تختلف الخلايا التي تتكون منها أنسجة النباتات والحيوانات اختلافًا كبيرًا في الشكل والحجم و الهيكل الداخلي. ومع ذلك ، تظهر جميعًا أوجه تشابه في السمات الرئيسية لعمليات النشاط الحيوي ، والتمثيل الغذائي ، والتهيج ، والنمو ، والتطور ، والقدرة على التغيير.
ترتبط التحولات البيولوجية التي تحدث في الخلية ارتباطًا وثيقًا بهياكل الخلية الحية المسؤولة عن أداء وظيفة واحدة أو وظيفة أخرى. تسمى هذه الهياكل العضيات.
عادة ما تكون الميتوكوندريا عبارة عن عضيات ممدودة كبيرة محاطة بغشاءين. يبدو الغلاف الخارجي أملسًا ، ويشكل الغشاء الداخلي طيات تسمى "أشواك الميتوكوندريا" حيث تحدث بعض التفاعلات التي تؤدي إلى التوليف.
هيكل تقسيم الميتوكوندريا بالمجهر الإلكتروني. أثناء الإخصاب ، يدخل رأس الحيوان المنوي فقط إلى البويضة ، وبالتالي تبقى الميتوكوندريا ، علاوة على ذلك ، إذا تمكنا من دخولها ، فسوف يتم تدميرها قريبًا. نظرًا لأن الشخص يرث الميتوكوندريا من أمه فقط ، فإن هذا يعني أن جميع البشر لديهم سلالة أنثى من امرأة يسميها الباحثون حواء الميتوكوندريا.
تحتوي الخلايا من جميع الأنواع على ثلاثة مكونات رئيسية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا:
- الهياكل التي تشكل سطحها: الغشاء الخارجي للخلية ، أو غشاء الخلية ، أو الغشاء السيتوبلازمي ؛
- السيتوبلازم مع مجموعة كاملة من الهياكل المتخصصة - العضيات (الشبكة الإندوبلازمية ، الريبوسومات ، الميتوكوندريا والبلاستيدات ، مجمع جولجي والليزوزومات ، مركز الخلية) ، الموجودة باستمرار في الخلية ، والتكوينات المؤقتة التي تسمى الشوائب ؛
- النواة - مفصولة عن السيتوبلازم بغشاء مسامي وتحتوي على عصير نووي وكروماتين ونواة.
هيكل الخلية
في المجهر الإلكتروني ، تظهر الصور على شكل حبيبات داكنة في السيتوبلازم والشبكة الإندوبلازمية والغشاء النووي. يتكون من نظام غشائي يشكل مجموعة من الحويصلات والأنابيب. يتميز بشبكة إندوبلازمية قوية ، تتميز بوجود العديد من الريبوسومات على الغشاء الخارجي ، وشبكة إندوبلازمية ناعمة ، تتميز بغياب الريبوسومات على الأغشية. تشارك الشبكة المجعدة في تكوين البروتينات ، والتي ، بعد أن تتشكل بواسطة الريبوسومات ، يتم تجميعها هنا في شكلها النهائي.
يتميز الجهاز السطحي للخلية (الغشاء السيتوبلازمي) للنباتات والحيوانات ببعض الميزات.
في الكائنات الحية وحيدة الخليةوكريات الدم البيضاء ، يضمن الغشاء الخارجي تغلغل الأيونات والماء والجزيئات الصغيرة من المواد الأخرى في الخلية. تسمى عملية تغلغل الجسيمات الصلبة في الخلية بالبلعمة ، ويسمى دخول قطرات المواد السائلة كثرة الخلايا.
ومع ذلك ، في النمط السلس ، يحدث تخليق الدهون. وحدتان فرعيتان من الريبوسوم. الشبكة الإندوبلازمية الخشنة والريبوزومات. يؤدي جهاز Golgi وظيفة معالجة المنتجات الخلوية واختيارها وتصديرها. وتتكون من خزانات مسطحة ، تسمى الخزانات ، تتكون مناظرها من غشاء خلوي مكدس فوق بعضه البعض ، يتم داخله تصنيع الكربوهيدرات والبروتينات والدهون المعدلة.
تندمج الحويصلات من الشبكة الإندوبلازمية المجعدة معًا وتتشكل بالقرب من خزانات الغشاء النووي لجهاز جولجي ، حيث تؤدي التفاعلات الكيميائية الحيوية إلى مجمعها الهيكلي المعقد ويتم توجيهها إلى وظيفتها ، يلعب كل من جولجي الداخلي والخارجي دورًا رئيسيًا في تكوين الجسيمات الحالة تتكون من حويصلات منفصلة عن خزانات جولجي التي تواجه غشاء الخلية.
ينظم غشاء البلازما الخارجي تبادل المواد بين الخلية والبيئة الخارجية.
في الخلايا حقيقية النواة توجد عضيات مغطاة بغشاء مزدوج - الميتوكوندريا والبلاستيدات. أنها تحتوي على الحمض النووي الخاص بها وجهاز تخليق البروتين ، يتضاعف عن طريق الانقسام ، أي أن لديهم استقلالية معينة في الخلية. بالإضافة إلى ATP ، يتم تصنيع كمية صغيرة من البروتين في الميتوكوندريا. تعتبر البلاستيدات من خصائص الخلايا النباتية وتتكاثر بالقسمة.
المريكز هو هيكل أسطواني موجود في السيتوبلازم ، والذي يتكون من تسعة ثلاثة توائم من الأنابيب الدقيقة. تكون المراكز في أزواج ، وتشكل الجسيم المركزي ، وعادة ما يتم ترتيبها بزاوية 90 درجة. فهي مسؤولة عن إنتاج الأنابيب الدقيقة التي تشكل الذوبان الانقسامي ، وبالتالي لها "وظيفة مهمة في انقسام الخلايا". لوحظ أنه من خلال تدمير نصف قطر الخلية بخلية من الخلية ، لا تضيع القدرة على تقسيم الخلايا ، لكن خلايا الابنة أقل تنظيمًا بشكل تقليدي.
لها نفس بنية الأجسام القاعدية الموجودة في قاعدة الرموش والمصائب. هيكل جهاز جولجي ، هيكل المراكز. الليزوزومات هي حويصلات في السيتوبلازم وتمثل الجهاز الهضمي للخلية ، لأنها مسؤولة عن تحلل وتدمير الجزيئات الأجنبية التي تدخل الخلية من خلال الخلايا الداخلية ، وكذلك من الجزيئات والأعضاء الخلوية التي لم تعد تعمل. تتشكل من حويصلات منفصلة عن جهاز جولجي.
| أنواع الخلايا | هيكل ووظائف الطبقات الخارجية والداخلية لغشاء الخلية | ||
|---|---|---|---|
| الطبقة الخارجية (التركيب الكيميائي ، الوظائف) |
الطبقة الداخلية - غشاء البلازما |
||
| التركيب الكيميائي | المهام | ||
| زرع الخلايا | مصنوع من الألياف. تعمل هذه الطبقة كإطار للخلية وتؤدي وظيفة وقائية. | طبقتان من البروتين بينهما - طبقة من الدهون | يحد من البيئة الداخلية للخلية من الخارج ويحافظ على هذه الاختلافات |
| خلايا حيوانية | الطبقة الخارجية (glycocalix) رقيقة جدًا ومرنة. يتكون من السكريات والبروتينات. يؤدي وظيفة الحماية. | نفس | تنظم إنزيمات خاصة لغشاء البلازما تغلغل العديد من الأيونات والجزيئات في الخلية وإطلاقها في البيئة الخارجية. |
تشمل العضيات أحادية الغشاء الشبكة الإندوبلازمية ، ومجمع جولجي ، والجسيمات الحالة ، وأنواع مختلفة من الفجوات.
في علم الخلايا في خلية حقيقية النواة ، جزء من البروتوبلازم بين غشاء البلازما والغشاء النووي: هناك هياليبلزم أو s. أساسية وتضمينها عضيات مختلفة وتمايز محددة. لفترة طويلة كان يعتقد أن هذا هو جيلاتين متجانس يطفو على السطح العضيات السيتوبلازمية. وقد وجد أيضًا أن العصارة الخلوية للعديد من الخلايا تحتوي أيضًا على حبيبات غير مغلفة بالغشاء ، وهي أجسام متضمنة ؛ على وجه الخصوص ، تحتوي خلايا العضلات وخلايا الكبد على حبيبات الجليكوجين التي تعمل على تخزين الطاقة ، وتحتوي خلايا الأنسجة الدهنية على قطرات كبيرة من الدهون الثلاثية.
سمحت وسائل البحث الحديثة لعلماء الأحياء بإثبات أنه وفقًا لتركيب الخلية ، يجب تقسيم جميع الكائنات الحية إلى كائنات "غير نووية" - بدائيات النوى و "نووية" - حقيقيات النوى.
تحتوي البكتيريا بدائية النواة والطحالب الخضراء المزرقة ، بالإضافة إلى الفيروسات ، على كروموسوم واحد فقط ، يتم تمثيله بجزيء DNA (أقل في كثير من الأحيان RNA) ، الموجود مباشرة في سيتوبلازم الخلية.
على الرغم من عدم اليقين بشأن تنظيمها ، فمن المعروف أن معظم تفاعلات التمثيل الغذائي للخلايا تحدث في العصارة الخلوية ؛ لذلك ، يجب أن يكون له هيكل منظم جيدًا مع معظم البروتينات الليفية أو الموضعية في مناطق محددة. الهيكل الخلوي عبارة عن شبكة معقدة من خيوط البروتين التي تحدد بنية داخلية ثلاثية الأبعاد تعتمد على بنية وشكل الخلايا وحركتها. يتكون من خيوط أكتين وأنابيب دقيقة ، وكلاهما عبارة عن وحدات فرعية بروتين كروية يمكن أن ترتبط بسرعة وعكس داخل الخلايا.
| العضويات الرئيسية | بناء | المهام |
|---|---|---|
| السيتوبلازم | وسط شبه سائل داخلي لهيكل دقيق الحبيبات. يحتوي على نواة وعضيات |
|
| EPS - الشبكة الإندوبلازمية | نظام الأغشية في السيتوبلازم "تشكيل القنوات والتجاويف الأكبر ، ER يتكون من نوعين: حبيبي (خشن) ، يوجد عليه العديد من الريبوسومات ، وسلس |
|
| الريبوسومات | أجسام صغيرة بقطر 15-20 ملم | القيام بتركيب جزيئات البروتين ، تجميعها من الأحماض الأمينية |
| الميتوكوندريا | لديهم أشكال كروية وخيطية وبيضاوية وغيرها. توجد طيات داخل الميتوكوندريا (يتراوح طولها من 0.2 إلى 0.7 ميكرون). يتكون الغلاف الخارجي للميتوكوندريا من غشاءين: الخارجي أملس ، والداخلي يشكل نواتج متقاطعة توجد عليها إنزيمات الجهاز التنفسي. |
|
| البلاستيدات - مميزة فقط للخلايا النباتية ، وهناك ثلاثة أنواع: | عضيات خلية غشاء مزدوج | |
| البلاستيدات الخضراء | يملك اللون الاخضر، بيضاوية ، محدودة من السيتوبلازم بغشاءين من ثلاث طبقات. يوجد داخل البلاستيدات الخضراء الوجوه التي يتركز فيها كل الكلوروفيل | استخدم الطاقة الضوئية للشمس وصنع مواد عضوية من غير عضوية |
| الكروموبلاستس | أصفر أو برتقالي أو أحمر أو بني ، يتكون نتيجة لتراكم مادة الكاروتين | امنح أجزاء مختلفة من النباتات اللون الأحمر والأصفر |
| leucoplasts | بلاستيدات عديمة اللون (توجد في الجذور والدرنات والمصابيح) | يقومون بتخزين العناصر الغذائية الاحتياطية. |
| مجمع جولجي | يمكن أن يكون له شكل مختلف ويتكون من تجاويف تحددها أغشية وأنابيب ممتدة منها مع وجود فقاعات في النهاية |
|
| الجسيمات المحللة | أجسام مستديرة قطرها حوالي 1 ميكرومتر. لديهم غشاء (جلد) على السطح ، يوجد بداخله مجموعة من الإنزيمات | يؤدي وظيفة الجهاز الهضمي- هضم جزيئات الطعام وإزالة العضيات الميتة |
| عضيات حركة الخلايا |
|
|
| شوائب الخلية | هذه مكونات غير دائمة للخلية - الكربوهيدرات والدهون والبروتينات. | المغذيات الاحتياطية المستخدمة في حياة الخلية |
| مركز الخلية | يتكون من جسمين صغيرين - المريكزات والكرة المركزية - وهي منطقة مضغوطة من السيتوبلازم | يلعب دورًا مهمًا في انقسام الخلايا |
تمتلك حقيقيات النوى ثروة كبيرة من العضيات ، ولها نوى تحتوي على كروموسومات في شكل بروتينات نووية (مركب من الحمض النووي مع بروتين هيستون). تشمل حقيقيات النوى معظم النباتات والحيوانات الحديثة ، أحادية الخلية ومتعددة الخلايا.
تحتوي بعض أنواع الخلايا على الكثير ، لكن الخلايا الأخرى تخلو منها تمامًا. تتمثل وظيفة هذه الخيوط المعينة في توفير الدعم الميكانيكي للخلية وتحديد موضع العضيات داخل الخلايا. ترتبط خيوط الهيكل الخلوي الرئيسية على نطاق واسع بألياف بروتينية رفيعة تشكل شبكة إضافية ثلاثية الأبعاد ، تسمى البنية الدقيقة الدقيقة.
يتميز الهيكل الخلوي أيضًا ببروتينات إضافية خاصة بنوع الخلية والتي تتفاعل مع خيوط مختلفة لإنتاج الحركة الخلوية. مثال على ذلك هو تقلص العضلات ، اعتمادًا على خيوط الأكتين ، وحركة الرموش والحداد ، المرتبط ارتباطًا وثيقًا بالأنابيب الدقيقة.
هناك مستويان من التنظيم الخلوي:
- بدائية النواة - يتم ترتيب الكائنات الحية الخاصة بها ببساطة - فهي أشكال أحادية الخلية أو استعمارية تشكل مملكة البنادق والطحالب الخضراء المزرقة والفيروسات
- حقيقيات النوى - أشكال استعمارية أحادية الخلية ومتعددة الخلايا ، من البروتوزوا - جذور ، سوط ، أهداب - إلى نباتات أعلىوالحيوانات التي تتكون منها المملكة النباتية ، مملكة الفطريات ، مملكة الحيوانات
| العضيات الرئيسية | بناء | المهام |
|---|---|---|
| نواة نباتية و خلية حيوانية | شكل دائري أو بيضاوي | |
| يتكون الغلاف النووي من غشاءين بهما مسام |
|
|
| عصير نووي (karyoplasm) - مادة شبه سائلة | البيئة التي توجد فيها النوى والكروموسومات | |
| النوى كروية أو غير منتظمة | يصنعون الحمض النووي الريبي ، وهو جزء من الريبوسوم | |
| الكروموسومات عبارة عن تكوينات كثيفة أو مستطيلة أو خيطية لا يمكن رؤيتها إلا أثناء انقسام الخلية. | يحتوي على الحمض النووي ، والذي يحتوي على معلومات وراثية تنتقل من جيل إلى جيل |
جميع عضيات الخلية ، على الرغم من الخصائص المميزة لبنيتها ووظائفها ، مترابطة و "تعمل" للخلية كنظام واحد يكون فيه السيتوبلازم هو الرابط.
تتكون الخلية حقيقية النواة من بروتوبلازم النواة والسيتوبلازم وغشاء البلازما ، وهو عبارة عن هيكل منفصل يبلغ متوسط سمكه 8.5 نانومتر ويختلف حسب نوع الخلية. غشاء مغطى جدار الخلية، عباءة الخلية ، وتسمى أيضًا glycocalycus لأنها تتكون من بروتينات سكرية ، وهو فحل خارجي ناعم ومرن بخصائص التصاق عالية ، ولأن المجهر الإلكتروني له مظهر متآكل.
يعد غشاء البلازما موطنًا للعديد من الأنشطة الخلوية: الاستجابة الهرمونية ، والتفاعلات الخلوية ، وخصائص المستضدات ، والاستثارة ، وربما التعبير الجيني وانقسام الخلايا. في أوائل سبعينيات القرن الماضي ، تم اقتراح نموذج لبنية غشاء البلازما ، نموذج فسيفساء ثلاثي الطبقات ، صالح أيضًا للأغشية داخل الخلية ، والذي وفقًا له توجد بروتينات مغمورة في طبقة ثنائية الفوسفوليبيد التي تعبر الغشاء بأكمله بواسطة طريقة الجزء. الفسفوليبيدات الغشائية الرئيسية هي أساسًا 4: فوسفاتيديل سيرين ، فوسفاتيديل إيثانولامين ، فسفاتيديل كولين ، وسفينجوميلين.
الكائنات البيولوجية الخاصة ، التي تحتل موقعًا وسيطًا بين الطبيعة الحية وغير الحية ، هي فيروسات اكتشفت في عام 1892 بواسطة D.I. Ivanovsky ، وتشكل حاليًا موضوعًا لعلم خاص - علم الفيروسات.
تتكاثر الفيروسات فقط في خلايا النباتات والحيوانات والبشر ، مسببة أمراضًا مختلفة. تحتوي الفيروسات على هيكل بسيط للغاية وتتكون من حمض نووي(DNA أو RNA) وقذيفة البروتين. خارج الخلايا المضيفة ، لا يُظهر الجسيم الفيروسي أي وظائف حيوية: فهو لا يتغذى ، ولا يتنفس ، ولا ينمو ، ولا يتكاثر.
إنها جزيئات ذات نهاية كارهة للماء وهي محبة للماء ، لذا فهي تأقية عندما تكون في منتصف محلولين مائيين ، مثل داخل الخلية وخارجها ، فإنها تتفاعل مع بعضها البعض عن طريق وضعها في طبقة ثنائية ، طبقة دهنية ثنائية الجزيء أو طبقة ثنائية الطبقة حوالي 7-8 نانومتر.
ترجع المناطق المنقطة بسمك حوالي 2 نانومتر إلى الترتيب المحاذي لرؤوس الفسفوليبيد. في المساحة الشفافة بين السطحين ، تتم مقارنة خطوط الفوسفوليبيد مع بعضها البعض. تحتوي النواة ، المستديرة أو البيضاوية ، داخل النيوكليوبلازم على نواة واحدة أو صفيحتين كروماتين.
3. السيتوبلازم وعضياته
السيتوبلازم. يملأ السيتوبلازم ، المحدد من البيئة الخارجية بواسطة الغشاء الخارجي ، الخلية بأكملها ، وتقع العضيات المختلفة والنواة فيها. هذه هي البيئة شبه السائلة الداخلية للخلية ، والتي تحتوي على كمية كبيرة من الماء ، ومن المواد العضويةتهيمن عليها البروتينات. في الصور المجهرية الإلكترونية ، يحتوي الجزء الأكبر من السيتوبلازم على بنية دقيقة الحبيبات. في العديد من الخلايا ، على سبيل المثال ، في الخلايا الظهارية ، تظهر أنحف الشعيرات فيها ، وتقع في جميع أجزاء الخلية وتؤدي دور الهياكل الداعمة (الهيكلية). يربط السيتوبلازم جميع العضيات الخلوية والنواة في واحدة ويضمن تفاعلها مع بعضها البعض.
يتكون الغلاف النووي من غشاءين: أحدهما خارجي على اتصال مع السيتوبلازم ويمثل الوجه السيتوبلازمي الداخلي للكروماتين الملتصق به. يفصل الفضاء المحيط بالنواة بين الأغشية. المسام النووية ، التي تفتح من خلال الغلاف النووي ، توفر للمواد الخارجية أو الداخلية إمكانية العبور في كل من الاتجاه الخلوي النووي وفي الاتجاه المعاكس.
يتكون الكروماتين ، وهو مادة ملطخة بشدة وبقع أساسية ، بشكل أساسي من البروتينات النووية ؛ يتم تنظيمه في خيوط حلزونية إلى حد ما بقطر 25 نانومتر أو أقل. تظهر النواة ، بمصفوفتها الكثيفة ، على شكل شبكة من الشبكات المتداخلة ، والتي تتشكل عليها المكونات الحبيبية والليفية للبروتين النووي ؛ تحتل منطقة متغيرة النواة.
الميتوكوندريا. الميتوكوندريا ("ميتوس" - خيط ، "كوندريون" - حبيبات ، حبيبية ، يونانية) هي أجسام بحجم يتراوح من 0.2 إلى 7 ميكرون ، مختلفة في الشكل: دائرية ، بيضاوية ، على شكل قضيب ، خيطية. توجد الميتوكوندريا في سيتوبلازم الخلايا ، ويمكن أن يختلف عددها في الخلايا المختلفة من 2-3 إلى 1000 أو أكثر. تشير التقديرات ، على سبيل المثال ، إلى أن خلية كبد واحدة من الثدييات تحتوي على حوالي 2500 ميتوكوندريا.
يتكون السيتوبلازم من كيانين مختلفين: المورفوبلازم والهيالوبلازم. يشمل Morphoplasm جميع العناصر السيتوبلازمية ، أي جميع الأعضاء الخلوية التالية. يحدها غشاءان: غشاء خارجي أملس ؛ يتم تزويد الغشاء الداخلي بحواف تزيد من السطح. جهاز جولجي: عبارة عن مجموعة من الثنائيات الخلوية. يشتمل كل ثنائي على خزانات مكدسة وحويصلات صغيرة وفجوات موجودة على أحد أسطح الديثوسوم عندما يكون نشطًا.
الجسيمات الحالة: عضيات يحدها غشاء بسيط يحتوي على مادة متجانسة وكثافة معتدلة يمكن أن تؤدي أنشطتها الأنزيمية المتعددة إلى تدهور العناصر خارج الخلية. يمتلك البيروكسيسومات قطرًا مشابهًا لقطر الليزوزومات ويوضع في غشاءه نيوكليويد مغمور في مادة متجانسة.
تظهر الميتوكوندريا بوضوح في المجهر الضوئي ، والذي يمكنك من خلاله رؤية شكلها وموقعها في الخلية وإحصاء عددها. كشفت دراسة مجهرية إلكترونية أن كل ميتوكوندريا لها بنية معقدة نوعًا ما. يوضح الرسم التخطيطي لهيكل الميتوكوندريا ، وكذلك في الصورة المجهرية الإلكترونية ، أن الغلاف الخارجي لهذا العضو العضوي يمثله غشاءان: خارجي وداخلي. الغشاء الخارجي أملس لا يشكل أي ثنيات أو نتوءات. على العكس من ذلك ، يشكل الغشاء الداخلي طيات عديدة يتم توجيهها إلى التجويف الداخلي للميتوكوندريا. طيات الغشاء الداخلي تسمى cristae ("crista" - قمة ، ثمرة ، خط الطول). في معظم الخلايا في التجويف الداخلي ، توجد الميتوكوندريا في cristae في الاتجاه العرضي. قد تتفرع بعض cristae. في ميتوكوندريا واحدة ، عادة ما يكون هناك العديد من الكرستيات ، وهي متجاورة بإحكام مع بعضها البعض ، وتمتلئ المساحة الضئيلة المتبقية بينهما بمادة شبه سائلة ذات بنية دقيقة الحبيبات.
الجسيم المركزي: عادة ما يكون قريبًا من النواة. يتكون من واحد أو اثنين من أجهزة الطرد المركزي. كل مركز له شكل أسطوانة ، يحتوي جدارها المعتم قليلاً على 9 قطع من الأنابيب مرتبة بشكل متوازٍ. الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة التي تشكل ما يسمى بالهيكل الخلوي: معزولة أو مجمعة في حزم ، مبعثرة أو موضعية ، هيولي. هم جزء من الهيكل الخلوي: خيوط أكتين وميوسين دقيقة ، خيوط وسيطة ، وشبكة ميكروتراسليلوز.
يُطلق عليه أيضًا اسم البلازما غير المتبلورة ، وهو عبارة عن محلول متجانس لدرجة الحموضة بدون هياكل ، والذي يشكل عادةً 55٪ من الحجم الإجمالي للخلية. هذا هو جزء من السيتوبلازم الذي لا يترسب من متجانسات الخلية حتى عند الطرد المركزي الفائق بسرعات أعلى.
الأغشية الخارجية والداخلية للميتوكوندريا لها نفس بنية ثلاثية الطبقات مثل الغشاء الخارجي للخلية. تشمل البروتينات والدهون. يوجد عدد كبير من الإنزيمات المختلفة على الأغشية الخارجية والداخلية للميتوكوندريا ، وخاصة على الكريستا. تشمل إنزيمات الميتوكوندريا ، أولاً وقبل كل شيء ، تلك التي تساعد في التنفس الخلوي ، بالإضافة إلى تخليق مادة خاصة تسمى حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك ، أو باختصار ATP. تحتوي هذه المادة على احتياطيات كبيرة من الطاقة ، والتي يتم إطلاقها أثناء انهيار ATP ، والذي يحدث باستمرار في الميتوكوندريا تحت تأثير الإنزيمات. تستخدم الخلايا الطاقة في تخليق مواد مختلفة ، وفي إنتاج الحرارة اللازمة للحفاظ على درجة حرارة الجسم ، وفي الحركة وغيرها من مظاهر النشاط الحيوي.
يشير هذا المصطلح إلى الهياكل والحبيبات والمواد المختلفة التي ينتجها التمثيل الغذائي الخلوي. لا يتم تضمين الادراج في مجموعة الأعضاء التي تشكل مكونات التخليق الخلوي والتدهور. بدلاً من ذلك ، فهو أكثر المواد الاحتياطية وفرة في شكل حبيبات مثل الجليكوجين من فجوات مثل شوائب الدهون. تشمل الادراج أيضًا الأصباغ ، نتيجة تراكم المنتجات الخارجية والداخلية ، سواء كانت متحللة أم لا ، وكذلك أشباه البلورات ، مركبات البروتين التي تحتوي فقط على مظهربلورات.
يتم تصنيع ATP في الميتوكوندريا لجميع الخلايا وجميع الكائنات الحية وهو مصدر عالمي للطاقة. لذلك ، تسمى الميتوكوندريا مجازيًا محطات الطاقة أو الطاقة في الخلية ؛ إنها عضية أساسية لكل خلية نباتية وحيوانية.
البلاستيدات. البلاستيدات عضيات زرع الخلاياووجود البلاستيدات يميز الخلايا النباتية عن الخلايا الحيوانية. توجد البلاستيدات في السيتوبلازم. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من البلاستيدات: 1) الأخضر - البلاستيدات الخضراء. 2) ملون باللون الأحمر والبرتقالي وألوان أخرى - كروموبلاست و 3) عديم اللون - ليوكوبلاستس.
أي أن الهياكل الخلوية المسؤولة عن تحول الطاقة هي السيتوبلازم. من وجهة نظر كيميائية ، هذا ليس أكثر من مزيج من البروتينات التي لها وظائف أنزيمية و وظائف الدعم، مغمورة في محلول مائي من جزيئات دقيقة مختلفة. وتجدر الإشارة إلى أنه في الخلايا التي لا تحتوي على جدار صلب ، تشكل البروتينات الداعمة دعامة تحافظ على شكل مستقر إلى حد ما ، وهذه السقالة ، من خلال تشبيه واضح ، تسمى الهيكل الخلوي.
تتكون بعض الاحتياطيات من جزيئات تزود الطاقة ؛ السكريات أو السكريات بشكل أكثر شيوعًا: النشا في النباتات والعديد من المحتجين والجليكوجين في الحيوانات والفطريات. غالبًا ما تحتوي الخلايا حقيقية النواة ، وخاصةً الطلائعيات والحيوانات المائية ، على قطرات دهنية تفضل ، بالإضافة إلى توفير العديد من السعرات الحرارية لكل وحدة وزن ، أن تطفو: نسبة السيتوبلازم المنزوع الدهن تتجاوز ، في الواقع ، القليل من الماء.
توجد البلاستيدات الخضراء في خلايا الأوراق والأجزاء الخضراء الأخرى من النباتات. يعتمد اللون الأخضر المميز للبلاستيدات الخضراء على الصباغ الأخضر الخاص بالكلوروفيل الموجود فيها. بفضل الكلوروفيل ، يمكن للنباتات الخضراء استخدام الطاقة الضوئية للشمس ، وباستخدام الطاقة الشمسية ، تصنع المواد العضوية من المواد غير العضوية. تسمى عملية تكوين المواد العضوية من المواد غير العضوية عملية التمثيل الضوئي. يحدث فقط في البلاستيدات الخضراء.
تلطخ الكروموبلاست كورولا الأزهار والفواكه والخضروات والأوراق بألوان مختلفة: من الأصفر والبرتقالي إلى درجات مختلفة من اللون الأحمر.
تم العثور على Leucoplasts في خلايا الأجزاء عديمة اللون من النباتات: في السيقان والجذور والدرنات. ترتبط كل هذه الأنواع من البلاستيدات ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض من خلال إمكانية الانتقال المتبادل. لذلك ، عندما تنضج الثمار أو عندما يتغير لون الأوراق في الخريف ، تتحول البلاستيدات الخضراء إلى البلاستيدات الخضراء ، ويمكن أن تتحول البلاستيدات الخضراء بحرية إلى بلاستيدات خضراء ، على سبيل المثال ، عندما تتحول درنات البطاطس إلى اللون الأخضر.
يمكن رؤية جميع أنواع البلاستيدات الثلاثة بوضوح تحت المجهر الضوئي ، لأن أبعادها عادة ما تكون مساوية لعدة ميكرومتر. على سبيل المثال ، يمكن أن تكون البلاستيدات الخضراء 4-6 ميكرومتر أو أكبر.
تمت دراسة التركيب الدقيق للبلاستيدات باستخدام ميكروسكوب الكتروني. سننظر بالتفصيل في هيكل البلاستيدات الخضراء. في معظم النباتات ، تكون البلاستيدات الخضراء على شكل قرص ، مفصولة عن السيتوبلازم بغشاءين. كل من أغشية البلاستيدات الخضراء ، أي خارجي وداخلي ، لهما نفس بنية الغشاء الخارجي للخلية ، ويحتوي كلا الغشاءين على ثلاث طبقات.
يوضح الرسم المجهري أنه يوجد داخل البلاستيدات الخضراء عدد كبير من الجرانا المستطيلة. كل حبة عبارة عن كتلة أو مجموعة من أنحف الصفائح مكدسة مع بعضها البعض مثل عمود من العملات المعدنية. في المقطع العرضيتبدو دائرية ، قطر حبة واحدة حوالي 1 ميكرومتر. تحتوي إحدى الجرانات على حوالي 10 ألواح ، وتحتوي البلاستيدات الخضراء على عدة عشرات من الغرانا ، والتي ترتبط أيضًا ببعضها البعض بواسطة ألواح رقيقة. تم العثور على الصباغ الأخضر الكلوروفيل في الحبوب فقط. إنه غائب في أجزاء أخرى من البلاستيدات الخضراء ، وفي الجرانا يحدث التمثيل الضوئي.
الجسيمات المحللة. الليزوزومات هي أجسام صغيرة مستديرة توجد في جميع أنحاء الخلية. يبلغ قطر الليزوزوم الواحد حوالي 1 ميكرون. يتم فصل الجسيمات الحالة عن السيتوبلازم بواسطة غشاء كثيف. تتركز الإنزيمات بداخلها ، والتي تكون قادرة على تكسير جميع العناصر الغذائية التي تدخل الخلية. ينقسم العناصر الغذائيةبمساعدة الإنزيمات يسمى التحلل ، ومن هنا جاء اسم العضو العضوي نفسه - الجسيم الحال. يمكن أن يكون هناك العديد من الجسيمات الحالة في خلية واحدة ، على سبيل المثال ، عدة عشرات ، ويمكن تسمية مجموع الجسيمات الحالة مجازيًا الجهاز الهضميالخلايا. تم العثور على الليزوزومات في العديد من الخلايا الحيوانية ، ومؤخرًا تم العثور عليها أيضًا في الخلايا النباتية.
الشبكة الأندوبلازمية. تم اكتشاف هذا العضوي فقط أثناء الفحص المجهري الإلكتروني للخلايا. الشبكة الإندوبلازمية عبارة عن نظام معقد من القنوات والتجاويف يصل حجمها إلى 500 ألف ، وهي مترابطة وتشكل شبكة متفرعة معقدة تخترق سيتوبلازم الخلية بأكمله.
قنوات وتجاويف الشبكة الإندوبلازمية محدودة بأغشية لها نفس بنية الغشاء الخارجي للخلية ، أي كل منهم يتكون من ثلاث طبقات.
هناك نوعان من الشبكة الإندوبلازمية: خشنة وسلسة. يوجد على أغشية النوع الأول العديد من الأجسام الدائرية الصغيرة - الريبوسومات ، والتي تعطي أغشية القنوات والتجاويف مظهرًا خشنًا. أغشية النوع الثاني أي. الشبكة الإندوبلازمية الملساء ، لا تحمل الريبوسومات على سطحها.
يُعرف ما يلي عن وظائف هذا العضوي: تلعب الشبكة الإندوبلازمية الخشنة دورًا نشطًا في تخليق البروتينات. على أغشية الشبكة الإندوبلازمية الملساء ، يتم تصنيع الدهون والسكريات المتعددة. تتراكم منتجات التوليف هذه في قنوات وتجويفات ، ثم تنتقل إلى عضيات الخلية المختلفة ، حيث يتم استهلاكها. بالإضافة إلى ذلك ، في العديد من القنوات والتجاويف في الشبكة الإندوبلازمية ، فإن المواد من بيئة. المواد التي تغادر الخلية تدخلها أيضًا.
لذلك ، فإن الشبكة الإندوبلازمية هي عضية خلوية تلعب دورًا نشطًا ليس فقط في تخليق البروتينات والسكريات والدهون ، ولكن أيضًا في نقل وتراكم المواد المختلفة في الخلية.
تم العثور على الشبكة الإندوبلازمية في جميع خلايا الحيوانات والنباتات ؛ ويشهد التوزيع العام لهذا العضوي مرة أخرى على أهمية وظائفه ، والتي تتم دراستها الآن بشكل مكثف.
الريبوسومات. بالإضافة إلى الشبكة الإندوبلازمية ، تم اكتشاف الريبوسومات باستخدام المجهر الإلكتروني ، نظرًا لأن هذه العضيات الخلوية صغيرة الحجم للغاية. الريبوسومات هي أجسام مستديرة يبلغ قطرها من 150 إلى 200 ألف ألف. تظهر الصورة المجهرية الإلكترونية أن هناك الكثير من الريبوسومات في الخلية وأن معظمها يقع على أغشية الشبكة الإندوبلازمية. بالإضافة إلى ذلك ، توجد العديد من الريبوسومات بحرية في السيتوبلازم ، وكذلك في نواة الخلية. تتكون الريبوسومات من البروتين والحمض النووي الريبي (RNA).
تم العثور على الريبوسومات في جميع خلايا الحيوانات والنباتات متعددة الخلايا ، وكذلك في خلايا الكائنات الحية وحيدة الخلية. هذا يدل على أن الريبوسومات هي عضية إلزامية لكل خلية تؤدي أهم وظيفة بيولوجية: يتم تصنيع البروتين على الريبوسومات. الريبوسومات هي على وجه التحديد عضية الخلية حيث يحدث تخليق جزيئات البروتين ، أي تجميعها من جزيئات الأحماض الأمينية الموجودة في السيتوبلازم ونواة كل خلية. نظرًا لأن الريبوسومات تؤدي الوظيفة الأساسية لتخليق البروتين ، فيمكن تسميتها "خطوط التجميع" للخلية.
تتراكم البروتينات التي يتم تصنيعها على الريبوسومات في قنوات وتجاويف الشبكة الإندوبلازمية ، ثم يتم نقلها إلى عضيات الخلية حيث يتم استهلاكها. يتم تصنيع الجزء الأكبر من البروتينات على الريبوسومات المركزة على أغشية الشبكة الإندوبلازمية الخشنة ، وتمثل هاتان العضيتان ، كما هو مذكور أعلاه ، جهازًا واحدًا لتخليق ونقل البروتينات المتكونة في الخلية.
مجمع جولجي. مركب جولجي هو عضوي خلوي ، سُمي على اسم العالم الإيطالي سي.غولجي ، الذي رآه لأول مرة في سيتوبلازم الخلايا العصبية (1898) ووصفه بأنه جهاز شبكي. يوجد الآن مجمع جولجي في جميع خلايا الكائنات الحية النباتية والحيوانية. شكلها وحجمها يختلف اختلافا كبيرا. في العديد من الخلايا ، على سبيل المثال ، في الخلايا العصبية ، يكون لها شكل شبكة معقدة تقع حول النواة (الشكل 59) ؛ في الخلايا النباتية ، البروتوزوا ، يتم تمثيل مجمع جولجي بأجسام فردية على شكل منجل أو على شكل قضيب. التركيب المجهري الإلكتروني لهذه العضية هو نفسه في خلايا الكائنات الحية النباتية والحيوانية ، على الرغم من تنوع شكلها. يتكون مجمع جولجي من ثلاثة أقسام رئيسية مركبات اساسيه: 1) تجاويف كبيرة تقع في مجموعات (5-8 لكل مجموعة) ؛ 2) نظام معقد من الأنابيب الممتدة من التجاويف ؛ 3) فقاعات كبيرة وصغيرة تقع في نهايات الأنابيب. تشكل كل هذه العناصر معقدًا واحدًا ومحدودة بأغشية من نفس بنية الغشاء الخارجي للخلية.
يؤدي مجمع جولجي العديد من الوظائف البيولوجية المهمة: يتم نقل منتجات النشاط التخليقي للخلية إليها عبر قنوات الشبكة الإندوبلازمية ، وكذلك مواد مختلفةدخول الخلية من البيئة الخارجية. هذه ، أولاً وقبل كل شيء ، بروتينات مركبة في الخلية ، أسرار بروتينية تنتج في العديد من الخلايا ، صفار البيض ، الذي يتشكل في خلايا البويضات أثناء نضجها ، والسكريات والدهون. تتراكم كل هذه المواد أولاً في عناصر مجمع جولجي ، ثم تدخل في شكل قطرات أو حبيبات السيتوبلازم ويتم استخدامها إما في الخلية نفسها أثناء نشاطها الحيوي ، أو يتم إزالتها منها في البيئة الخارجية.
مركز الخلية. يتكون مركز الخلية من جسمين صغيرين جدًا ، حجم كل منهما أقل من 1 ميكرون ، ومنطقة كثيفة خاصة من السيتوبلازم. تسمى أجسام مركز الخلية المريكزات ، والمنطقة المضغوطة من السيتوبلازم في وسطها. - سنتروسفير.
أظهرت الدراسات المجهرية الإلكترونية أن كل مركز له شكل أسطوانة ، يتكون جدارها من 9 أزواج من الأنابيب الدقيقة.
يقع مركز الخلية عادة بالقرب من النواة. هذا الترتيب لمركز الخلية هو سمة خاصة لخلايا الحيوانات متعددة الخلايا. ينتمي مركز الخلية إلى دور مهمأثناء انقسام الخلية.
عضيات ذات أهمية خاصة. تتضمن هذه المجموعة تلك العضيات المرتبطة بأداء الخلايا لأي وظائف خاصة. يمكن أن تكون الأهداب والسوط ، اللذان يؤديان وظيفة الحركة في الأهداب والسوط بين الأوليات ، مثالًا على هذه العضيات. يتم أيضًا تزويد العديد من الخلايا الظهارية للحيوانات متعددة الخلايا بأهداب ، على سبيل المثال ، ظهارة الجهاز التنفسي ، حيث تؤدي الأهداب وظيفة الحركة ، وتزيل جزيئات الغبار التي دخلت الجسم. تحتوي الخلايا العضلية للحيوانات والبشر على أنحف الخيوط - اللييفات العضلية ، والتي يتم بسببها تقلص العضلات. في البروتوزوا ، في العديد من الخلايا الكائنات متعددة الخلايا، وخاصة في الظهارة ، هناك خيوط داعمة رفيعة للغاية تلعب دور الهيكل العظمي داخل الخلايا.
الادراج. على عكس العضيات ، فإن الادراج هي من بين الهياكل الخلوية غير الدائمة. تظهر وتختفي خلال حياة الخلية. تظهر الشوائب بوضوح تحت المجهر الضوئي على شكل حبيبات كثيفة وقطرات سائلة وفجوات وبلورات. العديد من هذه الادراج عبارة عن مغذيات احتياطية تستخدمها الخلية باستمرار. وهي عبارة عن قطرات من الدهون وحبوب النشا والجليكوجين وكذلك البروتين. في بعض الخلايا ، يتم ترسيب العناصر الغذائية الاحتياطية بكميات كبيرة. لذلك ، يتراكم الكثير من الجليكوجين في خلايا الكبد ، وتتراكم الدهون في خلايا الأنسجة الدهنية تحت الجلد للحيوانات والبشر. هناك العديد من رواسب البروتين في خلايا البويضات لحيوانات مختلفة. كما أن الخلايا النباتية غنية بالقطع الاحتياطية العناصر الغذائية: في نفوسهم يمكنك العثور على السكريات (النشا ، وما إلى ذلك) ، والدهون وشوائب البروتين ، وهي وفيرة في البذور والدرنات. على سبيل المثال ، تتراكم كمية كبيرة من النشا في خلايا درنات البطاطس.
الكائنات الحية متكافئة من حيث المعلومات الجينية ، ولكنها تختلف عن بعضها البعض في العمل المختلف للجينات المختلفة ، مما يؤدي إلى تنوعها المورفولوجي والوظيفي - إلى التمايز. تاريخ تطور المفاهيم حول الخلية XVII القرن 1665 - يصف الفيزيائي الإنجليزي R. Hooke في عمله "Micrography" هيكل الفلين ، على أقسام رفيعة وجد فراغات موجودة بشكل صحيح. ...