غشاء البلازما عبارة عن طبقة ثنائية للدهون تحتوي على بروتينات وقنوات أيونية وجزيئات مستقبلات مدمجة في سمكها. هذا حاجز ميكانيكي يفصل السيتوبلازم في الخلية عن الفضاء المحيط بالخلية ، وفي نفس الوقت يكون الاتصال الوحيد بالبيئة الخارجية. لذلك ، فإن البلازما هي أحد أهم هياكل الخلية ، ووظائفها تسمح لها بالتواجد والتفاعل مع مجموعات الخلايا الأخرى.
نظرة عامة على وظائف سيتوليما
غشاء البلازما بالشكل الذي يوجد به في خلية حيوانية هو سمة للعديد من الكائنات الحية من ممالك مختلفة. تحتوي البكتيريا والأوليات ، التي يتم تمثيل الكائنات الحية بها بواسطة خلية واحدة ، على غشاء هيولي. والحيوانات والفطريات والنباتات ككائنات متعددة الخلايا لم تفقدها في عملية التطور. ومع ذلك ، في ممالك مختلفة من الكائنات الحيةالغشاء الخلوي مختلف إلى حد ما ، على الرغم من أن وظائفه لا تزال كما هي. يمكن تقسيمها إلى ثلاث مجموعات: التحديد والنقل والاتصال.
تتضمن مجموعة وظائف التحديد الحماية الميكانيكية للخلية ، والحفاظ على شكلها ، والحماية من البيئة خارج الخلية. يلعب الغشاء مجموعة نقل من الوظائف بسبب وجود بروتينات معينة وقنوات أيونية وناقلات لمواد معينة. تشمل الوظائف التواصلية للسيتوليما وظيفة المستقبل. توجد على سطح الغشاء مجموعة من مجمعات المستقبلات ، والتي من خلالها تشارك الخلية في آليات نقل المعلومات الخلطية. ومع ذلك ، من المهم أيضًا أن تحيط البلازما ليس بالخلية فحسب ، بل أيضًا ببعض عضياتها الغشائية. في نفوسهم ، تلعب نفس الدور كما في حالة الخلية بأكملها.
وظيفة الحاجز
وظائف الحاجز لغشاء البلازما متعددة. يحمي البيئة الداخلية للخلية مع التركيز السائد للمواد الكيميائية من تغيرها. يحدث الانتشار في المحاليل ، أي التكافؤ الذاتي للتركيز بين الوسائط ذات المحتويات المختلفة لمواد معينة فيها. تمنع غشاء البلازما الانتشار عن طريق منع تدفق السوائل والأيونات في أي اتجاه. وبالتالي ، فإن الغشاء يحد من السيتوبلازم بتركيز معين من الإلكتروليتات من البيئة المحيطة بالخلية.
المظهر الثاني لوظيفة الحاجز لغشاء البلازما هو الحماية من البيئات الحمضية والقلوية القوية. غشاء بلازما مبنيبحيث تكون النهايات الكارهة للماء لجزيئات الدهون متجهة للخارج. لذلك ، غالبًا ما يميز بين البيئات داخل الخلايا وخارجها ذات قيم الأس الهيدروجيني المختلفة. إنه ضروري للحياة الخلوية.
وظيفة الحاجز لأغشية العضية
تختلف وظائف الحاجز لغشاء البلازما أيضًا لأنها تعتمد على موقعه. على وجه الخصوص ، فإن karyolemma ، أي الطبقة الدهنية الثنائية للنواة ، تحميها من التلف الميكانيكي وتفصل البيئة النووية عن البيئة السيتوبلازمية. علاوة على ذلك ، يُعتقد أن كاريوليما مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بغشاء الشبكة الإندوبلازمية. لذلك ، يعتبر النظام بأكمله بمثابة مستودع واحد للمعلومات الوراثية ، ونظام تخليق البروتين ومجموعة من التعديلات اللاحقة للترجمة لجزيئات البروتين. يعد غشاء الشبكة الإندوبلازمية ضروريًا للحفاظ على شكل قنوات النقل داخل الخلايا التي تتحرك من خلالها جزيئات البروتين والدهون والكربوهيدرات.
يحمي غشاء الميتوكوندريا الميتوكوندريا ، بينما يحمي الغشاء البلاستيد البلاستيدات الخضراء. يلعب الغشاء الليزوزومي أيضًا دور الحاجز: يوجد داخل الجسيم الحال بيئة حموضة عدوانية وأنواع الأكسجين التفاعلية التي يمكن أن تدمر الهياكل داخل الخلية إذا اخترقت هناك. من ناحية أخرى ، يعتبر الغشاء حاجزًا عالميًا ، حيث يسمح كلاهما للجسيمات الحالة "بهضم" الجزيئات الصلبة ويحد من موقع عمل الإنزيمات.
الوظيفة الميكانيكية لغشاء البلازما
الوظائف الميكانيكية لغشاء البلازما هي أيضًا غير متجانسة. أولاً ، يدعم غشاء البلازماشكل خلوي. ثانيًا ، يحد من قابلية الخلية للتشوه ، لكنه لا يمنع التغيير في الشكل والسيولة. في هذه الحالة ، يمكن أيضًا تقوية الغشاء. يحدث هذا بسبب تكوين جدار الخلية بواسطة الطلائعيات والبكتيريا والنباتات والفطريات. في الحيوانات ، بما في ذلك الأنواع البشرية ، يكون جدار الخلية هو الأبسط ويمثل فقط بواسطة glycocalyx.
في البكتيريا هو بروتين سكري ، وفي النباتات يكون سليلوز ، وفي الفطريات يكون كيتين. حتى أن الدياتومات تدمج السيليكا (أكسيد السيليكون) في جدارها الخلوي ، مما يزيد بشكل كبير من القوة والمقاومة الميكانيكية للخلية. وكل كائن حي يحتاج إلى جدار خلوي لهذا الغرض. وللبلازما نفسها قوة أقل بكثير من طبقة البروتيوغليكان أو السليلوز أو الكيتين. ليس هناك شك في أن الغشاء الخلوي يلعب دورًا ميكانيكيًا.
أيضًا ، تسمح الوظائف الميكانيكية لغشاء البلازما للميتوكوندريا ، والبلاستيدات الخضراء ، والليزوزومات ، والنواة والشبكة الإندوبلازمية بالعمل داخل الخلية وحماية أنفسهم من التلف تحت العتبة. هذا نموذجي لأي خلية بها هذه العضيات الغشائية. علاوة على ذلك ، فإن غشاء البلازما له نواتج حشوية ، يتم من خلالها إنشاء اتصالات بين الخلايا. هذا مثال على تنفيذ الوظيفة الميكانيكية لغشاء البلازما. يتم ضمان الدور الوقائي للغشاء أيضًا من خلال المقاومة الطبيعية وسيولة طبقة ثنائية الدهون.
الوظيفة التواصلية للغشاء السيتوبلازمي
النقل والاستقبال من بين وظائف التواصل. هؤلاءكلتا الصفات مميزة لغشاء البلازما و karyolemma. لا يحتوي غشاء العضيات دائمًا على مستقبلات أو يتخلل قنوات النقل ، ولكن غشاء الكارولين والورم الخلوي لهما هذه التكوينات. من خلالهم يتم تنفيذ هذه الوظائف التواصلية.
يتم تنفيذ النقل من خلال آليتين محتملتين: مع إنفاق الطاقة ، أي بطريقة نشطة ، وبدون إنفاق ، عن طريق الانتشار البسيط. ومع ذلك ، يمكن للخلية أيضًا نقل المواد عن طريق البلعمة أو كثرة الخلايا. يتم تحقيق ذلك من خلال التقاط سحابة من الجسيمات السائلة أو الصلبة بواسطة نتوءات السيتوبلازم. ثم تلتقط الخلية ، كما لو كانت بيديها ، جسيمًا أو قطرة سائل ، فتسحبها وتشكل طبقة سيتوبلازمية حولها.
النقل النشط والانتشار
النقل النشط هو مثال على الامتصاص الانتقائي للكهارل أو المغذيات. من خلال قنوات محددة ممثلة بجزيئات بروتينية تتكون من عدة وحدات فرعية ، تخترق مادة أو أيون مائي في السيتوبلازم. الأيونات تغير الإمكانات ، والمغذيات مدمجة في دوائر التمثيل الغذائي. وكل هذه الوظائف لغشاء البلازما في الخلية تساهم بشكل فاعل في نموه وتطوره.
الذوبان في الدهون
تستخدم الخلايا شديدة التمايز مثل الخلايا العصبية أو الغدد الصماء أو الخلايا العضلية هذه القنوات الأيونية لتوليد إمكانات الراحة والعمل. يتكون بسبب الاختلاف التناضحي والكهروكيميائي ، وتكتسب الأنسجة القدرة على الانقباض ،توليد أو إجراء نبضة أو الاستجابة للإشارات أو نقلها. هذه آلية مهمة لتبادل المعلومات بين الخلايا ، والتي تكمن وراء التنظيم العصبي لوظائف الكائن الحي بأكمله. توفر وظائف غشاء البلازما للخلية الحيوانية تنظيم النشاط الحيوي والحماية والحركة للكائن الحي بأكمله.
يمكن لبعض المواد أن تخترق الغشاء ، لكن هذا نموذجي فقط لجزيئات الجزيئات المحبة للدهون القابلة للذوبان في الدهون. تذوب ببساطة في الطبقة الثنائية من الغشاء ، وتدخل بسهولة في السيتوبلازم. آلية النقل هذه نموذجية لهرمونات الستيرويد. وهرمونات البنية الببتيدية غير قادرة على اختراق الغشاء ، على الرغم من أنها تنقل المعلومات أيضًا إلى الخلية. يتحقق ذلك بسبب وجود جزيئات مستقبلات (متكاملة) على سطح غشاء البلازما. تشكل الآليات الكيميائية الحيوية المرتبطة بنقل الإشارات إلى النواة ، جنبًا إلى جنب مع آلية الاختراق المباشر للمواد الدهنية عبر الغشاء ، نظامًا أبسط للتنظيم الخلطي. وكل هذه الوظائف للبروتينات المتكاملة لغشاء البلازما مطلوبة ليس فقط لخلية واحدة ، ولكن للكائن كله.
جدول وظائف الغشاء السيتوبلازمي
الطريقة الأكثر بصرية لتسليط الضوء على وظائف غشاء البلازما هي الجدول الذي يشير إلى دوره البيولوجي للخلية ككل.
| هيكل | الوظيفة | الدور البيولوجي |
| السيتوبلازم الغشاء على شكل طبقة ثنائية الدهون معنهايات كارهة للماء الموجودة في الخارج ، ومجهزة بمجمعات مستقبلات للبروتينات المتكاملة والسطحية | ميكانيكي | يحافظ على الشكل الخلوي ، ويحمي من تأثيرات العتبة الفرعية الميكانيكية ، ويحافظ على السلامة الخلوية |
| النقل | ينقل القطرات السائلة والجزيئات الصلبة والجزيئات الكبيرة والأيونات الرطبة إلى الخلية مع أو بدون إنفاق الطاقة | |
| مستقبلات | يحتوي على جزيئات مستقبلات على سطحه تعمل على نقل المعلومات إلى النواة | |
| لاصق | بسبب نتوءات السيتوبلازم ، تشكل الخلايا المجاورة جهات اتصال مع بعضها البعض | |
| الكهربية | يوفر ظروفًا لتوليد إمكانات العمل وإمكانات الراحة للأنسجة المثيرة |
يوضح هذا الجدول بوضوح الوظائف التي يؤديها غشاء البلازما. ومع ذلك ، فإن غشاء الخلية فقط ، أي الطبقة الدهنية الثنائية المحيطة بالخلية بأكملها ، يلعب هذه الأدوار. يوجد بداخلها عضيات لها أغشية أيضًا. يجب تحديد أدوارهم.
وظائف غشاء البلازما: مخطط
تختلف العضيات التالية في وجود الأغشية في الخلية: النواة ، الشبكة الإندوبلازمية الخشنة والملساء ، مجمع جولجي ، الميتوكوندريا ، البلاستيدات الخضراء ، الجسيمات الحالة. في كل منهذه العضيات ، يلعب الغشاء دورًا مهمًا. يمكنك التفكير في ذلك باستخدام مثال مخطط جدولي.
| عضية وغشاء | الوظيفة | الدور البيولوجي |
| نواة ، غشاء نووي | ميكانيكي | الوظائف الميكانيكية لغشاء البلازما في سيتوبلازم النواة تسمح له بالحفاظ على شكله ، ومنع ظهور الضرر الهيكلي |
| حاجز | فصل النيوكليوبلازم والسيتوبلازم | |
| النقل | لديها مسام نقل لخروج الريبوسومات و RNA الرسول من النواة ودخول العناصر الغذائية والأحماض الأمينية والقواعد النيتروجينية إلى الداخل | |
| الميتوكوندريا ، غشاء الميتوكوندريا | ميكانيكي | الحفاظ على شكل الميتوكوندريا ومنع الضرر الميكانيكي |
| النقل | يتم نقل الأيونات وركائز الطاقة عبر الغشاء | |
| الكهربية | يوفر توليد إمكانات الغشاء ، والتي هي أساس إنتاج الطاقة في الخلية | |
| بلاستيدات خضراء ، غشاء بلاستيد | ميكانيكي | يدعم شكل البلاستيدات ، ويمنع تلفها الميكانيكي |
| النقل | يوفر نقل المواد | |
| الشبكة الإندوبلازمية ، غشاء الشبكة | الميكانيكية و تشكيل البيئة | يوفر وجود تجويف حيث تحدث عمليات تخليق البروتين وتعديلها بعد الترجمة |
| جهاز جولجي ، غشاء الحويصلات والصهاريج | الميكانيكية و تشكيل البيئة | دور انظر أعلاه |
| الليزوزومات ، الغشاء الليزوزومي |
ميكانيكي حاجز |
الحفاظ على شكل الليزوزوم ، ومنع الضرر الميكانيكي وإطلاق الإنزيمات في السيتوبلازم ، مما يحدها من المجمعات اللايتية |
أغشية الخلايا الحيوانية
هذه هي وظائف غشاء البلازما في الخلية ، حيث يلعب دورًا مهمًا لكل عضية. علاوة على ذلك ، يجب دمج عدد من الوظائف في وظيفة واحدة - في وظيفة وقائية. على وجه الخصوص ، يتم دمج الحاجز والوظائف الميكانيكية في وظيفة وقائية. علاوة على ذلك ، فإن وظائف غشاء البلازما في الخلية النباتية تكاد تكون متطابقة مع تلك الموجودة في الخلية الحيوانية والبكتيرية.
الخلية الحيوانية هي الأكثر تعقيدًا والأكثر تمايزًا. توجد هنا بروتينات سطحية وشبه تكاملية أكثر بكثير. بشكل عام ، في الكائنات متعددة الخلايا ، يكون هيكل الغشاء دائمًا أكثر تعقيدًا منه في الكائنات أحادية الخلية. وتحدد الوظائف التي يؤديها غشاء البلازما لخلية معينة ما إذا كان سيتم تصنيفها على أنها ظهارية أم ضامة أمنسيج مهتاج.
