الخلايا التي تشكل أنسجة ممثلي النباتات والحيوانات لها اختلافات كبيرة في الحجم والشكل والعناصر المكونة. ومع ذلك ، تظهر جميعًا أوجه تشابه في السمات الرئيسية للنمو ، والتمثيل الغذائي ، والنشاط الحيوي ، والتهيج ، والقدرة على التغيير ، والتنمية. بعد ذلك ، دعنا نلقي نظرة فاحصة على بنية الخلية النباتية (سيتم تقديم جدول بالمكونات الرئيسية في نهاية المقالة).
خلفية تاريخية موجزة
بمساعدة الصدمة التناضحية في عام 1925 ، حصل Grendel و Gorter على قذائف كريات الدم الحمراء الفارغة ، ما يسمى بـ "الظلال". تم تكديسها في كومة ، وتحديد مساحة سطحها. تم عزل الدهون باستخدام الأسيتون. تم تحديد عددهم لكل وحدة مساحة من كريات الدم الحمراء أيضًا. على الرغم من الأخطاء في الحسابات ، تم استنتاج نتيجة صحيحة بشكل عشوائي وتم اكتشاف طبقة ثنائية الدهون.
معلومات عامة
علم الأحياء هو دراسة تطور ونمو عناصر الأنسجة لممثلي النباتات والحيوانات. هيكل الخلية النباتية معقدثلاثة مكونات مرتبطة ارتباطًا وثيقًا:
- جوهر. يتم فصله عن السيتوبلازم بواسطة غشاء مسامي. يحتوي على النواة والنسغ النووي والكروماتين
- السيتوبلازم ومجموعة من الهياكل المتخصصة - العضيات. هذا الأخير ، على وجه الخصوص ، يشمل البلاستيدات ، الميتوكوندريا ، الجسيمات الحالة ومجمع جولجي ، مركز الخلية. العضيات موجودة دائمًا. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا تشكيلات مؤقتة تسمى شوائب
- الهيكل الذي يشكل السطح هو غلاف الخلية النباتية.
ميزات الجهاز السطحي
في الكريات البيض والكائنات وحيدة الخلية ، يوفر غشاء الخلية اختراق الماء والأيونات والجزيئات الصغيرة من المركبات الأخرى. تسمى العملية التي يحدث خلالها اختراق الجسيمات الصلبة البلعمة. إذا سقطت قطرات من المركبات السائلة ، فإنهم يتحدثون عن كثرة الخلايا
عضويات
هم موجودون في الخلايا حقيقية النواة. ترتبط التحولات البيولوجية التي تحدث في الخلية بالعضيات. وهي مغطاة بغشاء مزدوج - البلاستيدات والميتوكوندريا. تحتوي على الحمض النووي الخاص بها ، بالإضافة إلى جهاز تصنيع البروتين. التكاثر عن طريق القسمة. في الميتوكوندريا ، بالإضافة إلى ATP ، يتم تصنيع البروتين بكميات صغيرة. توجد البلاستيدات في الخلايا النباتية. يتم استنساخهم عن طريق التقسيم.
غشاء
من الخطأ افتراض أن الطبقة الخارجية للخلية هي السيتوبلازم. الغشاء عبارة عن هيكل مرن جزيئي. تسمى الطبقة الخارجية للخليةجهاز السطح ، والذي يتم من خلاله فصل المحتويات عن البيئة الخارجية. هناك وظائف مختلفة لغشاء الخلية. تتمثل إحدى المهام الرئيسية في ضمان تكامل العنصر بأكمله. في الداخل ، توجد أيضًا هياكل تقسم الخلية إلى ما يسمى بالمقصورات. تسمى هذه المناطق المغلقة العضيات أو المقصورات. داخلها ، يتم الحفاظ على شروط معينة. وظيفة غشاء الخلية هي تنظيم التبادل بين البيئة والخلية.
غشاء
ما هو هيكل غشاء الخلية؟ غشاء الخلية عبارة عن طبقة ثنائية (مزدوجة) من جزيئات فئة الدهون. معظمهم من نوع معقد - الدهون الفوسفورية. تحتوي الجزيئات على أجزاء كارهة للماء (ذيل) ومحبة للماء (رأس). عندما يتشكل جدار الخلية ، تتحول ذيولها إلى الداخل ، وتتحول الرؤوس في الاتجاه المعاكس. الأغشية هياكل ثابتة. تشبه قشرة الخلية الحيوانية العديد من أوجه التشابه مع عنصر ممثل للنباتات. سمك الغشاء حوالي 7-8 نانومتر. تشتمل الطبقة الخارجية البيولوجية للخلية على مركبات بروتينية مختلفة: شبه متكاملة (من طرف واحد مغمورة في الطبقة الخارجية أو الداخلية للدهون) ، ومتكاملة (مخترقة) ، وسطح (بجوار الجوانب الداخلية أو تقع على الجانب الخارجي). عدد من البروتينات هي نقاط تقاطع الغشاء والهيكل الخلوي داخل الخلية والجدار الخارجي (إن وجد). تعمل بعض المركبات المتكاملة كقنوات أيونية ومستقبلات وناقلات مختلفة.
مهمة دفاعية
يحدد هيكل غشاء الخلية نشاطه إلى حد كبير. على وجه الخصوص ، يحتوي الغشاء على نفاذية انتقائية. هذا يعني أن درجة نفاذية الجزيئات عبر الغشاء تعتمد على حجمها وخصائصها الكيميائية وشحنتها الكهربائية. الوظيفة الرئيسية التي تؤديها الطبقة الخارجية للخلية تسمى الحاجز. نتيجة لذلك ، يتم ضمان التبادل الانتقائي والمنظم والنشط والسلبي للمركبات مع البيئة. على سبيل المثال ، يحمي غشاء البيروكسيسومات السيتوبلازم من البيروكسيدات الخطرة.
النقل
من خلال الطبقة الخارجية للخلية يحدث انتقال للمواد. بسبب النقل ، يتم ضمان توصيل المكونات الغذائية ، والقضاء على المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي ، وإفراز المواد المختلفة ، وتشكيل المكونات الأيونية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم الحفاظ على الرقم الهيدروجيني الأمثل وتركيز الأيونات اللازمة لعمل الإنزيمات في الخلية. إذا لم تتمكن الجسيمات الضرورية لسبب ما من المرور عبر طبقة ثنائية الفسفوليبيد ، على سبيل المثال ، بسبب الخصائص المحبة للماء ، نظرًا لأن الغشاء كاره للماء من الداخل ، أو بسبب حجمه الكبير ، فيمكنه عبور الغشاء من خلال ناقلات خاصة (بروتينات حاملة) ، عن طريق الالتقام أو عن طريق قنوات البروتين. في عملية النقل السلبي ، تمر المركبات عبر الطبقة الخارجية للخلية دون تكاليف الطاقة عن طريق الانتشار على طول تدرج التركيز. يعتبر التنفيذ الخفيف أحد الخيارات لهذه العملية. في هذه الحالة ، يساعد جزيء معين المادة على عبور الطبقة الخارجية للخلية. تستطيعهناك قناة قادرة على تمرير مواد من النوع 1 فقط. النقل النشط يتطلب طاقة. هذا يرجع إلى حقيقة أن الحركة في هذه الحالة تحدث بشكل عكسي مع تدرج التركيز. في هذه الحالة ، يحتوي الغشاء على بروتينات مضخة خاصة ، بما في ذلك ATPase ، والتي تضخ بنشاط أيونات البوتاسيوم في الخلية وتضخ أيونات الصوديوم.
مهام أخرى
تقوم الطبقة الخارجية للخلية بوظيفة مصفوفة. وهذا يضمن ترتيبًا وتوجيهًا متبادلاً معينًا لمركبات البروتين الغشائية ، فضلاً عن تفاعلها الأمثل. نظرًا للوظيفة الميكانيكية ، يتم ضمان استقلالية الخلية والهياكل الداخلية ، فضلاً عن الاتصال بالخلايا الأخرى. في هذه الحالة ، تعتبر جدران الهياكل ذات أهمية كبيرة في ممثلي النباتات. في الحيوانات ، يعتمد توفير الوظيفة الميكانيكية على المادة بين الخلايا. تؤدي الأغشية أيضًا مهام الطاقة. في عملية التمثيل الضوئي في البلاستيدات الخضراء والتنفس الخلوي في الميتوكوندريا ، يتم تنشيط أنظمة نقل الطاقة في جدرانها. في نفوسهم ، كما هو الحال في العديد من الحالات الأخرى ، تشارك البروتينات. واحدة من أهمها هي وظيفة المستقبل. بعض البروتينات الموجودة في الغشاء هي مستقبلات. بفضل هذه الجزيئات ، يمكن للخلية إدراك إشارات معينة. على سبيل المثال ، الستيرويدات المنتشرة في مجرى الدم تؤثر فقط على الخلايا المستهدفة التي لديها مستقبلات تتوافق مع هرمونات معينة. هناك أيضًا نواقل عصبية. هذه المواد الكيميائيةتوفر الوصلات نقل النبضات. لديهم أيضًا ارتباط ببروتينات مستهدفة محددة. غالبًا ما تكون مكونات الغشاء عبارة عن إنزيمات. ومن هنا تأتي الوظيفة الأنزيمية لغشاء الخلية. توجد مركبات الجهاز الهضمي في أغشية البلازما للعناصر الظهارية المعوية. يتم إنشاء القدرات الحيوية وإجرائها في الطبقة الخارجية للخلية.
تركيز أيون
بمساعدة الغشاء ، يتم الحفاظ على المحتوى الداخلي لأيون K + عند مستوى أعلى من الخارج. في الوقت نفسه ، يكون تركيز الصوديوم أقل بكثير من تركيزه في الخارج. هذا له أهمية خاصة لأنه يوفر فرقًا محتملًا عبر الجدار وتوليد نبضة عصبية.
بمناسبة
هناك مستضدات على الغشاء تعمل كنوع من "الملصقات". تسمح العلامة بتحديد الخلية. تلعب البروتينات السكرية - البروتينات ذات السلاسل الجانبية المتفرعة قليلة السكريد قليلة السكاريد - دور "الهوائيات". نظرًا لوجود تكوينات لا حصر لها من السلاسل الجانبية ، فمن الممكن عمل علامة لكل مجموعة من الخلايا. بمساعدتهم ، يتم التعرف على بعض العناصر من قبل الآخرين ، والتي بدورها تسمح لهم بالعمل في تناغم. يحدث هذا ، على سبيل المثال ، أثناء تكوين الأنسجة والأعضاء. وفقًا لنفس الآلية ، يعمل الجهاز المناعي على التعرف على المستضدات الأجنبية.
التكوين والهيكل
كما ذكرنا أعلاه ، تتكون أغشية الخلايا من الدهون الفوسفورية. ومع ذلك ، بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الهيكل علىالكوليسترول والدهون السكرية. هذه الأخيرة هي الدهون مع الكربوهيدرات المرفقة. الجلايكو- والفوسفوليبيدات ، اللذان يشكلان أساسًا أغشية الخلايا ، يتكونان من 2 "ذيول" طويلة من الكربوهيدرات الكارهة للماء. ترتبط مع "رأس" ماء مشحون. بسبب وجود الكوليسترول ، فإن الغشاء لديه المستوى اللازم من الصلابة. يحتل المركب المساحة الحرة بين ذيول مقاومة للماء الدهنية ، وبالتالي يمنع الانحناء. في هذا الصدد ، فإن تلك الأغشية التي يقل فيها الكولسترول تكون أكثر مرونة ونعومة ، وحيث يوجد المزيد منها ، على العكس من ذلك ، تكون الجدران أكثر صلابة وهشاشة. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل المركب بمثابة سدادة تمنع حركة الجزيئات القطبية من خلية إلى أخرى. للبروتينات التي تخترق الغشاء أهمية خاصة وهي مسؤولة عن خصائصه المختلفة. تحتوي قشرة أو أخرى للخلية النباتية على بروتينات محددة في التركيب والاتجاه.
الدهون الحلقي
تم العثور على هذه المركبات بجانب البروتينات. ومع ذلك ، فإن الدهون الحلقية تكون أكثر ترتيبًا وأقل حركة. تحتوي على أحماض دهنية ذات تشبع أعلى. تترك الدهون الأغشية مع مركب البروتين. بدون العناصر الحلقية ، لن تعمل بروتينات الغشاء. غالبًا ما تكون الأصداف غير متماثلة. بمعنى آخر ، هذا يعني أن الطبقات لها تركيبات دهنية مختلفة. يحتوي الجزء الخارجي بشكل رئيسي على جليكوليبيدات ، سفينجوميلين ، فسفاتيديل كولين ، فوسفاتيديل نوزيتول. تحتوي الطبقة الداخلية على فوسفاتيديل نوزيتول ،فوسفاتيديل إيثانول أمين وفوسفاتيديل سيرين. الانتقال من مستوى إلى جزيء محدد آخر صعب إلى حد ما. ومع ذلك ، قد يحدث بشكل عفوي. يحدث هذا مرة كل ستة أشهر. يمكن أيضًا إجراء الانتقال بمساعدة بروتينات flippase و scramblase. عندما يظهر phosphatidylseryl في الطبقة الخارجية ، تتخذ الضامة موقفًا دفاعيًا وتوجه نشاطها لتدمير الخلية.
عضيات
يمكن أن تكون هذه المناطق مفردة ومغلقة أو متصلة ببعضها البعض ، مفصولة بأغشية من الهيالوبلازم. تعتبر Perixisomes ، والفراغات ، والليزوزومات ، وجهاز جولجي ، والشبكة الإندوبلازمية عضيات ذات غشاء واحد. تشمل الأغشية المزدوجة البلاستيدات والميتوكوندريا والنواة. أما بالنسبة لبنية الأغشية فتختلف جدران العضيات المختلفة في تكوين البروتينات والدهون.
النفاذية الانتقائية
من خلال أغشية الخلايا تنتشر ببطء الأحماض الدهنية والأمينية والأيونات والجلسرين والجلوكوز. في الوقت نفسه ، تنظم الجدران نفسها هذه العملية بنشاط ، وتمرير بعض المواد والاحتفاظ بها. هناك أربع آليات رئيسية لدخول مركب إلى خلية. وتشمل هذه التحولات الداخلية أو الإفرازات ، والنقل النشط ، والتناضح ، والانتشار. النوعان الأخيران غير فعالين بطبيعتهما ولا يتطلبان تكاليف طاقة. لكن الأولين نشطين. إنهم بحاجة إلى الطاقة. مع النقل السلبي ، يتم تحديد النفاذية الانتقائية بواسطة بروتينات متكاملة - قنوات خاصة. من خلالها يتخلل الغشاء. تشكل هذه القنوات نوعًا من الممر. هناك بروتينات خاصة للعناصرCl ، Na ، K. بالنسبة لتدرج التركيز ، تنتقل جزيئات العناصر إلى الخلية منه. على خلفية تهيج ، تفتح قنوات أيون الصوديوم. هم ، بدورهم ، يبدأون في الدخول فجأة إلى الخلية. ويصاحب ذلك خلل في إمكانات الغشاء. ومع ذلك ، فإنه يتعافى بعد ذلك. تظل قنوات البوتاسيوم مفتوحة دائمًا. تدخل الأيونات الخلية ببطء من خلالها.
في الختام
يتم عرض مهام وهيكل الخلية النباتية بإيجاز أدناه. يحتوي الجدول أيضًا على معلومات حول تكوين العنصر البيولوجي.
| أنواع العناصر | التكوين والوظائف |
| الخلايا النباتية | مصنوع من الألياف. يوفر السقالات والحماية. |
| العناصر الحيوية | طبقة رقيقة جدًا ومرنة - يحتوي الجلوكالكس على البروتينات والسكريات. يوفر الحماية. |
