين. يفصل السيتوبلازم عن البيئة الخارجية ، ويساعد الخلية في الحفاظ على شكلها. تجدر الإشارة إلى أنه بالإضافة إلى الغشاء ، يوجد أيضًا في الخلايا النباتية غشاء خارجي من السليلوز ، يسمى جدار الخلية. يؤدي وظيفة داعمة.
عضيات الغشاء تشمل EPS ، الجسيمات الحالة والميتوكوندريا ، وكذلك الجسيمات الحالة والبلاستيدات. يمكن أن تختلف أغشيتها فقط في مجموعة البروتينات.
إذا تحدثنا عن القدرة الوظيفية للعضيات ، فبعضها قادر على تصنيع مواد معينة. لذلك ، فإن عضيات التوليف المهمة هي الميتوكوندريا ، حيث يتكون ATP. الريبوسومات والبلاستيدات (البلاستيدات الخضراء) والشبكة الإندوبلازمية الخشنة هي المسؤولة عن تخليق البروتينات ، و ER هي المسؤولة عن تخليق الدهون والكربوهيدرات.
دعونا نفكر في بنية ووظائف العضيات بمزيد من التفصيل.
كور
هذه العضية مهمة للغاية لأنه عند إزالتها ، تتوقف الخلايا عن العمل وتموت.
للنواة غشاء مزدوج به العديد من المسام. بمساعدتهم ، يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالشبكة الإندوبلازمية والسيتوبلازم. تحتوي هذه العضية على كروماتين - كروموسومات ، وهي عبارة عن مركب من البروتينات والحمض النووي. بالنظر إلى هذا ، يمكننا القول أن النواة هي العضية المسؤولة عن الحفاظ على الجزء الأكبر من الجينوم.
يسمى الجزء السائل من النواة karyoplasm. يحتوي على منتجات النشاط الحيوي لهياكل النواة. المنطقة الأكثر كثافة هي النواة ، التي تضم الريبوسومات والبروتينات المعقدة وRNA وكذلك البوتاسيوم والمغنيسيوم والزنك والحديد وفوسفات الكالسيوم. النواة تختفي قبل انقسام الخلية وتتشكل مرة أخرى في المراحل الأخيرة من هذه العملية.
الشبكة الإندوبلازمية (شبكية)
EPS هي عضية ذات غشاء واحد. تحتل نصف حجم الخلية وتتكون من أنابيب وصهاريج متصلة ببعضها البعض ، بالإضافة إلى الغشاء السيتوبلازمي والقشرة الخارجية للنواة. غشاء هذا العضوي له نفس بنية غشاء البلازما. هذا الهيكل متكامل ولا ينفتح في السيتوبلازم.
الشبكة الإندوبلازمية ناعمة وحبيبية (خشنة). توجد الريبوسومات على الغلاف الداخلي للحبيبات ER ، حيث يتم تخليق البروتين. لا توجد ريبوسومات على سطح الشبكة الإندوبلازمية الملساء ، ولكن يتم تركيب الكربوهيدرات والدهون هنا.
يتم نقل جميع المواد التي تتشكل في الشبكة الإندوبلازمية من خلال نظام الأنابيب والأنابيب إلى وجهاتها ، حيث يتم تجميعها واستخدامها لاحقًا في عمليات كيميائية حيوية مختلفة.
نظرًا لقدرة التوليف لـ EPS ، فإن الشبكة الخشنة تقع في الخلايا التي تتمثل وظيفتها الرئيسية في تكوين البروتينات ، وتقع الشبكة الملساء في الخلايا التي تصنع الكربوهيدرات والدهون. بالإضافة إلى ذلك ، تتراكم أيونات الكالسيوم في الشبكة الملساء ، والتي تعتبر ضرورية للتشغيل الطبيعي للخلايا أو للجسم ككل.
وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن ER هو موقع تشكيل جهاز Golgi.
Lysosomes ، وظائفها
الليزوزومات هي عضيات خلوية ،والتي يتم تمثيلها بأكياس مستديرة الشكل أحادية الغشاء تحتوي على إنزيمات هضمية وتحلل الماء (البروتياز والليباز والنوكليز). يتميز محتوى الجسيمات الحالة ببيئة حمضية. تقوم أغشية هذه التكوينات بعزلها عن السيتوبلازم ، مما يمنع تدمير المكونات الهيكلية الأخرى للخلايا. عندما يتم إطلاق إنزيمات الجسيم الحال في السيتوبلازم ، تدمر الخلية ذاتيًا - التحلل الذاتي.
وتجدر الإشارة إلى أن الإنزيمات يتم تصنيعها بشكل أساسي على شبكة إندوبلازمية خشنة ، وبعد ذلك تنتقل إلى جهاز جولجي. هنا يخضعون للتعديل ، ويتم تعبئتهم في حويصلات غشاء ويبدأون في الانفصال ، ليصبحوا مكونات مستقلة للخلية - الجسيمات الحالة ، وهي أولية وثانوية.
الجسيمات الأولية هي هياكل منفصلة عن جهاز جولجي ، في حين أن الثانوية (فجوات الجهاز الهضمي) هي تلك التي تتكون نتيجة اندماج الجسيمات الأولية والفجوات الداخلية.
بالنظر إلى هذا الهيكل والتنظيم ، يمكننا التمييز بين الوظائف الرئيسية للجسيمات الحالة:
- هضم مواد مختلفة داخل الخلية
- تدمير الهياكل الخلوية غير الضرورية ؛
- المشاركة في عمليات إعادة تنظيم الخلية.
فجوات
الفجوات هي عضيات كروية أحادية الغشاء وهي خزانات للمياه ومركبات عضوية وغير عضوية مذابة فيها. يشارك جهاز جولجي و EPS في تكوين هذه الهياكل.
في فجوات الخلية الحيوانيةالقليل. إنها صغيرة ولا تشغل أكثر من 5٪ من الحجم. دورهم الرئيسي هو ضمان نقل المواد في جميع أنحاء الخلية.
فجوات الخلية النباتية كبيرة وتشغل ما يصل إلى 90٪ من الحجم. في الخلية الناضجة ، يوجد فجوة واحدة فقط ، والتي تحتل موقعًا مركزيًا. يُطلق على غشاءه اسم Tonoplast ، وتسمى محتوياته نسغ الخلية. تتمثل الوظائف الرئيسية للفجوات النباتية في ضمان توتر غشاء الخلية ، وتراكم المركبات المختلفة ومنتجات النفايات في الخلية. بالإضافة إلى ذلك ، توفر عضيات الخلايا النباتية هذه المياه اللازمة لعملية التمثيل الضوئي.
إذا تحدثنا عن تكوين النسغ الخلوي ، فإنه يشمل المواد التالية:
- احتياطي - أحماض عضوية ، كربوهيدرات وبروتينات ، أحماض أمينية فردية ؛
- مركبات تتشكل خلال حياة الخلايا وتتراكم فيها (قلويدات ، تانين وفينولات) ؛
- مبيدات نباتية وهرمونات نباتية ؛
- أصباغ ، بسببها يتم تلوين الفواكه والجذور وبتلات الزهور باللون المقابل.
مجمع جولجي
هيكل العضيات المسماة "جهاز جولجي" بسيط للغاية. في الخلايا النباتية ، تبدو وكأنها أجسام منفصلة مع غشاء ؛ في الخلايا الحيوانية ، يتم تمثيلها بواسطة الصهاريج والأنابيب والمثانات. الوحدة الهيكلية لمركب جولجي هي الديكتوسوم ، والتي يتم تمثيلها بواسطة كومة من 4-6 "خزانات" وحويصلات صغيرة منفصلة عنها وتشكل نظام نقل داخل الخلايا ، ويمكن أيضًا أن تكون بمثابة مصدر للجسيمات الحالة. يمكن أن يختلف عدد الديكتوسومات من واحد إلى عدةالمئات.
يقع مجمع جولجي عادة بالقرب من النواة. في الخلايا الحيوانية - بالقرب من مركز الخلية. الوظائف الرئيسية لهذه العضيات هي كما يلي:
- إفراز وتراكم البروتينات والدهون والسكريات
- تعديل المركبات العضوية التي تدخل مجمع جولجي ؛
- هذا العضوي هو موقع تكوين الجسيمات الحالة.
وتجدر الإشارة إلى أن ER ، والجسيمات الحالة ، والفجوات ، وجهاز Golgi معًا يشكلون نظامًا أنبوبيًا فجويًا يقسم الخلية إلى أقسام منفصلة لها وظائف مقابلة. بالإضافة إلى ذلك ، يضمن هذا النظام التجديد المستمر للأغشية.
الميتوكوندريا هي محطات الطاقة للخلية
الميتوكوندريا عبارة عن عضيات ثنائية الغشاء ذات شكل كروي أو خيطي على شكل قضيب تصنع ATP. لديهم سطح خارجي أملس وغشاء داخلي به طيات عديدة تسمى cristae. وتجدر الإشارة إلى أن عدد cristae في الميتوكوندريا قد يختلف اعتمادًا على متطلبات الطاقة للخلية. يتركز على الغشاء الداخلي العديد من مجمعات الإنزيمات التي تصنع ثلاثي فوسفات الأدينوزين. هنا ، يتم تحويل طاقة الروابط الكيميائية إلى روابط كبيرة من ATP. بالإضافة إلى ذلك ، تقوم الميتوكوندريا بتفكيك الأحماض الدهنية والكربوهيدرات مع إطلاق الطاقة ، والتي تتراكم وتستخدم للنمو والتركيب.
البيئة الداخلية لهذه العضيات تسمى المصفوفة. هي تكونيحتوي على DNA دائري و RNA ، ريبوسومات صغيرة. ومن المثير للاهتمام أن الميتوكوندريا هي عضيات شبه مستقلة ، لأنها تعتمد على عمل الخلية ، ولكن في نفس الوقت يمكنها الحفاظ على استقلالية معينة. لذلك ، فهم قادرون على تصنيع البروتينات والإنزيمات الخاصة بهم ، وكذلك التكاثر بمفردهم.
يُعتقد أن الميتوكوندريا نشأت عندما دخلت الكائنات بدائية النواة الهوائية الخلية المضيفة ، مما أدى إلى تكوين مركب تكافلي محدد. لذلك ، فإن الحمض النووي للميتوكوندريا له نفس بنية الحمض النووي للبكتيريا الحديثة ، ويتم تثبيط تخليق البروتين في كل من الميتوكوندريا والبكتيريا بنفس المضادات الحيوية.
البلاستيدات - عضيات الخلايا النباتية
البلاستيدات عضيات كبيرة إلى حد ما. توجد فقط في الخلايا النباتية وتتكون من السلائف - البروبلاستيدات ، التي تحتوي على الحمض النووي. تلعب هذه العضيات دورًا مهمًا في عملية التمثيل الغذائي ويتم فصلها عن السيتوبلازم بواسطة غشاء مزدوج. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنهم تكوين نظام مرتب من الأغشية الداخلية.
البلاستيدات من ثلاثة أنواع:
- البلاستيدات الخضراء هي البلاستيدات الأكثر عددًا المسؤولة عن التمثيل الضوئي ، والتي تنتج مركبات عضوية وأكسجين مجاني. هذه الهياكل لها بنية معقدة وقادرة على التحرك في السيتوبلازم نحو مصدر الضوء. المادة الرئيسية الموجودة في البلاستيدات الخضراء هي الكلوروفيل ، حيث يمكن للنباتات استخدام طاقة الشمس. وتجدر الإشارة إلى أن البلاستيدات الخضراء ، مثل الميتوكوندريا ، هي هياكل شبه مستقلة ، لأنها قادرة علىالانقسام المستقل وتوليف البروتينات الخاصة بهم.
- Leucoplasts هي بلاستيدات عديمة اللون تتحول إلى بلاستيدات خضراء عند تعرضها للضوء. تحتوي هذه المكونات الخلوية على إنزيمات. بمساعدتهم ، يتم تحويل الجلوكوز وتجميعه في شكل حبوب نشا. في بعض النباتات ، تكون هذه البلاستيدات قادرة على تجميع الدهون أو البروتينات في شكل بلورات وأجسام غير متبلورة. أكبر عدد من كريات الدم البيضاء يتركز في خلايا أعضاء النباتات تحت الأرض.
- Chromoplasts هي مشتقات من النوعين الآخرين من البلاستيدات. تشكل الكاروتينات (أثناء تدمير الكلوروفيل) ، وهي حمراء أو صفراء أو برتقالية. الكروموبلاستيدات هي المرحلة الأخيرة من التحول البلاستيد. معظمهم في الفواكه والبتلات وأوراق الخريف.
ريبوسوم
ما هي عضية تسمى الريبوسوم؟ تسمى الريبوسومات العضيات غير الغشائية ، وتتكون من جزأين (وحدات فرعية صغيرة وكبيرة). قطرها حوالي 20 نانومتر. توجد في الخلايا من جميع الأنواع. هذه عضيات من الخلايا الحيوانية والنباتية والبكتيريا. تتشكل هذه الهياكل في النواة ، وبعد ذلك تنتقل إلى السيتوبلازم ، حيث يتم وضعها بحرية أو ربطها بـ EPS. اعتمادًا على خصائص التوليف ، تعمل الريبوسومات بمفردها أو تتحد في مجمعات لتشكيل polyribosomes. في هذه الحالة ، ترتبط هذه العضيات غير الغشائية بجزيء مرسال RNA.
يحتوي الريبوسوم على 4 جزيئات من الرنا الريباسي التي تشكل إطاره ، بالإضافة إلى بروتينات مختلفة.تتمثل المهمة الرئيسية لهذا العضو العضوي في تجميع سلسلة البولي ببتيد ، وهي الخطوة الأولى في تخليق البروتين. يمكن استخدام تلك البروتينات التي يتم تكوينها بواسطة ريبوسومات الشبكة الإندوبلازمية من قبل الكائن الحي بأكمله. يتم تصنيع البروتينات اللازمة لاحتياجات الخلية الفردية بواسطة الريبوسومات الموجودة في السيتوبلازم. وتجدر الإشارة إلى أن الريبوسومات توجد أيضًا في الميتوكوندريا والبلاستيدات.
الهيكل الخلوي للخلية
يتكون الهيكل الخلوي للخلية من الأنابيب الدقيقة والخيوط الدقيقة. الأنابيب الدقيقة عبارة عن تكوينات أسطوانية يبلغ قطرها 24 نانومتر. طولها 100 ميكرومتر -1 مم. المكون الرئيسي هو بروتين يسمى توبولين. إنه غير قادر على الانقباض ويمكن تدميره بواسطة الكولشيسين. توجد الأنابيب الدقيقة في الهيالوبلازم وتؤدي الوظائف التالية:
- إنشاء إطار مرن ، ولكن في نفس الوقت إطار قوي للقفص ، مما يسمح له بالحفاظ على شكله ؛
- المشاركة في عملية توزيع كروموسومات الخلية ؛
- توفير حركة العضيات ؛
- الموجودة في مركز الخلية ، وكذلك في الأسواط والأهداب.
الخيوط الدقيقة هي خيوط توجد تحت غشاء البلازما وتتكون من بروتين الأكتين أو الميوسين. يمكن أن تتقلص ، مما يؤدي إلى حركة السيتوبلازم أو نتوء غشاء الخلية. بالإضافة إلى ذلك ، تشارك هذه المكونات في تكوين انقباض أثناء انقسام الخلية.
مركز الخلية (الجسيم المركزي)
تتكون هذه العضية من 2 centrioles و centrioles.مركز أسطواني. تتكون جدرانه من ثلاثة أنابيب دقيقة تندمج مع بعضها البعض من خلال روابط متقاطعة. يتم ترتيب المريكزات في أزواج بزوايا قائمة مع بعضها البعض. وتجدر الإشارة إلى أن خلايا النباتات العليا تفتقر إلى هذه العضيات.
الدور الرئيسي لمركز الخلية هو ضمان التوزيع المتساوي للكروموسومات أثناء انقسام الخلية. إنه أيضًا مركز تنظيم الهيكل الخلوي.
عضيات الحركة
عضيات الحركة تشمل الأهداب ، وكذلك السوط. هذه زيادات صغيرة على شكل شعر. يحتوي السوط على 20 أنبوبًا دقيقًا. تقع قاعدتها في السيتوبلازم وتسمى الجسم القاعدي. طول السوط 100 ميكرومتر أو أكثر. تسمى الأسواط التي يبلغ حجمها 10-20 ميكرون فقط أهداب. عندما تنزلق الأنابيب الدقيقة ، تكون الأهداب والسوط قادرين على التأرجح ، مما يتسبب في حركة الخلية نفسها. قد يحتوي السيتوبلازم على ليفية مقلصة تسمى اللييفات العضلية - وهي عضيات من خلية حيوانية. توجد اللييفات العضلية ، كقاعدة عامة ، في الخلايا العضلية - خلايا الأنسجة العضلية ، وكذلك في خلايا القلب. تتكون من ألياف أصغر (بروتوفيبيلز).
وتجدر الإشارة إلى أن حزم اللييفات العضلية تتكون من ألياف داكنة - وهي أقراص متباينة الخواص ، بالإضافة إلى مناطق ضوئية - وهي أقراص متناحرة. الوحدة الهيكلية للليف العضلي هي قسيم عضلي. هذه هي المنطقة الواقعة بين القرص متباين الخواص والخواص ، والتي تحتوي على خيوط الأكتين والميوسين. عندما ينزلقون ، ينقبض القسيم العضلي ، مما يؤدي إلى حركة الألياف العضلية بأكملها. فيهذا يستخدم طاقة أيونات ATP والكالسيوم.
تتحرك الكائنات الأولية والحيوانات المنوية للحيوانات بمساعدة الأسواط. الأهداب هي عضو حركة أحذية ciliates. في الحيوانات والبشر ، تغطي المسالك الهوائية وتساعد على التخلص من الجسيمات الصلبة الصغيرة ، مثل الغبار. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا pseudopods التي توفر حركة amoeboid وهي عناصر من العديد من الخلايا وحيدة الخلية والحيوانية (على سبيل المثال ، الكريات البيض).
معظم النباتات لا تستطيع التحرك في الفضاء. حركاتهم هي النمو وحركات الأوراق والتغيرات في تدفق سيتوبلازم الخلايا.
الخلاصة
على الرغم من تنوع الخلايا ، إلا أنها تتمتع جميعها ببنية وتنظيم متشابهين. تتميز بنية ووظائف العضيات بخصائص متطابقة ، مما يضمن الأداء الطبيعي لكل من الخلية الفردية والكائن الحي بأكمله.
يمكن التعبير عن هذا النمط على النحو التالي.
جدول "عضويات الخلايا حقيقية النواة"
عضوي |
خلية نباتية |
قفص الحيوانات |
الوظائف الرئيسية |
| الأساسية | هو | هو | تخزين الحمض النووي ونسخ الحمض النووي الريبي وتخليق البروتين |
| الشبكة الإندوبلازمية | هو | هو | تخليق البروتينات والدهون والكربوهيدرات ، تراكم أيونات الكالسيوم ، تكوين مركب جولجي |
| ميتوكوندريا | هو | هو | توليف ATP والإنزيمات والبروتينات الخاصة |
| بلاستيدات | هو | لا | المشاركة في التمثيل الضوئي ، تراكم النشا ، الدهون ، البروتينات ، الكاروتينات |
| ريبوسوم | هو | هو | جمع سلسلة البولي ببتيد (تخليق البروتين) |
| الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة | هو | هو | تسمح للخلية بالحفاظ على شكل معين ، فهي جزء لا يتجزأ من مركز الخلية ، والأهداب والسوط ، وتوفر حركة العضيات |
| ليسوسومات | هو | هو | هضم المواد داخل الخلية ، تدمير هياكلها غير الضرورية ، المشاركة في إعادة تنظيم الخلية ، تسبب التحلل الذاتي |
| فجوة مركزية كبيرة | هو | لا | يوفر توترًا في غشاء الخلية ، ويتراكم العناصر الغذائية وفضلات الخلية ، والمبيدات النباتية والهرمونات النباتية ، وكذلك الأصباغ ، هي خزان للماء |
| مجمع جولجي | هو | هو | تفرز وتجمع البروتينات والدهون والكربوهيدرات ، وتعديل العناصر الغذائية التي تدخل الخلية ،مسؤول عن تكوين الجسيمات |
| مركز الخلية | هناك ، باستثناء النباتات العليا | هو | هو مركز تنظيم الهيكل الخلوي ، ويضمن تباعدًا موحدًا للكروموسومات أثناء انقسام الخلية |
| اللييفات العضلية | لا | هو | تأكد من تقلص العضلات |
إذا توصلنا إلى استنتاجات ، فيمكننا القول أن هناك اختلافات طفيفة بين الحيوان والخلية النباتية. في الوقت نفسه ، فإن السمات الوظيفية وهيكل العضيات (الجدول أعلاه يؤكد ذلك) لها مبدأ عام للتنظيم. تعمل الخلية كنظام متناغم ومتكامل. في الوقت نفسه ، فإن وظائف العضيات مترابطة وتهدف إلى التشغيل الأمثل والحفاظ على النشاط الحيوي للخلية.
