الغشاء السيتوبلازمي أو الخلوي (غشاء البلازما) هو غشاء بيولوجي يحيط بالبروتوبلازم (السيتوبلازم) للخلية الحية. يعتمد الهيكل على طبقة مزدوجة من الدهون - جزيئات غير قابلة للذوبان في الماء ذات "رؤوس" قطبية و "ذيول" طويلة غير قطبية ممثلة بسلاسل الأحماض الدهنية ؛ الأهم من ذلك كله ، أن الأغشية تحتوي على الدهون الفوسفورية ، والتي توجد في رؤوسها بقايا حمض الفوسفوريك.
ذيول جزيئات الدهون تواجه بعضها البعض ، والرؤوس القطبية تنظر للخارج ، وتشكل سطحًا محببًا للماء. يتم توصيل الرؤوس المشحونة ببروتينات تسمى بروتينات الغشاء المحيطي. يمكن دمج جزيئات البروتين الأخرى في طبقة الدهون من خلال التفاعل مع ذيولها غير القطبية. تخترق بعض البروتينات الغشاء من خلال تشكيل قنوات أو مسام. في بعض الخلايا ، يكون الغشاء هو الهيكل الوحيد الذي يعمل كغشاء ؛ في الخلايا الأخرى ، يوجد غشاء إضافي أعلى الغشاء (على سبيل المثال ، غشاء السليلوز في الخلايا النباتية). الخلايا الحيوانية خارج الغشاء مغطاة بطبقة رقيقة تتكون من البروتينات والسكريات.
يؤدي غشاء الخلية العديد من الوظائف المهمة التي يعتمد عليها النشاط الحيوي للخلايا. واحد منهم هو تشكيل حاجز بين المحتويات الداخلية للخلية والبيئة الخارجية. إلى جانب ذلك ، يوفر الغشاء إمكانية تبادل المواد بين السيتوبلازم والبيئة الخارجية ، والتي يدخل منها الماء والأيونات والجزيئات العضوية وغير العضوية إلى الخلية عبر الغشاء. المنتجات المتكونة في الخلية (المنتجات الأيضية والمواد المركبة في الخلية) تفرز في البيئة الخارجية من خلال الغشاء.
وبالتالي ، يتم نقل المواد عبر الغشاء. تدخل الجزيئات الكبيرة من البوليمرات الحيوية عبر الغشاء بسبب البلعمة ، وهي ظاهرة وصفها I.I. متشنيكوف. تحدث عملية التقاط وامتصاص قطرات السائل عن طريق كثرة الخلايا. تلعب وظيفة المستقبل للغشاء دورًا مهمًا في حياة الخلية. يوجد عدد كبير من المستقبلات في الأغشية - بروتينات خاصة ، يتمثل دورها في نقل الإشارات من الخارج إلى داخل الخلية.
نواة الخلية هي جزء من الخلية يبلغ قطرها 3-10 ميكرون محاط بغشاء يتكون من غشاءين. يوجد بين الأغشية الخارجية والداخلية مساحة ضيقة (30 نانومتر) مملوءة بمادة شبه سائلة. الغشاء النووي له نفس بنية غشاء البلازما. يحتوي الغشاء النووي على العديد من المسام التي تتم من خلالها عملية التمثيل الغذائي بين النواة والسيتوبلازم. يوجد تحت الغشاء النووي العصير النووي (karyoplasm) ، والذي يحتوي على النوى والكروموسومات.
النوى عبارة عن أجسام مستديرة يبلغ قطرها من 1 ميكرون إلى عدة ميكرون. قد يكون هناك العديد من النوى في النواة. تتكون النوى من الحمض النووي الريبي والبروتين. تتشكل النوى على أجزاء معينة من الكروموسومات ؛ يصنعون الحمض النووي الريبي (الرنا الريباسي). في النواة ، يحدث تكوين وحدات فرعية كبيرة وصغيرة من الريبوسومات. النوى مرئية فقط في الخلايا غير المنقسمة.
تم تسمية الكروموسومات (gr. chroma - paint and soma - body) بهذا الاسم فيما يتعلق بالقدرة على التلوين الشديد - أهم عضية في النواة ، تحتوي على الحمض النووي في تركيبة مع البروتين الرئيسي - هيستون. يشكل هذا المركب حوالي 90٪ من مادة الكروموسومات.
يمكن أن تكون الكروموسومات أطول بعشرات أو مئات المرات من قطر النواة. في الطور البيني (الفترة بين الانقسامات) ، تكون الكروموسومات مرئية فقط تحت المجهر الإلكتروني وهي عبارة عن خيوط رفيعة طويلة تسمى الكروماتين (حالة الكروموسومات غير المتصاعدة). خلال هذه الفترة ، تتم عملية مضاعفة (مضاعفة) الكروموسومات ؛ في نهاية الطور البيني ، يتكون كل كروموسوم من كروماتيدات. يحتوي كل كروموسوم على انقباض أولي ، يقع عليه السنترومير ؛ يقسم الانقباض الكروموسوم إلى ذراعين من نفس الطول أو أطوال مختلفة. يعمل السنترومير كموقع لربط خيوط مغزل الانشطار. تحتوي الكروموسومات النووية أيضًا على انقباض ثانوي حيث تتشكل النواة.
تتمثل وظيفة الكروموسومات في التحكم في جميع العمليات الحياتية للخلية. الكروموسومات هي ناقلات للجينات ، أي ناقلات المعلومات الجينية. تنتقل المعلومات الوراثية عن طريق تكرار جزيء الحمض النووي. يتم تحديد عدد وحجم وشكل الكروموسومات بدقة ومحددة لكل نوع.
في الخلايا الجرثومية والجراثيم ، تحتوي النباتات على مجموعة واحدة (أحادية العدد) من الكروموسومات ، في الخلايا الجسدية - مجموعة مزدوجة (ثنائية الصبغيات). هناك أيضا خلايا متعددة الصيغة الصبغية. هناك كروموسومات متجانسة (متزاوجة ، مقابلة) وغير متجانسة. تسمى الكروموسومات التي تحدد تطور الجنس بالكروموسومات الجنسية. تسمى بقية الكروموسومات autosomes.
السيتوبلازم (gr. cytos - cell and plasma - fashioned) - المحتويات الحية للخلية ، باستثناء النواة. يتكون من أغشية وعضيات (EPS ، ريبوسومات ، ميتوكوندريا ، بلاستيدات ، جهاز جولجي ، ليسوسومات ، مريكزات ، إلخ) ، يتم ملء الفراغ بينهما بمحلول غرواني - هيالوبلازم. في الخارج ، يقتصر السيتوبلازم على غشاء الخلية ، في الداخل - بواسطة غشاء الغلاف النووي. تحتوي الخلايا النباتية أيضًا على غشاء حدودي داخلي يفصل النسغ الخلوي ويشكل فجوة.
يحتوي السيتوبلازم على كمية كبيرة من الماء مع الأملاح والمواد العضوية المذابة فيه. السيتوبلازم هو وسيلة للعمليات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية داخل الخلايا. إنها قادرة على الحركة - دائرية ، مخططة ، هدبية.
الشبكة الإندوبلازمية (EPS) ، أو الشبكة الإندوبلازمية (EPR) ، هي شبكة من القنوات التي تتخلل السيتوبلازم بأكمله. جدران هذه القنوات عبارة عن أغشية ملامسة لجميع عضيات الخلية. تشكل EPS والعضيات معًا نظامًا واحدًا داخل الخلايا يقوم بعملية التمثيل الغذائي والطاقة في الخلية ويوفر النقل داخل الخلايا للمواد. هناك EPS ناعم وحبيبي. يتكون ER الحبيبي من أكياس غشائية (صهريج) مغطاة بالريبوسومات ، مما يجعلها تبدو خشنة (ER). قد تكون ER أيضًا خالية من الريبوسومات (ER السلس) ؛ هيكلها أقرب إلى النوع الأنبوبي. يتم تصنيع البروتينات على ريبوسومات الشبكة الحبيبية ، والتي تدخل بعد ذلك قنوات EPS ، حيث تكتسب بنية من الدرجة الثالثة. على أغشية ER الملساء ، يتم تصنيع الدهون والكربوهيدرات ، والتي تدخل أيضًا قنوات ER.
يؤدي ER الوظائف التالية: يشارك في تخليق المواد العضوية ، وينقل المواد المركبة إلى جهاز Golgi ، ويقسم الخلية إلى مقصورات. بالإضافة إلى ذلك ، في خلايا الكبد ، يشارك EPS في معادلة المواد السامة ، وفي خلايا العضلات يلعب دور مستودع الكالسيوم ، وهو أمر ضروري لتقلص العضلات.
يوجد EPS في جميع الخلايا ، باستثناء الخلايا البكتيرية وكريات الدم الحمراء ؛ يشكل 30 إلى 50٪ من حجم الخلية.
مجمع جولجي (جهاز) عبارة عن شبكة معقدة من التجاويف والأنابيب والحويصلات حول النواة. وتتكون من ثلاثة مكونات رئيسية: مجموعة من التجاويف الغشائية ، ونظام أنابيب يمتد من التجاويف ، وحويصلات في نهايات الأنابيب. يؤدي مجمع Golgi الوظائف التالية: تتراكم المواد في التجاويف التي يتم تصنيعها ونقلها عبر ER ؛ هنا يخضعون لتغييرات كيميائية. توضع المواد المعدلة في حويصلات غشاء تفرزها الخلية في شكل أسرار. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم الخلية الحويصلات كجسيمات محللة.
الليزوزومات (gr. lysio - dissolve، soma - body) هي حويصلات صغيرة يبلغ قطرها حوالي 1 ميكرون ، محدودة بغشاء وتحتوي على مركب من الإنزيمات التي تضمن تكسير الدهون والكربوهيدرات والبروتينات. يشاركون في هضم الجزيئات التي دخلت الخلية نتيجة الالتقام الخلوي ، وفي إزالة الأعضاء المحتضرة (على سبيل المثال ، ذيل الضفادع الصغيرة) والخلايا والعضيات. أثناء الجوع ، تقوم الجسيمات الحالة بإذابة بعض العضيات دون قتل الخلية. تتشكل الجسيمات الحالة في مجمع جولجي.
الميتوكوندريا (gr. mitos - thread and chondrion - granule) - عضيات داخل الخلايا ، يتكون غلافها من غشاءين. الغشاء الخارجي أملس ، ويشكل الغشاء الداخلي نتوءات تسمى cristae. يوجد داخل الميتوكوندريا مصفوفة شبه سائلة تحتوي على RNA ، DNA ، بروتينات ، دهون ، كربوهيدرات ، إنزيمات ، ATP ومواد أخرى ؛ تحتوي المصفوفة أيضًا على الريبوسومات.
يتراوح حجم الميتوكوندريا من 0.2-0.4 إلى 1-7 ميكرون. يعتمد الرقم على نوع الخلية ، على سبيل المثال ، في خلية الكبد قد يكون هناك 1000-2500 ميتوكوندريا. يمكن أن تكون الميتوكوندريا حلزونية ، مستديرة ، ممدودة ، مقعرة ، وما إلى ذلك ؛ يمكن أيضا تغيير الشكل.
ترتبط وظائف الميتوكوندريا بحقيقة أن إنزيمات الجهاز التنفسي وإنزيمات تخليق ATP تقع على الغشاء الداخلي. نتيجة لذلك ، توفر الميتوكوندريا التنفس الخلوي وتوليف ATP.
يمكن للميتوكوندريا أن تصنع البروتينات بنفسها ، حيث أن لها DNA و RNA وريبوسومات خاصة بها. تتكاثر الميتوكوندريا بتقسيمها إلى قسمين.
تشبه الميتوكوندريا في بنيتها الخلايا بدائية النواة. في هذا الصدد ، من المفترض أنها نشأت من المتعايشين الهوائية داخل الخلايا. توجد الميتوكوندريا في السيتوبلازم لمعظم الخلايا النباتية والحيوانية.
البلاستيدات الخضراء هي بلاستيدات ، وهي عضيات توجد فقط في الخلايا النباتية. هذه صفائح خضراء بقطر 3-4 ميكرون ، لها شكل بيضاوي. تحتوي البلاستيدات الخضراء ، مثل الميتوكوندريا ، على أغشية خارجية وداخلية. يشكل الغشاء الداخلي نتوءات - ثايلاكويدات ، ثايلاكويدات تشكل أكوامًا - جرانا ، يتم دمجها مع بعضها البعض بواسطة الغشاء الداخلي. يمكن أن تحتوي بلاستيدات خضراء واحدة على عدة عشرات من الحبوب. يقع الكلوروفيل في أغشية الثايلاكويد ، وتقع الريبوسومات والحمض النووي الريبي والحمض النووي في الفراغات بين الجرانا في المصفوفة (السدى) للبلاستيدات الخضراء. ريبوسومات البلاستيدات الخضراء ، مثل ريبوسومات الميتوكوندريا ، تصنع البروتينات. تتمثل الوظيفة الرئيسية للبلاستيدات الخضراء في ضمان عملية التمثيل الضوئي: تحدث المرحلة الضوئية في أغشية الثايلاكويد ، وتحدث المرحلة المظلمة من التمثيل الضوئي في سدى البلاستيدات الخضراء. في مصفوفة البلاستيدات الخضراء ، تظهر حبيبات النشا الأولي ، أي النشا المركب في عملية التمثيل الضوئي من الجلوكوز. تتكاثر البلاستيدات الخضراء ، مثل الميتوكوندريا ، عن طريق الانشطار. وبالتالي ، هناك سمات مشتركة في التنظيم المورفولوجي والوظيفي للميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء. السمة الرئيسية التي توحد هذه العضيات هي أن لديهم معلومات وراثية خاصة بهم ويقومون بتوليف البروتينات الخاصة بهم.
يشير مركز الخلية إلى المكونات غير الغشائية للخلية. يتكون من الأنابيب الدقيقة واثنين من المريكزات. توجد Centrioles في منتصف مركز تنظيم الأنابيب الدقيقة. المريكزات
لا توجد في جميع الخلايا ذات مركز الخلية (على سبيل المثال ، لا توجد في كاسيات البذور). كل مريكز عبارة عن أسطوانة يبلغ حجمها حوالي 1 ميكرومتر ، يوجد حولها تسعة ثلاثة توائم من الأنابيب الدقيقة. المريكز في زوايا قائمة لبعضهم البعض. يلعب مركز الخلية دورًا مهمًا في تنظيم الهيكل الخلوي ، حيث تتباعد الأنابيب الدقيقة السيتوبلازمية في جميع الاتجاهات من هذه المنطقة. قبل الانقسام ، تتباعد المريكزات إلى أقطاب متقابلة للخلية ، ويظهر مركز ابنة بالقرب من كل منهما. تمتد الأنابيب الدقيقة من المريكزات لتشكيل المغزل الانقسامي. جزء من خيوط المغزل متصل بالكروموسومات. يحدث تكوين ألياف المغزل في الطور الأولي.
الريبوسومات هي عضيات دون مجهرية يبلغ قطرها 15-35 نانومتر ، وقد تم اكتشافها في جميع الخلايا باستخدام المجهر الإلكتروني. يمكن أن تحتوي كل خلية على عدة آلاف من الريبوسومات. يمكن أن تكون الريبوسومات من أصل نووي وميتوكوندريا وبلاستيد. يتكون معظمها في نواة النواة في شكل وحدات فرعية (كبيرة وصغيرة) ثم تمر في السيتوبلازم. لا توجد أغشية. تتكون الريبوسومات من الرنا الريباسي والبروتينات. يحدث تخليق البروتين على الريبوسومات. يتم تصنيع معظم البروتينات على ER الخام ؛ يحدث تخليق البروتين جزئيًا على الريبوسومات الموجودة في السيتوبلازم في حالة حرة. مجموعات من عدة عشرات من الريبوسومات تشكل polysomes.
تشمل عضيات الحركة الخلوية أهداب وسوط - نواتج من الغشاء يبلغ قطرها حوالي 0.25 ميكرون ، وتحتوي على أنابيب دقيقة في الوسط. توجد هذه العضيات في العديد من الخلايا (في البروتوزوا ، الطحالب أحادية الخلية ، الأبواغ الحيوانية ، الحيوانات المنوية ، في خلايا الأنسجة للحيوانات متعددة الخلايا ، على سبيل المثال ، في ظهارة الجهاز التنفسي).
وظيفة هذه العضيات هي إما توفير الحركة. أيون (على سبيل المثال ، في البروتوزوا) ، أو في تعزيز السوائل على طول سطح الخلايا (على سبيل المثال ، في ظهارة الجهاز التنفسي لتعزيز المخاط).
يمكن للخلايا أيضًا أن تتحرك بمساعدة تكوين الأرجل الكاذبة (كاذبة كاذبة ؛ على سبيل المثال ، الأميبا والكريات البيض) ، لكن الأرجل الكاذبة هي تكوينات مؤقتة لا تُصنف على أنها عضيات الحركة.
الادراج الخلوية هي هياكل غير دائمة للخلية. وتشمل هذه قطرات وحبوب البروتينات ، والكربوهيدرات ، والدهون ، بالإضافة إلى شوائب بلورية - بلورات عضوية يمكن أن تشكل البروتينات ، والفيروسات ، وأملاح حمض الأكساليك ، وما إلى ذلك في الخلايا ، وبلورات غير عضوية تتكون من أملاح الكالسيوم. على عكس العضيات ، لا تحتوي هذه الشوائب على أغشية أو عناصر من الهيكل الخلوي ويتم تصنيعها واستهلاكها بشكل دوري.
تُستخدم قطرات الدهون كمواد احتياطية بسبب محتواها العالي من الطاقة ؛ حبوب الكربوهيدرات على شكل نشا في النباتات وعلى شكل جليكوجين في الحيوانات والفطريات - كمصدر للطاقة لتكوين ATP ؛ حبوب البروتين - كمصدر لمواد البناء ، أملاح الكالسيوم - لضمان عملية الإثارة ، التمثيل الغذائي ، إلخ.
اختر إجابة واحدة صحيحة.
يتكون جدار الخلية في الخلايا النباتية والفطرية والبكتيرية
1) فقط ن بروتينات 3) من البروتينات والدهون
2) فقط من الدهون 4) من السكريات
والكلان الجلدي هو الطبقة الخارجية للخلايا
1) الحيوانات
2) جميع بدائيات النوى
لديهم هيكل ثنائي الغشاء
1) الميتوكوندريا
2) الجسيمات الحالة
توجد البلاستيدات في الخلايا
1) جميع النباتات
2) الحيوانات فقط
البلاستيدات الخضراء هي عضيات خلوية
1) يحدث التنفس الخلوي
2) تتم عملية التمثيل الضوئي
3) وجود أصباغ حمراء وصفراء
4) يتراكم النشا الثانوي
6. يحدث في الميتوكوندريا
1) تراكم المواد التي تصنعها الخلية
2) التنفس الخلوي مع تخزين الطاقة
3) تكوين البنية الثلاثية للبروتين
4) المرحلة المظلمة من عملية التمثيل الضوئي
7. الشبكة الإندوبلازمية الخشنة هي مثل هذه الشبكة التي يوجد على جدرانها الكثير
1) الميتوكوندريا 3) الريبوسومات
2) الجسيمات الحالة. 4) خلايا الدم البيضاء
8. يحدث التوليف على أغشية الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية
1) ATP 3) الأحماض النووية
2) الكربوهيدرات 4) البروتينات
9. وظيفة مجمع جولجي هي
1) (تراكم البروتينات للإفراز اللاحق
2) تخليق البروتين وإفرازه لاحقاً
3) تراكم البروتينات للانقسام اللاحق
4) تركيب البروتينات وانقسامها اللاحق
10. توجد إنزيمات الجهاز الهضمي في
1) الريبوسومات 3) الميتوكوندريا
2) الجسيمات الحالة 4) خلايا الدم البيضاء
11. تشارك L isosomes في
1) نقل المواد المركبة في الخلية
2) التراكم والتعديل الكيميائي وتعبئة المواد المركبة في الخلية
3) تخليق البروتين
4) إزالة عضيات الخلايا المتقادمة
12. مركز الخلية متورط في
1) توليف ATP
2) تخزين المعلومات الجينية
3) تشكيل مغزل الانشطار
4) تخليق الريبوسوم
13. الهياكل الرئيسية لمركز الخلية هي
1) thylakoids 3) المريكزات
2) جرانا 4) حويصلات غشائية
14. النواة تشارك في
1) استقلاب الطاقة
2) تركيب الريبوسومات
3) تنظيم انقسام الخلايا
4) نقل المواد المركبة في الخلية
15. تتكون الكروموسومات من
1) DNA 3) RNA
2) DNA والبروتينات 4) RNA والبروتينات
اختر ثلاث إجابات صحيحة.
16. عضيات الخلايا الغشائية هي
1) الجسيمات الحالة
2) الريبوسومات
3) الشبكة الإندوبلازمية
4) المريكز
5) مجمع جولجي
6) الأنابيب الدقيقة للهيكل الخلوي
17. الشبكة الإندوبلازمية
1) مصدر لجسيمات الخلية
2) يشارك في تخليق المركبات العضوية
3) يوفر نقل المواد
4) يقسم الخلية إلى مقصورات منفصلة
5) تشكل الريبوسومات
6) يضمن إزالة عضيات الخلية المحتضرة
18. بلاسمالمة
1) حاجز بين سيتوبلازم الخلية والبيئة الخارجية
2) يوفر نقل الأحماض الأمينية إلى موقع تخليق البروتين
3) يوفر النقل الانتقائي للمواد في الخلية
4) يشارك في التفاعلات بين الخلايا
5) بمثابة مستودع للمغذيات الاحتياطية
6) يشارك في التراكم والتعديل الكيميائي للمواد المصنعة في الخلية
19. الريبوسومات
1) محاط بغشاء مزدوج
2) على سطح الشبكة الإندوبلازمية الخشنة
3) تتكون من وحدتين فرعيتين
4) إجراء عملية الهضم داخل الخلايا
5) تشكيل مغزل الانقسام
6) المشاركة في تخليق البروتين
20. الغلاف النووي
1) يبلغ سمكها حوالي 30 نانومتر
2) يفصل النواة عن السيتوبلازم
3) غير منفذة لجزيئات الحمض النووي
4) يتكون من غشاءين
5) مليئة بالمسام
6) لا يحتوي على الدهون الفوسفورية
21. إنشاء المراسلات بين الخلية العضية والوظيفة التي تؤديها.
مفاتيح المهام
| رقم السؤال | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| إجابه | 4 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 2 | 1 | 2 |
| رقم السؤال | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| إجابه | 4 | 3 | 3 | 2 | 2 | 1,3,5 | 2,3,4 | 1,3,4 | 2,3,6 | 2,4,5 |
المهمة 21
|
السيتوبلازم- جزء إلزامي من الخلية محاط بغشاء البلازما والنواة ؛ وينقسم إلى هيالوبلازم (المادة الرئيسية للسيتوبلازم) ، وعضيات (مكونات دائمة من السيتوبلازم) وشوائب (مكونات مؤقتة من السيتوبلازم). التركيب الكيميائي للسيتوبلازم: الأساس هو الماء (60-90٪ من الكتلة الكلية للسيتوبلازم) ، ومركبات عضوية وغير عضوية مختلفة. السيتوبلازم قلوي. السمة المميزة للسيتوبلازم في خلية حقيقية النواة هي الحركة المستمرة ( داء). يتم اكتشافه بشكل أساسي من خلال حركة عضيات الخلية ، مثل البلاستيدات الخضراء. إذا توقفت حركة السيتوبلازم ، تموت الخلية ، حيث إنها فقط في حالة حركة مستمرة يمكنها أداء وظائفها.
الهيالوبلازم ( العصارة الخلوية) عبارة عن محلول غرواني عديم اللون ولزج وسميك وشفاف. حيث تتم جميع عمليات التمثيل الغذائي ، فهي توفر الترابط بين النواة وجميع العضيات. اعتمادًا على غلبة الجزء السائل أو الجزيئات الكبيرة في الهيالوبلازم ، يتم تمييز شكلين من الهيالوبلازم: سول- المزيد من الهيالوبلازم السائل و هلام- هيالوبلازم أكثر كثافة. من الممكن حدوث انتقالات متبادلة بينهما: يتحول الجل إلى سول والعكس صحيح.
وظائف السيتوبلازم:
- دمج جميع مكونات الخلية في نظام واحد ،
- بيئة لمرور العديد من العمليات البيوكيميائية والفسيولوجية ،
- البيئة لوجود وعمل العضيات.
جدران الخلايا
جدران الخلاياالحد من الخلايا حقيقية النواة. يمكن تمييز طبقتين على الأقل في كل غشاء خلية. الطبقة الداخلية مجاورة للسيتوبلازم ويمثلها غشاء بلازمي(المرادفات - غشاء الخلية ، غشاء الخلية ، غشاء السيتوبلازم) ، والتي تتكون فوقها الطبقة الخارجية. في الخلية الحيوانية ، تكون رقيقة وتسمى مركب السكر(يتكون من البروتينات السكرية ، الدهون السكرية ، البروتينات الدهنية) ، في خلية نباتية - سميكة ، تسمى جدار الخلية(يتكون من السليلوز).
جميع الأغشية البيولوجية لها خصائص وخصائص هيكلية مشتركة. مقبولة حاليًا بشكل عام نموذج فسيفساء سائل لهيكل الغشاء. أساس الغشاء عبارة عن طبقة ثنائية من الدهون ، تتكون أساسًا من الدهون الفوسفورية. الفسفوليبيدات عبارة عن دهون ثلاثية يتم فيها استبدال بقايا حمض دهني بمخلفات حمض الفوسفوريك ؛ يسمى جزء الجزيء الذي توجد فيه بقايا حمض الفوسفوريك بالرأس المحبة للماء ، وتسمى الأقسام التي توجد بها بقايا الأحماض الدهنية ذيول كارهة للماء. في الغشاء ، يتم ترتيب الدهون الفوسفورية بطريقة منظمة بدقة: الذيل الكارهة للماء للجزيئات تواجه بعضها البعض ، والرؤوس المحبة للماء تتجه للخارج نحو الماء.
بالإضافة إلى الدهون ، يحتوي الغشاء على بروتينات (في المتوسط 60٪). وهي تحدد معظم الوظائف المحددة للغشاء (نقل جزيئات معينة ، وتحفيز التفاعلات ، واستقبال وتحويل الإشارات من البيئة ، وما إلى ذلك). تميز: 1) البروتينات المحيطية(تقع على السطح الخارجي أو الداخلي للطبقة الدهنية الثنائية) ، 2) بروتينات شبه متكاملة(مغمورة في طبقة ثنائية الدهون لأعماق مختلفة) ، 3) بروتينات متكاملة أو عبر الغشاء(تتخلل الغشاء من خلال وعبر ، أثناء ملامستها للبيئة الخارجية والداخلية للخلية). تسمى البروتينات المتكاملة في بعض الحالات تشكيل القناة ، أو القناة ، حيث يمكن اعتبارها قنوات محبة للماء تمر من خلالها الجزيئات القطبية إلى الخلية (لن يسمح لها المكون الدهني في الغشاء بالمرور).
أ - رأس محب للماء للفوسفوليبيد ؛ ج ، ذيول مسعور من الفوسفوليبيد ؛ 1 - مناطق كارهة للماء من البروتينات E و F ؛ 2 ، المناطق المحبة للماء من البروتين F ؛ 3 - سلسلة قليلة السكاريد المتفرعة مرتبطة بدهن في جزيء جليكوليبيد (الجليكوليبيدات أقل شيوعًا من البروتينات السكرية) ؛ 4 - سلسلة قليلة السكاريد المتفرعة مرتبطة ببروتين في جزيء بروتين سكري ؛ 5 - قناة محبة للماء (تعمل كمسام يمكن من خلاله مرور الأيونات وبعض الجزيئات القطبية).
قد يحتوي الغشاء على كربوهيدرات (تصل إلى 10٪). يتم تمثيل مكون الكربوهيدرات في الأغشية بواسطة سلاسل قليلة السكاريد أو السكاريد المرتبطة بجزيئات البروتين (البروتينات السكرية) أو الدهون (الدهون السكرية). في الأساس ، توجد الكربوهيدرات على السطح الخارجي للغشاء. توفر الكربوهيدرات وظائف المستقبل للغشاء. في الخلايا الحيوانية ، تشكل البروتينات السكرية مركبًا غشائيًا ، وهو glycocalyx ، بسمك عدة عشرات من النانومترات. توجد العديد من مستقبلات الخلايا فيه ، مع حدوث التصاق الخلية المساعدة.
جزيئات البروتينات والكربوهيدرات والدهون متحركة وقادرة على التحرك في مستوى الغشاء. يبلغ سمك غشاء البلازما 7.5 نانومتر تقريبًا.
وظائف الغشاء
تؤدي الأغشية الوظائف التالية:
- فصل المحتويات الخلوية عن البيئة الخارجية ،
- تنظيم التمثيل الغذائي بين الخلية والبيئة ،
- تقسيم الخلية إلى مقصورات ("مقصورات") ،
- موقع "الناقلات الأنزيمية" ،
- توفير الاتصال بين الخلايا في أنسجة الكائنات متعددة الخلايا (التصاق) ،
- التعرف على الإشارة.
الأكثر أهمية خاصية الغشاء- نفاذية انتقائية ، أي الأغشية شديدة النفاذية لبعض المواد أو الجزيئات ومنخفضة النفاذية (أو غير منفذة تمامًا) للآخرين. هذه الخاصية تكمن وراء الوظيفة التنظيمية للأغشية ، والتي تضمن تبادل المواد بين الخلية والبيئة الخارجية. تسمى العملية التي تمر بها المواد عبر غشاء الخلية نقل المواد. تميز: 1) النقل السلبي- عملية تمرير المواد ، بدون طاقة ؛ 2) النقل النشط- عملية تمرير المواد مع تكلفة الطاقة.
في النقل السلبيتنتقل المواد من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل ، أي على طول تدرج التركيز. يوجد في أي محلول جزيئات المذيب والمذاب. تسمى عملية حركة الجزيئات الذائبة بالانتشار ، وتسمى حركة جزيئات المذيبات بالتناضح. إذا كان الجزيء مشحونًا ، فإن نقله يتأثر بالتدرج الكهربائي. لذلك ، غالبًا ما يتحدث المرء عن التدرج الكهروكيميائي ، الذي يجمع بين التدرجين معًا. تعتمد سرعة النقل على حجم التدرج.
يمكن تمييز الأنواع التالية من النقل السلبي: 1) انتشار بسيط- نقل المواد مباشرة من خلال طبقة ثنائية الدهون (الأكسجين وثاني أكسيد الكربون) ؛ 2) الانتشار من خلال قنوات الغشاء- النقل عبر البروتينات المكونة للقناة (Na + ، K + ، Ca 2+ ، Cl -) ؛ 3) نشر الميسر- نقل المواد باستخدام بروتينات نقل خاصة ، كل منها مسؤول عن حركة جزيئات معينة أو مجموعات من الجزيئات ذات الصلة (الجلوكوز والأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات) ؛ أربعة) التنافذ- نقل جزيئات الماء (في جميع النظم البيولوجية ، الماء هو المذيب).
بحاجة إلى النقل النشطيحدث عندما يكون من الضروري ضمان نقل الجزيئات عبر الغشاء مقابل التدرج الكهروكيميائي. يتم هذا النقل بواسطة بروتينات حاملة خاصة ، يتطلب نشاطها إنفاق الطاقة. مصدر الطاقة هو جزيئات ATP. يشمل النقل النشط: 1) Na + / K + -pump (مضخة الصوديوم والبوتاسيوم) ، 2) الالتقام الخلوي ، 3) الإفراز الخلوي.
العمل Na + / K + -pump. من أجل الأداء الطبيعي ، يجب أن تحافظ الخلية على نسبة معينة من أيونات K + و Na + في السيتوبلازم وفي البيئة الخارجية. يجب أن يكون تركيز K داخل الخلية أعلى بكثير من تركيزه خارجها ، و Na - والعكس صحيح. وتجدر الإشارة إلى أن Na + و K + يمكنهما الانتشار بحرية عبر مسام الغشاء. تعمل مضخة Na + / K + على مواجهة معادلة تركيزات الأيونات هذه وتضخ بنشاط Na + خارج الخلية و K + في الخلية. مضخة Na + / K + عبارة عن بروتين عبر الغشاء قادر على إجراء تغييرات توافقية ، بحيث يمكنه إرفاق كل من K + و Na +. يمكن تقسيم دورة تشغيل مضخة Na + / K + إلى المراحل التالية: 1) ربط Na + من داخل الغشاء ، 2) فسفرة بروتين المضخة ، 3) إطلاق Na + في خارج الخلية الفضاء ، 4) إرفاق K + من خارج الغشاء ، 5) نزع الفسفرة لبروتين المضخة ، 6) إطلاق K + في الفضاء داخل الخلايا. تستهلك مضخة الصوديوم والبوتاسيوم ما يقرب من ثلث الطاقة اللازمة لحياة الخلية. خلال دورة تشغيل واحدة ، تضخ المضخة 3Na + من الخلية وتضخ في 2K +.
الالتقام- عملية امتصاص الخلايا للجزيئات الكبيرة والجزيئات الكبيرة. هناك نوعان من الالتقام الخلوي: 1) البلعمة- التقاط وامتصاص الجسيمات الكبيرة (الخلايا وأجزاء الخلايا والجزيئات الكبيرة) و 2) كثرة الخلايا- التقاط وامتصاص المواد السائلة (محلول ، محلول غرواني ، معلق). تم اكتشاف ظاهرة البلعمة بواسطة I.I. Mechnikov في عام 1882. أثناء الالتقام الخلوي ، يشكل غشاء البلازما انفتالًا ، وتندمج حوافه ، ويتم ربط الهياكل المحددة من السيتوبلازم بواسطة غشاء واحد في السيتوبلازم. العديد من الأوليات وبعض الكريات البيض قادرة على البلعمة. لوحظ كثرة الخلايا في الخلايا الظهارية للأمعاء ، في بطانة الأوعية الدموية في الشعيرات الدموية.
طرد خلوي- عملية الالتقام العكسي: إزالة مواد مختلفة من الخلية. أثناء خروج الخلايا ، يندمج غشاء الحويصلة مع الغشاء السيتوبلازمي الخارجي ، وتزال محتويات الحويصلة خارج الخلية ، ويتم تضمين غشاءها في الغشاء السيتوبلازمي الخارجي. بهذه الطريقة ، تفرز الهرمونات من خلايا الغدد الصماء ، وفي البروتوزوا بقايا الطعام غير المهضوم.
اذهب إلى عدد المحاضرات 5"نظرية الخلية. أنواع التنظيم الخلوي »
اذهب إلى عدد المحاضرات 7"الخلية حقيقية النواة: هيكل ووظائف العضيات"
من المعروف أن معظم الكائنات الحية تتكون من الماء بشكل حر أو مقيد بنسبة 70 في المائة 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.
والبنية الرئيسية "المائية" هي فقط سيتوبلازم الخلية. هذه بيئة داخلية معقدة وغير متجانسة وديناميكية ، مع الميزات والوظائف الهيكلية التي يتم من خلالها التعرف على المزيد.
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 في السيتوبلازم؟ هو - هي:
- الريبوسومات.
- الميتوكوندريا؛
- جهاز جولجي؛
- الجسيمات المحللة؛
- فجوات (في النباتات والفطريات) ؛
- مركز الخلية
- البلاستيدات (في النباتات) ؛
- أهداب والأسواط؛
- خيوط دقيقة.
- أنابيب مجهرية.
تحتوي النواة ، المفصولة بواسطة karyolemma ، على نوى وتحتوي أيضًا على سيتوبلازم الخلية. في الوسط هو في الحيوانات ، أقرب إلى الجدار - في النباتات.
وبالتالي ، فإن السمات الهيكلية للسيتوبلازم ستعتمد إلى حد كبير على نوع الخلية ، وعلى الكائن الحي نفسه ، وانتمائه إلى مملكة الكائنات الحية. بشكل عام ، تشغل كل المساحة الفارغة بالداخل وتؤدي عددًا من الوظائف المهمة.
ماتريكس ، أو الهيالوبلازم
يتكون هيكل السيتوبلازم في الخلية بشكل أساسي من تقسيمها إلى أجزاء:
- الهيالوبلازم - جزء سائل دائم ؛
- العضيات.
- الادراج هي متغيرات الهيكل.
المصفوفة ، أو الهيالوبلازم ، هي المكون الداخلي الرئيسي ، والتي يمكن أن تكون في حالتين - الرماد والهلام.
العصارة الخلوية عبارة عن سيتوبلازم للخلية لها 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 ولزج للغاية ؛
- لديه تمايز واضح في التنظيم الهيكلي ، ومع ذلك ، بسبب التنقل ، يمكن تغييره بسهولة ؛
- من الداخل يتم تمثيله بهيكل خلوي أو شبكة شبكية دقيقة ، والتي تتشكل بسبب خيوط البروتين (الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة) ؛
- تقع جميع الأجزاء الهيكلية للخلية ككل على أجزاء هذه الشبكة ، وبسبب الأنابيب الدقيقة وجهاز جولجي و ER ، تحدث رسالة بينهما من خلال الهيالوبلازم.
وبالتالي ، يعد 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٪. يتم تمثيل المادة الجافة من خلال:
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 موجه بشكل أقرب إلى كاريوليما ويسمى الإندوبلازم.
يتم تحديد هيكل السيتوبلازم للخلية من خلال هياكل خاصة - الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة ، لذلك سننظر فيها بمزيد من التفصيل.
أنابيب مجهرية
جسيمات صغيرة مجوفة يصل حجمها إلى عدة ميكرومتر. القطر - من 6 إلى 25 نانومتر. نظرًا لوجود مؤشرات هزيلة للغاية ، فإن إجراء دراسة كاملة وواسعة لهذه الهياكل ليس ممكنًا بعد ، ومع ذلك ، يُفترض أن جدرانها تتكون من مادة بروتينية 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 محاذاة الفطريات والنباتات ، وبعض البكتيريا. في الخلايا الحيوانية ، تكون أقل من ذلك بكثير. أيضًا ، هذه الهياكل هي التي تقوم بحركة العضيات في السيتوبلازم.
الأنابيب الدقيقة في حد ذاتها غير مستقرة ، وقادرة على التفكك والتشكيل بسرعة مرة أخرى ، وتتجدد من وقت لآخر.
الميكروفيلامين
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 إجراء عملية التمثيل الغذائي.
ومع ذلك ، فمن المعروف أن السيتوبلازم هو البيئة الداخلية للخلية ، والتي غالبًا ما تكون قادرة على تغيير بياناتها المادية: أن تصبح أكثر سائلة أو لزوجة ، وتغير بنيتها (الانتقال من sol إلى هلام والعكس بالعكس). في هذا الصدد ، تعد الخيوط الدقيقة جزءًا ديناميكيًا وقويًا يمكن إعادة بنائه وتغييره وتفككه وتشكيله مرة أخرى بسرعة.
أغشية البلازما
يعد وجود العديد من الهياكل الغشائية المتطورة والعاملة 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. الحماية والحماية من المواد غير المرغوب فيها والبكتيريا التي تشكل تهديدًا.
هيكل معظمها متشابه - نموذج فسيفساء سائل ، والذي يعتبر كل بلازما كطبقة بيولوجية من الدهون ، تتخللها 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 ، يقومون جميعًا معًا بأداء مهام مشتركة لضمان النشاط الحيوي للخلية.
الريبوسومات
هياكل صغيرة مدورة (حتى 20 نانومتر) ، تتكون من نصفين - وحدات فرعية. يمكن أن يتواجد هذان النصفان معًا ومنفصلين لبعض الوقت. أساس التركيب: والبروتين. الأماكن الرئيسية لتوطين الريبوسومات في الخلية:
تتمثل وظائف هذه الهياكل في تخليق وتجميع جزيئات البروتين الكبيرة ، والتي يتم إنفاقها على النشاط الحيوي للخلية.
وجهاز جولجي
تسمى الشبكة العديدة من الأنابيب والأنابيب والحويصلات ، التي تشكل نظام توصيل داخل الخلية وتقع في جميع أنحاء السيتوبلازم ، بالشبكة الإندوبلازمية ، أو الشبكة. تتوافق وظيفتها مع الهيكل - ضمان الترابط بين العضيات مع بعضها البعض ونقل جزيئات المغذيات إلى العضيات.
يؤدي مجمع أو جهاز جولجي وظيفة تراكم 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.
البيروكسيسومات والليزوزومات
الجسيمات الحالة هي هياكل صغيرة مستديرة تشبه الحويصلات المملوءة بالسوائل. وهي كثيرة جدًا وموزعة في السيتوبلازم ، حيث تتحرك بحرية داخل الخلية. مهمتهم الرئيسية هي تفكيك الجسيمات الغريبة ، 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 ذات 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. من الممكن تصنيع المايلين لغلاف الألياف العصبية ، ويمكنهم أيضًا إجراء أكسدة وتحييد المواد السامة والجزيئات المختلفة.
الميتوكوندريا
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. في المظهر ، تشبه الفاصوليا. الغشاء الذي يفصل الميتوكوندريا عن السيتوبلازم مزدوج. يتم طي الهيكل الداخلي بدرجة عالية لزيادة مساحة السطح لتخليق ATP. تسمى الطيات cristae ، وهي تحتوي على عدد كبير من الإنزيمات المختلفة لتحفيز عمليات التوليف.
تحتوي معظم الميتوكوندريا على خلايا عضلية في الحيوانات والبشر ، لأنها تتطلب محتوى متزايدًا واستهلاكًا للطاقة.
ظاهرة الداء
تسمى حركة السيتوبلازم في الخلية داء cyclosis. يتكون من عدة أنواع:
- تذبذبي؛
- دوراني أو دائري ؛
- محززة.
أي حركة ضرورية لضمان عدد من الوظائف الهامة للسيتوبلازم: الحركة الكاملة للعضيات داخل الهيالوبلازم ، والتبادل المنتظم للمغذيات والغازات والطاقة وإفراز المستقلبات.
يحدث داء المكورات في كل من الخلايا النباتية والحيوانية ، دون استثناء. إذا توقف ، يموت الجسد. لذلك ، تعد هذه العملية أيضًا مؤشرًا على النشاط الحيوي للكائنات.
وبالتالي ، يمكننا أن نستنتج أن السيتوبلازم لأي حيوان حقيقي النواة هو بنية حية ديناميكية للغاية.
الفرق بين سيتوبلازم الخلايا الحيوانية والنباتية
في الواقع هناك اختلافات قليلة. المخطط العام للمبنى ، الوظائف التي يتم تنفيذها متشابهة تمامًا. ومع ذلك ، لا تزال هناك بعض التناقضات. فمثلا:
من نواحٍ أخرى ، كلا الهيكلين متطابقان في تكوين وهيكل السيتوبلازم. قد يختلف عدد بعض الروابط الأولية ، لكن وجودها إلزامي. لذلك ، فإن أهمية السيتوبلازم في خلية كل من النباتات والحيوانات كبيرة بنفس القدر.
دور السيتوبلازم في الخلية
إن قيمة السيتوبلازم في الخلية كبيرة ، إن لم يكن للقول 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.
- إنها هي التي توحد جميع الأجزاء المكونة للخلية في نظام واحد معقد موحد ينفذ عمليات النشاط الحيوي بطريقة منسقة وتراكمية.
- بفضل الماء المتضمن في التركيبة ، 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.
- بسبب الخيوط الدقيقة والأنابيب ، فإنها تشكل هيكلًا خلويًا ، وتربط العضيات ويسمح لها بالتحرك.
- يتركز عدد من الإنزيمات في السيتوبلازم ، والتي بدونها لا يحدث تفاعل كيميائي حيوي واحد.
تلخيصا ، ينبغي أن يقال ما يلي. إن دور السيتوبلازم في الخلية هو المفتاح عمليًا ، لأنه أساس جميع العمليات ، والبيئة المعيشية والركيزة للتفاعلات.
السيتوبلازم -جزء إلزامي من الخلية ، محاط بغشاء البلازما والنواة ويمثل الهيالوبلازم -المادة الأساسية للسيتوبلازم العضيات- مكونات ثابتة من السيتوبلازم و تضمين- مكونات مؤقتة من السيتوبلازم. التركيب الكيميائي للسيتوبلازم متنوع. أساسه هو الماء (60-90٪ من الكتلة الكلية للسيتوبلازم). السيتوبلازم غني بالبروتينات ، وقد يحتوي على دهون ومواد شبيهة بالدهون ، ومركبات عضوية وغير عضوية مختلفة. السيتوبلازم قلوي. واحدة من السمات المميزة للسيتوبلازم هي الحركة المستمرة (داء العصعص).يتم اكتشافه بشكل أساسي من خلال حركة عضيات الخلية ، مثل البلاستيدات الخضراء. إذا توقفت حركة السيتوبلازم ، تموت الخلية ، حيث إنها فقط في حالة حركة مستمرة يمكنها أداء وظائفها.
المادة الرئيسية للسيتوبلازم هي الهيالوبلازم (العصارة الخلوية)- هو محلول غرواني عديم اللون ولزج وسميك وشفاف. حيث تتم جميع عمليات التمثيل الغذائي ، فهي توفر الترابط بين النواة وجميع العضيات. اعتمادًا على غلبة الجزء السائل أو الجزيئات الكبيرة في الهيالوبلازم ، يتم تمييز شكلين من الهيالوبلازم: سول -المزيد من الهيالوبلازم السائل و هلام- هيالوبلازم أكثر كثافة. التحولات المتبادلة ممكنة بينهما: يتحول الجل بسهولة إلى محلول مائي والعكس صحيح.
جدران الخلاياالكائنات حقيقية النواة لها بنية مختلفة ، لكن غشاء البلازما يجاور دائمًا السيتوبلازم ، وتتشكل طبقة خارجية على سطحه. في الحيوانات يطلق عليه مركب السكر(يتكون من البروتينات السكرية ، الدهون السكرية ، البروتينات الدهنية) ، في النباتات - جدار الخليةمن طبقة قوية من الألياف الليفية.
هيكل الأغشية. جميع الأغشية البيولوجية لها خصائص وخصائص هيكلية مشتركة. مقبولة حاليًا بشكل عام نموذج الفسيفساء السائلهيكل الغشاء (نموذج شطيرة). أساس الغشاء هو طبقة ثنائية من الدهون ، تتكون بشكل أساسي الفوسفوليبيد.في الطبقة الثنائية ، تواجه ذيول الجزيئات في الغشاء بعضها البعض ، وتتجه الرؤوس القطبية للخارج نحو الماء. بالإضافة إلى الدهون ، يحتوي الغشاء على بروتينات (60٪ في المتوسط). يحددون معظم الوظائف المحددة للغشاء. لا تشكل جزيئات البروتين طبقة متصلة ، كما يميزون البروتينات المحيطية- البروتينات الموجودة على السطح الخارجي أو الداخلي للطبقة الدهنية الثنائية ، بروتينات شبه متكاملة- بروتينات مغمورة في طبقة ثنائية الدهون لأعماق مختلفة ، متكامل،أو بروتينات الغشاء- تخترق البروتينات الغشاء من خلال ملامستها للبيئة الخارجية والداخلية للخلية.
يمكن لبروتينات الغشاء أن تؤدي وظائف مختلفة: نقل جزيئات معينة ، وتحفيز التفاعلات التي تحدث على الأغشية ، والحفاظ على بنية الغشاء ، واستلام وتحويل الإشارات من البيئة.
قد يحتوي الغشاء على 2-10٪ كربوهيدرات. عادةً ما يتم تمثيل مكون الكربوهيدرات في الأغشية بواسطة سلاسل قليلة السكاريد أو السكاريد المرتبطة بجزيئات البروتين (البروتينات السكرية) أو الدهون (الدهون السكرية). في الأساس ، توجد الكربوهيدرات على السطح الخارجي للغشاء. توفر الكربوهيدرات وظائف المستقبل للغشاء. في الخلايا الحيوانية ، تشكل البروتينات السكرية مركبًا غشائيًا - مركب السكر،بسمك عدة عشرات من النانومتر. يحدث الهضم خارج الخلية فيه ، وتوجد العديد من مستقبلات الخلايا ، وبمساعدتها ، على ما يبدو ، يحدث التصاق الخلية.
تكون جزيئات البروتينات والدهون متحركة وقادرة على التحرك بشكل أساسي في مستوى الغشاء. يبلغ سمك غشاء البلازما 7.5 نانومتر في المتوسط.
وظائف الغشاء.
1. يفصلون المحتويات الخلوية عن البيئة الخارجية.
2. تنظيم التمثيل الغذائي بين الخلية والبيئة.
3. تنقسم الخلايا إلى مقصورات مصممة لحدوث تفاعلات مختلفة.
4. تحدث العديد من التفاعلات الكيميائية على ناقلات الإنزيم الموجودة على الأغشية نفسها.
5. توفير الاتصال بين الخلايا في أنسجة الكائنات متعددة الخلايا.
6. توجد مواقع مستقبلات على الأغشية للتعرف على المحفزات الخارجية.
من الوظائف الرئيسية للغشاء النقل ، مما يضمن تبادل المواد بين الخلية والبيئة الخارجية. الأغشية لها خاصية النفاذية الاختيارية، أي أنها قابلة للاختراق جيدًا لبعض المواد أو الجزيئات ومنخفضة النفاذية (أو غير منفذة تمامًا) للآخرين. توجد آليات مختلفة لنقل المواد عبر الغشاء. اعتمادًا على الحاجة إلى استخدام الطاقة لنقل المواد ، هناك : النقل السلبي- نقل المواد بدون استهلاك للطاقة ؛ النقل النشط -النقل الذي يستخدم الطاقة.
يعتمد النقل السلبي على الاختلاف في التركيزات والرسوم. في النقل السلبي ، تنتقل المواد دائمًا من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة تركيز أقل ، أي على طول تدرج تركيز.
يميز ثلاث آليات نقل سلبية رئيسية:انتشار بسيط- نقل المواد مباشرة من خلال طبقة ثنائية الدهون. تمر الغازات ، الجزيئات القطبية غير القطبية أو الصغيرة غير المشحونة بسهولة عبرها. كلما كان الجزيء أصغر وزاد ذوبانه في الدهون ، زادت سرعة عبوره للغشاء. ومن المثير للاهتمام أن جزيئات الماء القطبية تخترق طبقة الدهون الثنائية بسرعة كبيرة. وذلك لأن جزيئاته صغيرة ومحايدة كهربائيًا. يسمى انتشار الماء عبر الأغشية التنافذ.
الانتشار عبر قنوات الغشاء.الجزيئات والأيونات المشحونة (Na + ، K + ، Ca 2+ ، C1 ~) غير قادرة على المرور عبر طبقة ثنائية الدهون عن طريق الانتشار البسيط ، ومع ذلك ، فإنها تخترق الغشاء بسبب وجود بروتينات خاصة لتشكيل القناة والتي شكل المسام. يمر معظم الماء عبر الغشاء من خلال قنوات تشكلها الأكوابورينات.
نشر الميسر- نقل المواد بمساعدة بروتينات نقل خاصة ، كل منها مسؤول عن نقل جزيئات معينة أو مجموعات من الجزيئات ذات الصلة. تتفاعل مع جزيء المادة المنقولة وتحركها بطريقة ما عبر الغشاء. هذه هي الطريقة التي يتم بها نقل السكريات والأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات والعديد من الجزيئات القطبية الأخرى إلى الخلية.
بحاجة إلى النقل النشطيحدث عندما يكون من الضروري ضمان نقل الجزيئات عبر الغشاء مقابل التدرج الكهروكيميائي. يتم هذا النقل بواسطة البروتينات الحاملة ، والتي يتطلب نشاطها إنفاق الطاقة. مصدر الطاقة هو جزيئات ATP. تعد مضخة الصوديوم والبوتاسيوم واحدة من أكثر أنظمة النقل النشطة التي تمت دراستها. تركيز K داخل الخلية أعلى بكثير من تركيزه خارجها ، و Na + بالعكس. لذلك ، ينتشر K + بشكل سلبي خارج الخلية من خلال المسام المائية للغشاء ، و Na + - في الخلية. في الوقت نفسه ، من أجل الأداء الطبيعي للخلية ، من المهم الحفاظ على نسبة معينة من أيونات K + و Na + في السيتوبلازم وفي البيئة الخارجية. هذا ممكن لأن الغشاء ، بسبب وجود مضخة الصوديوم والبوتاسيوم ، يضخ بنشاط Na + خارج الخلية ، و K + في الخلية. تستهلك مضخة الصوديوم والبوتاسيوم ما يقرب من ثلث الطاقة اللازمة لحياة الخلية. لدورة تشغيل واحدة ، تضخ المضخة 3 أيونات Na + من الخلية وتضخ 2 K + أيونات. ينتشر K + بشكل سلبي خارج الخلية أسرع من Na + في الخلية.
تمتلك الخلية آليات يمكنها من خلالها نقل الجزيئات الكبيرة والجزيئات الكبيرة عبر الغشاء. تسمى عملية امتصاص الجزيئات الكبيرة بواسطة الخلية الالتقام. أثناء الالتقام الخلوي ، يشكل غشاء البلازما انغلافًا ، وتندمج حوافه ، ويتم ربط الهياكل المحددة من السيتوبلازم بواسطة غشاء واحد ، وهو جزء من الغشاء السيتوبلازم الخارجي ، في السيتوبلازم. هناك نوعان من الالتقام الخلوي: البلعمة- التقاط وامتصاص الجسيمات الكبيرة (على سبيل المثال ، البلعمة للخلايا الليمفاوية ، والأوليات ، وما إلى ذلك) و كثرة الكريات -عملية التقاط وامتصاص قطرات السائل التي تحتوي على مواد مذابة فيها.
طرد خلوي- عملية إزالة المواد المختلفة من الخلية. أثناء خروج الخلايا ، يندمج غشاء الحويصلة مع الغشاء السيتوبلازمي الخارجي ، وتزال محتويات الحويصلة خارج الخلية ، ويتم تضمين غشاءها في الغشاء السيتوبلازمي الخارجي.
عضيات الخلية
عضيات (عضيات)- الهياكل الخلوية الدائمة التي تضمن أداء الخلية لوظائف محددة. كل عضية لها بنية محددة وتؤدي وظائف محددة.
هناك: عضيات غشائية - لها بنية غشائية ، ويمكن أن تكون أحادية الغشاء (الشبكة الإندوبلازمية ، جهاز جولجي ، الجسيمات الحالة ، فجوات الخلايا النباتية) وغشاءان (الميتوكوندريا ، البلاستيدات ، النواة).
بالإضافة إلى العضيات الغشائية ، يمكن أن تكون هناك أيضًا عضيات غير غشائية - ليس لها بنية غشائية (كروموسومات ، ريبوسومات ، مركز خلوي ومريكزات ، أهداب وسوط بأجسام قاعدية ، أنابيب دقيقة ، خيوط دقيقة).
عضيات غشاء واحد:
1. الشبكة الإندوبلازمية (ER).هو نظام من الأغشية التي تشكل خزانات وقنوات متصلة ببعضها البعض وتحد من مساحة داخلية واحدة - تجويف EPR.من ناحية ، ترتبط الأغشية بالغشاء السيتوبلازمي الخارجي ، من ناحية أخرى ، بالقشرة الخارجية للغشاء النووي. هناك نوعان من EPR: خشن (حبيبي) ،تحتوي على الريبوسومات على سطحها وتمثل مجموعة من الأكياس المسطحة ، و على نحو سلس (حبيبي) ،التي لا تحمل أغشيتها الريبوسومات.
الوظائف: يقسم السيتوبلازم في الخلية إلى حجرات معزولة ، وبالتالي يوفر تحديدًا مكانيًا من بعضها البعض للعديد من التفاعلات المختلفة التي تعمل بالتوازي ، ويقوم بتركيب وتحطيم الكربوهيدرات والدهون (EPR السلس) ويوفر تخليق البروتين (الخام EPR) ، يتراكم في القنوات والتجاويف ، ثم ينقل نواتج التخليق الحيوي إلى عضيات الخلية.
2. جهاز جولجي.يوجد عضو عضوي عادة بالقرب من نواة الخلية (غالبًا بالقرب من مركز الخلية في الخلايا الحيوانية). إنها كومة من الصهاريج المسطحة ذات الحواف الممتدة ، والتي يتصل بها نظام حويصلات صغيرة أحادية الغشاء (حويصلات جولجي). تتكون كل كومة عادة من 4-6 خزانات. يتراوح عدد مكدسات جولجي في الخلية من مائة إلى عدة مئات.
تتمثل الوظيفة الأكثر أهمية لمركب جولجي في إزالة الأسرار المختلفة (الإنزيمات والهرمونات) من الخلية ، وبالتالي يتم تطويرها جيدًا في الخلايا الإفرازية. فيما يلي تركيب الكربوهيدرات المعقدة من السكريات البسيطة ، ونضج البروتينات ، وتكوين الجسيمات الحالة.
3. الجسيمات الحالة.أصغر عضيات الخلية أحادية الغشاء ، وهي حويصلات يبلغ قطرها 0.2-0.8 ميكرون ، وتحتوي على ما يصل إلى 60 إنزيمًا مائيًا نشطًا في بيئة حمضية قليلاً.
يحدث تكوين الجسيمات الحالة في جهاز جولجي ، حيث تأتي الإنزيمات المركبة فيه من EPR. يُطلق على تكسير المواد بمساعدة الإنزيمات اسم التحلل ، ومن هنا جاء اسم العضو العضوي.
هناك: الجسيمات الأولية - الجسيمات الحالة التي انفصلت عن جهاز جولجي وتحتوي على إنزيمات في شكل غير نشط ، والليزوزومات الثانوية - الجسيمات الحالة التي تشكلت نتيجة اندماج الجسيمات الأولية مع فجوات الخلايا البينية أو البلعمة ؛ يحدث فيها هضم وتحلل المواد التي تدخل الخلية (لذلك يطلق عليهم غالبًا فجوات الجهاز الهضمي).
يتم امتصاص منتجات الهضم بواسطة سيتوبلازم الخلية ، ولكن تظل بعض المواد غير مهضومة. يسمى الليزوزوم الثانوي الذي يحتوي على هذه المادة غير المهضومة بالجسم المتبقي. عن طريق الإفراز الخلوي ، تتم إزالة الجسيمات غير المهضومة من الخلية.
في بعض الأحيان بمشاركة الجسيمات الحالة يحدث التدمير الذاتي للخلية. هذه العملية تسمى التحلل الذاتي. يحدث هذا عادة أثناء بعض عمليات التمايز (على سبيل المثال ، استبدال الغضروف بأنسجة العظام ، واختفاء الذيل في الضفدع الضفدع).
4. أهداب وسوط.تتكون من تسعة أنابيب دقيقة مزدوجة تشكل جدار أسطوانة مغطاة بغشاء ؛ في وسطها نوعان من الأنابيب الدقيقة. هذا النوع من البنية 9 + 2 هو سمة مميزة لأهداب وسوط كل الكائنات حقيقية النواة تقريبًا ، من الأوالي إلى البشر.
يتم تعزيز الأهداب والسوط في السيتوبلازم بواسطة الأجسام القاعدية التي تقع في قاعدة هذه العضيات. يتكون كل جسم قاعدي من تسعة ثلاثة توائم من الأنابيب الدقيقة ؛ ولا توجد أنابيب دقيقة في مركزها.
5. تشمل العضيات أحادية الغشاء أيضًا فجوات, محاط بغشاء - تونوبلاست. في الخلايا النباتية ، يمكن أن تشغل ما يصل إلى 90٪ من حجم الخلية وتضمن دخول الماء إلى الخلية بسبب الإمكانات التناضحية العالية والتورم (الضغط داخل الخلايا). في الخلايا الحيوانية ، تكون الفجوات صغيرة ، تتشكل عن طريق الالتقام الخلوي (البلعمة والتضخم) ، بعد الاندماج مع الجسيمات الحالة الأولية ، يطلق عليها فجوات الجهاز الهضمي.
عضيات غشاء مزدوج:
1. الميتوكوندريا. عضيات ثنائية الغشاء لخلية حقيقية النواة تزود الجسم بالطاقة. يختلف عدد الميتوكوندريا في الخلية بشكل كبير ، من 1 إلى 100 ألف ، ويعتمد على نشاطها الأيضي. يمكن أن يزيد عدد الميتوكوندريا عن طريق الانقسام ، لأن هذه العضيات لها حمضها النووي الخاص بها.
الغشاء الخارجي للميتوكوندريا أملس ، ويشكل الغشاء الداخلي العديد من الانجرافات أو النتوءات الأنبوبية - cristae. يمكن أن يختلف عدد cristae من عدة عشرات إلى عدة مئات وحتى آلاف ، اعتمادًا على وظائف الخلية. إنها تزيد من سطح الغشاء الداخلي ، حيث توجد أنظمة الإنزيم المشاركة في تخليق جزيئات ATP.
تمتلئ المساحة الداخلية للميتوكوندريا مصفوفة. تحتوي المصفوفة على جزيء دائري من الحمض النووي للميتوكوندريا ، و mRNA محدد ، و tRNA ، و ribosomes (نوع بدائية النواة) التي تقوم بالتخليق الحيوي المستقل لجزء من البروتينات التي تشكل الغشاء الداخلي. تشهد هذه الحقائق لصالح أصل الميتوكوندريا من البكتيريا المؤكسدة (وفقًا لفرضية التكاثر التكافلي). لكن معظم جينات الميتوكوندريا قد انتقلت إلى النواة ، ويحدث تخليق العديد من بروتينات الميتوكوندريا في السيتوبلازم. بالإضافة إلى ذلك ، هناك إنزيمات تشكل جزيئات ATP. الميتوكوندريا قادرة على التكاثر عن طريق الانشطار.
وظائف الميتوكوندريا هي تكسير الأكسجين للكربوهيدرات والأحماض الأمينية والجلسرين والأحماض الدهنية مع تكوين ATP ، وهو تخليق بروتينات الميتوكوندريا.
2. البلاستيدات. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من البلاستيدات: leucoplasts- بلاستيدات عديمة اللون في خلايا أجزاء غير ملوثة من النباتات ، الكروموبلاستس- البلاستيدات الملونة ، وعادة ما تكون صفراء وحمراء وبرتقالية ، البلاستيدات الخضراء- البلاستيدات الخضراء. تتشكل البلاستيدات من بروبلاستيدات - حويصلات ثنائية الغشاء يصل حجمها إلى 1 ميكرون.
نظرًا لأن البلاستيدات لها أصل مشترك ، فمن الممكن إجراء تحولات فيما بينها. غالبًا ما يحدث تحول خلايا الدم البيضاء إلى البلاستيدات الخضراء (تخضير درنات البطاطس في الضوء) ، تحدث العملية العكسية في الظلام. عندما تتحول الأوراق إلى اللون الأصفر وتتحول الثمار إلى اللون الأحمر ، تتحول البلاستيدات الخضراء إلى صانعات صبغية. يعتبر فقط تحول البلاستيدات الخضراء إلى البلاستيدات الخضراء أو البلاستيدات الخضراء مستحيلاً.
البلاستيدات الخضراء. الوظيفة الرئيسية هي التمثيل الضوئي ، أي في البلاستيدات الخضراء في الضوء ، يتم تصنيع المواد العضوية من المواد غير العضوية عن طريق تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة جزيئات ATP. تتشكل البلاستيدات الخضراء للنباتات العليا مثل عدسة ثنائية الوجه. الغشاء الخارجي أملس ، بينما الغشاء الداخلي بهيكل مطوي. نتيجة لتشكيل نتوءات الغشاء الداخلي ، ينشأ نظام من الصفائح والثايلاكويدات. البيئة الداخلية للبلاستيدات الخضراء - سدىيحتوي على DNA دائري وريبوسومات من نوع بدائية النواة. البلاستيدات قادرة على الانقسام الذاتي ، مثلها مثل الميتوكوندريا. الحقائق ، وفقًا لفرضية التكاثر ، تشهد أيضًا لصالح أصل البلاستيدات من البكتيريا الزرقاء.
أرز. مخطط حديث (معمم) لهيكل الخلية النباتية، تم تجميعها وفقًا لبيانات الفحص المجهري الإلكتروني للخلايا النباتية المختلفة: 1 - جهاز جولجي ؛ 2 - الريبوسومات بحرية ؛ 3 - البلاستيدات الخضراء. 4 - الفراغات بين الخلايا. 5 - عديد الريبوسومات (عدة ريبوسومات مترابطة) ؛ 6 - الميتوكوندريا ؛ 7 - الجسيمات الحالة ؛ 8 - الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية ؛ 9 - الشبكة الإندوبلازمية الملساء ؛ 10 - الأنابيب الدقيقة. 11 - البلاستيدات. 12 - موديمات موضعية تمر عبر الصدفة ؛ 13 - غشاء الخلية. 14 - نواة. 15 ، 18 - غلاف نووي ؛ 16 - المسام في الغلاف النووي ؛ 17 - البلازما. 19 - الهيالوبلازم. 20 - تونوبلاست ؛ 21 - فجوات 22 - النواة.
أرز. هيكل الغشاء
أرز. هيكل الميتوكوندريا. في الأعلى وفي المنتصف - منظر للمقطع الطولي عبر الميتوكوندريا (أعلاه - الميتوكوندريا من الخلية الجنينية لطرف الجذر ؛ في المنتصف - من خلية ورقة بالغة من Elodea). يوجد أدناه مخطط ثلاثي الأبعاد يتم فيه قطع جزء من الميتوكوندريا ، مما يسمح لك برؤية هيكلها الداخلي. 1 - الغشاء الخارجي 2 - الغشاء الداخلي 3 - كرستاي. 4 - مصفوفة.
أرز. هيكل البلاستيدات الخضراء. اليسار - المقطع الطولي عبر البلاستيدات الخضراء: 1 - جرانا مكونة من صفائح مكدسة ؛ 2 - قذيفة 3 - سدى (مصفوفة) ؛ 4 - lamellae. 5- قطرات من الدهون المتكونة في البلاستيدات الخضراء. على اليمين - رسم تخطيطي ثلاثي الأبعاد لموقع وعلاقة الصفيحات والجرانا داخل البلاستيدات الخضراء: 1 - غرانا ؛ 2 - الصفيحات.