ثبت أن خلايا الكائنات حقيقية النواة يتم تمثيلها من خلال نظام من الأغشية التي تشكل عضيات من تكوين البروتين الفوسفوليبيد. ومع ذلك ، هناك استثناء مهم لهذه القاعدة. عضيتان (مركز الخلية والريبوسوم) ، بالإضافة إلى عضيات الحركة (الأسواط والأهداب) لها بنية غير غشائية. كيف يتم تعليمهم؟ في هذا العمل ، سنحاول إيجاد إجابة لهذا السؤال ، وكذلك دراسة بنية مركز الخلية للخلية ، والتي تسمى غالبًا الجسيم المركزي.
هل تحتوي كل الخلايا على مركز خلية
الحقيقة الأولى التي يهتم بها العلماء هي الوجود الاختياري لهذا العضوي. لذلك ، في الفطريات السفلية - الفطريات الفطرية - وفي النباتات العليا ، فهي غائبة. كما اتضح ، في الطحالب ، في الخلايا البشرية وفي معظم الحيوانات ، يعد وجود مركز الخلية ضروريًا لتنفيذ عمليات الانقسام والانقسام الاختزالي. تنقسم الخلايا الجسدية بالطريقة الأولى ، وتنقسم الخلايا الجنسية بالطريقة الأخرى. مشارك إلزامي في كلتا العمليتين هوجسيم مركزي. يضمن تباعد أقطابها المركزية إلى أقطاب الخلية المنقسمة وتمدد خيوط مغزل الانشطار بينهما مزيدًا من التباعد في الكروموسومات المرتبطة بهذه الخيوط وأقطاب الخلية الأم.
كشفت الدراسات المجهرية السمات الهيكلية لمركز الخلية. وهو يشمل من واحد إلى عدة أجسام كثيفة - مريكزات ، تنطلق منها الأنابيب الدقيقة. دعونا ندرس بمزيد من التفصيل المظهر ، وكذلك هيكل مركز الخلية.
الجسيم المركزي في الخلية البينية
في دورة حياة الخلية ، يمكن رؤية مركز الخلية خلال فترة تسمى الطور البيني. توجد أسطوانات صغيرة عادة بالقرب من الغشاء النووي. يتكون كل منها من أنابيب بروتين ، مجمعة في ثلاث قطع (ثلاثة توائم). تسعة من هذه الهياكل تشكل سطح المريكز. إذا كان هناك اثنان منهم (وهو ما يحدث في أغلب الأحيان) ، فإنهما يقعان في زوايا قائمة لبعضهما البعض. خلال فترة الحياة بين قسمين ، يكون هيكل مركز الخلية في الخلية متماثلًا تقريبًا في جميع حقيقيات النوى.
البنية التحتية للمركز
أصبح من الممكن دراسة بنية مركز الخلية بالتفصيل نتيجة استخدام المجهر الإلكتروني. وجد العلماء أن الأسطوانات المركزية لها الأبعاد التالية: طولها 0.3-0.5 ميكرون ، وقطرها 0.2 ميكرون. عدد المريكزات يتضاعف قبل أن يبدأ الانقسام. هذا ضروري حتى تستقبل خلايا الأم وابنتها نتيجة الانقساممركز الخلية ، يتكون من اثنين من المريكزات. تكمن السمات الهيكلية لمركز الخلية في حقيقة أن المريكزات المكونة لها ليست متكافئة: أحدها ، الناضج (الأمومي) ، يحتوي على عناصر إضافية: القمر الصناعي المحيط بالمركز وملحقاته. المريكز غير الناضج له موقع محدد يسمى عجلة العجلة.
سلوك الجسيم المركزي في الانقسام
من المعروف أن نمو الكائن الحي وتكاثره يحدث على مستوى الوحدة الأولية للطبيعة الحية ، وهي الخلية. يعتبر علم الخلايا بنية الخلية ، وتوطين الخلية ووظائفها ، بالإضافة إلى عضياتها. على الرغم من حقيقة أن العلماء قد أجروا الكثير من الأبحاث ، لا يزال مركز الخلية غير مدروس بشكل كافٍ ، على الرغم من توضيح دوره في انقسام الخلايا بشكل كامل. في طور الانقسام الفتيلي وفي الطور الأولي لتقسيم الاختزال للانقسام الاختزالي ، تتباعد المريكزات نحو أقطاب الخلية الأم ، ثم يتم تشكيل خيط مغزل الانشطار. وهي متصلة بسنتروميرات الانقباض الأولي للكروموسومات. ما هذا؟
مغزل انقسام الخلية الطورية
أتاحت تجارب G. Boveri و A. Neil وعلماء آخرين إثبات أن بنية مركز الخلية ووظائفها مترابطة. يضمن وجود مركزين موجودين بشكل ثنائي القطب فيما يتعلق بأقطاب الخلية ، وشعيرات المغزل بينهما ، توزيعًا متساويًا للكروموسومات المتصلة بالأنابيب الدقيقة لكل من أقطاب الخلية الأم.
وهكذا ، سيكون عدد الكروموسومات هو نفسه في الخلايا الوليدة نتيجة الانقسام ، أو نصف العدد (في الانقسام الاختزالي) كما في الخلية الأم الأصلية. من الأمور ذات الأهمية الخاصة حقيقة أن بنية مركز الخلية تتغير وترتبط بمراحل دورة حياة الخلية.
التحليل الكيميائي للعضية
لفهم وظائف ودور الجسيم المركزي بشكل أفضل ، دعنا ندرس المركبات العضوية التي يتضمنها تكوينه. كما يتوقع المرء ، فإن البروتينات هي الرائدة. يكفي أن نتذكر أن بنية ووظائف غشاء الخلية تعتمد أيضًا على وجود جزيئات الببتيد فيه. لاحظ أن البروتينات في الجسيم المركزي لها قدرة مقلصة. وهي جزء من الأنابيب الدقيقة وتسمى توبولين. عند دراسة البنية الخارجية والداخلية لمركز الخلية ، ذكرنا العناصر المساعدة: الأقمار الصناعية المحيطة بالمركز والملحقات المركزية. وهي تشمل سينكسين وميريسيتين.
هناك أيضًا بروتينات تنظم عملية التمثيل الغذائي للعضو. هذه هي الكيناز والفوسفاتيز - الببتيدات الخاصة المسؤولة عن نواة الأنابيب الدقيقة ، أي لتكوين جزيء بذرة نشط ، يبدأ من خلاله نمو وتكوين الأغشية الدقيقة الشعاعية.
مركز الخلية كمنظم للبروتينات الليفية
في علم الخلايا ، ترسخت أخيرًا فكرة الجسيم المركزي باعتباره العضية الرئيسية المسؤولة عن تكوين الأنابيب الدقيقة. بفضل الدراسات المعممة لـ K. Fulton ، يمكن القول بأن مركز الخليةيوفر هذه العملية بأربع طرق. على سبيل المثال: بلمرة خيوط مغزل الانشطار ، وتشكيل المريكزات ، وإنشاء نظام شعاعي للأنابيب الدقيقة في خلية الطور البيني ، وأخيراً تخليق العناصر في الهدب الأولي. هذه هي سمة التكوين الخاصة للمريكز الأمومي. من خلال دراسة بنية ووظائف غشاء الخلية ، يكتشفه العلماء تحت المجهر الإلكتروني في مركز الخلية بعد انقسام الخلية الانقسامية أو في وقت ظهور الانقسام الفتيلي. في المرحلة G2 من الطور البيني ، وكذلك في المراحل الأولى من الطور الأولي ، يختفي الهدب. وفقًا لتركيبها الكيميائي ، فهي تتكون من جزيئات التيوبيولين وهي عبارة عن ملصق يمكن من خلاله تحديد مركز الأم الناضج. فكيف يحدث نضوج الجسيم المركزي؟ ضع في اعتبارك جميع الفروق الدقيقة في هذه العملية.
مراحل تشكيل المريكز
أثبت علماء الخلايا أن المريكزات الأم والابنة التي تشكل الثنائي ليسوا متماثلين في الهيكل. لذلك ، فإن البنية الناضجة تحدها طبقة من مادة محيط المركز - هالة انقسامية. يستغرق النضج الكامل للمريكز الابنة وقتًا أطول من دورة حياة خلية واحدة. في نهاية المرحلة G1 من دورة الخلية الثانية ، يعمل المريكز الجديد بالفعل كمنظم للأنابيب الدقيقة وقادر على تكوين خيوط مغزل انشطار ، بالإضافة إلى تكوين عضيات حركة خاصة. يمكن أن تكون أهداب وسوط ، توجد في البروتوزوا وحيدة الخلية (على سبيل المثال ، الحنديرة الخضراء ، والأحذية الهدبية) ، وكذلك في العديد من الطحالب ، مثل الكلاميوموناس. يتم تزويد الأسواط المتكونة بسبب الأنابيب الدقيقة في مركز الخلية بالعديدالجراثيم في الطحالب وكذلك الخلايا الجرثومية للحيوانات والبشر.
دور الجسيم المركزي في حياة الخلية
لذا ، فقد رأينا أن واحدة من أصغر عضيات الخلية (تحتل أقل من 1٪ من حجم الخلية) تلعب دورًا رئيسيًا في تنظيم عملية التمثيل الغذائي لكل من الخلايا النباتية والحيوانية. يستلزم انتهاك تكوين مغزل الانقسام تكوين خلايا ابنة معيبة وراثيًا. تختلف مجموعات الكروموسومات الخاصة بهم عن العدد الطبيعي ، مما يؤدي إلى انحرافات صبغية. ونتيجة لذلك تطور الأفراد غير الطبيعيين أو وفاتهم. في الطب ، تم إثبات حقيقة العلاقة بين عدد المريكزات وخطر الإصابة بالسرطان. على سبيل المثال ، إذا كانت خلايا الجلد الطبيعية تحتوي على 2 centrioles ، فإن خزعة الأنسجة في حالة الإصابة بسرطان الجلد تكشف عن زيادة عددها إلى 4-6. تقدم هذه النتائج دليلاً على الدور الرئيسي للجسيم المركزي في التحكم في انقسام الخلايا. تشير البيانات التجريبية الحديثة إلى الدور المهم لهذه العضية في عمليات النقل داخل الخلايا. يسمح الهيكل الفريد لمركز الخلية بتنظيم كل من شكل الخلية وتغييرها. في الوحدة التي تتطور بشكل طبيعي ، يقع الجسيم المركزي بجوار جهاز جولجي ، بالقرب من النواة ، ويوفر جنبًا إلى جنب مع وظائف تكاملية وإشارات في تنفيذ الانقسام ، والانقسام الاختزالي ، وكذلك موت الخلية المبرمج - موت الخلايا المبرمج. هذا هو السبب في أن علماء الخلايا المعاصرين يعتبرون الجسيم المركزي عضية موحدة مهمة للخلية ، مسؤولة عن كل من انقسامها وعن الكل.التمثيل الغذائي العام.
