قفص

وفقًا للمفاهيم الحديثة، تُعدّ كل خلية وحدةً بنيويةً ووظيفيةً شاملةً للحياة. وتتشابه خلايا جميع الكائنات الحية في بنيتها، وتتكاثر بالانقسام فقط.

الخلية (السيلولا) وحدةٌ أساسيةٌ مرتبةٌ للحياة. تؤدي وظائفَ التعرّف، والأيض، والطاقة، والتكاثر، والنمو والتجدد، والتكيف مع الظروف المتغيرة للبيئة الداخلية والخارجية. تتنوع الخلايا في شكلها، وبنيتها، وتركيبها الكيميائي، ووظائفها. يوجد في جسم الإنسان خلايا مسطحة، وكروية، وبيضاوية، ومكعبة، ومنشورية، وهرمية، ونجمية. وتتراوح أحجام الخلايا بين بضعة ميكرومترات (الخلايا الليمفاوية الصغيرة) و200 ميكرومتر (الخلايا البيضية).

يُفصل غشاء السيتوليما (البلازماموليما) محتويات كل خلية عن البيئة المحيطة والخلايا المجاورة، مما يضمن ارتباطها بالبيئة الخارجية. المكونات المكونة للخلية، الموجودة داخل غشاء السيتوليما، هي النواة والسيتوبلازم، الذي يتكون من الهيالوبلازم والعضيات والشوائب الموجودة فيه.

[ 1 ]، [ 2 ]

سيتوليما

الغشاء الخلوي، أو الغشاء البلازمي، هو غشاء خلوي بسمك 9-10 نانومتر. يؤدي وظائف الانقسام والحماية، ويستشعر التأثيرات البيئية بفضل وجود مستقبلات (وظيفة الاستقبال). يؤدي الغشاء الخلوي وظائف التبادل والنقل، فينقل جزيئات (جسيمات) مختلفة من البيئة المحيطة بالخلية إلى الخلية وبالعكس. تُسمى عملية النقل إلى الخلية بالالتقام الخلوي. ينقسم الالتقام الخلوي إلى البلعمة والاحتساء الخلوي. خلال البلعمة، تلتقط الخلية وتمتص الجسيمات الكبيرة (جسيمات الخلايا الميتة والكائنات الدقيقة). خلال الاحتساء الخلوي، يُشكل الغشاء الخلوي نتوءات تتحول إلى حويصلات، والتي تتضمن جسيمات صغيرة مذابة أو معلقة في سائل الأنسجة. تمزج حويصلات الاحتساء الخلوي الجسيمات الموجودة فيها داخل الخلية.

يشارك الغشاء الخلوي أيضًا في إزالة المواد من الخلية - عملية الإخراج الخلوي. تتم هذه العملية بمساعدة حويصلات (فجوات عصارية)، حيث تنتقل المواد المُزالة من الخلية أولًا إلى الغشاء الخلوي. يندمج غشاء الحويصلات مع الغشاء الخلوي، وتدخل محتوياتها إلى البيئة خارج الخلوية.

تتم وظيفة المستقبلات على سطح الغشاء الخلوي بمساعدة الجليكوليبيدات والجليكوبروتينات، القادرة على التعرف على المواد الكيميائية والعوامل الفيزيائية. تستطيع مستقبلات الخلايا تمييز المواد النشطة بيولوجيًا، مثل الهرمونات والوسطاء، وغيرها. يُعد استقبال الغشاء الخلوي أهم حلقة وصل في التفاعلات بين الخلايا.

في الغشاء الخلوي، وهو غشاء بيولوجي شبه منفذ، يتم تمييز ثلاث طبقات: خارجية ومتوسطة وداخلية. تشكل الطبقتان الخارجية والداخلية للغشاء الخلوي، كل منهما بسمك حوالي 2.5 نانومتر، طبقة مزدوجة من الدهون كثيفة الإلكترونات (طبقة ثنائية). بين هاتين الطبقتين توجد منطقة كارهة للماء من جزيئات الدهون ذات ضوء الإلكترون، يبلغ سمكها حوالي 3 نانومتر. في كل طبقة أحادية من الطبقة الثنائية الدهنية توجد دهون مختلفة: في الطبقة الخارجية - السيتوكروم، جليكوليبيدات، التي تتجه سلاسل الكربوهيدرات منها إلى الخارج؛ في الطبقة الأحادية الداخلية المواجهة للسيتوبلازم - جزيئات الكوليسترول، ATP synthetase. توجد جزيئات البروتين في سمك الغشاء الخلوي. بعضها (متكامل، أو عبر الغشاء) يمر عبر سمك الغشاء الخلوي بالكامل. تقع بروتينات أخرى (محيطية، أو خارجية) في الطبقة الأحادية الداخلية أو الخارجية للغشاء. تؤدي بروتينات الغشاء وظائف مختلفة: بعضها مستقبلات، وبعضها إنزيمات، وبعضها حاملات لمواد مختلفة، لأنها تؤدي وظائف النقل.

يُغطى السطح الخارجي للغشاء الخلوي بطبقة لييفية رقيقة (من 7.5 إلى 200 نانومتر) من الغليكوكاليكس. يتكون الغليكوكاليكس من سلاسل الكربوهيدرات الجانبية من الجليكوليبيدات والجليكوبروتينات ومركبات كربوهيدراتية أخرى. تُشكل الكربوهيدرات، على شكل عديدات السكاريد، سلاسل متفرعة متصلة بواسطة الدهون والبروتينات في الغشاء الخلوي.

تشكل السيتوبلازما الموجودة على سطح بعض الخلايا هياكل متخصصة: الزغيبات، والأهداب، والوصلات بين الخلايا.

الزغيبات (الزغيبات) يصل طولها إلى 1-2 ميكرومتر، وقطرها إلى 0.1 ميكرومتر. وهي نتوءات تشبه الإصبع مغطاة بالغشاء الخلوي. في وسط الزغيبات، توجد حزم من خيوط الأكتين المتوازية متصلة بالغشاء الخلوي في أعلى الزغيبات وعلى جوانبها. تزيد الزغيبات من مساحة السطح الحر للخلايا. في خلايا الدم البيضاء وخلايا النسيج الضام، تكون الزغيبات قصيرة، وفي ظهارة الأمعاء تكون طويلة، ويكثر عددها لدرجة أنها تُشكل ما يُسمى بالحافّة الفرشاة. بفضل خيوط الأكتين، تكون الزغيبات متحركة.

الأهداب والأسواط متحركة أيضًا، وحركاتها تشبه البندول والموجة. يُغطى السطح الحر للظهارة الهدبية في الجهاز التنفسي، والأسهر، وقناتي فالوب بأهداب يصل طولها إلى 5-15 ميكرومتر وقطرها 0.15-0.25 ميكرومتر. يوجد في مركز كل هدب خيط محوري (محور عصبي) يتكون من تسعة أنابيب دقيقة مزدوجة محيطية متصلة ببعضها البعض، والتي تحيط بالمحور العصبي. ينتهي الجزء الأولي (القريب) من الأنبوب الدقيق على شكل جسم قاعدي يقع في سيتوبلازم الخلية، ويتكون أيضًا من أنابيب دقيقة. تتشابه الأسواط في بنيتها مع الأهداب، حيث تؤدي حركات تذبذبية منسقة بسبب انزلاق الأنابيب الدقيقة بالنسبة لبعضها البعض.

تشارك السيتوبلازما في تكوين الاتصالات بين الخلايا.

تتشكل الوصلات بين الخلايا عند نقاط التلامس، مما يوفر تفاعلات بين الخلايا. تنقسم هذه الوصلات إلى بسيطة، ومسننة، وكثيفة. الوصلة البسيطة هي تقارب الأغشية الخلوية للخلايا المجاورة (الفراغ بين الخلايا) على مسافة 15-20 نانومتر. في الوصلة المسننة، تدخل نتوءات الأغشية الخلوية لخلية واحدة (إسفين) بين أسنان خلية أخرى. إذا كانت نتوءات الأغشية الخلوية طويلة، وتتداخل بعمق بين نفس نتوءات خلية أخرى، فإن هذه الوصلات تُسمى تشابكات تشبه الأصابع.

في الوصلات الخلوية الكثيفة الخاصة، يكون غشاء الخلية للخلايا المجاورة متقاربًا جدًا لدرجة اندماجها مع بعضها البعض. هذا يُنشئ ما يُسمى بمنطقة حجب، وهي منطقة غير منفذة للجزيئات. إذا حدث اتصال كثيف بين غشاء الخلية في منطقة محدودة، تتشكل نقطة التصاق (الديسموسوم). والديسموسوم هو منطقة عالية الكثافة الإلكترونية، يصل قطرها إلى 1.5 ميكرومتر، تؤدي وظيفة الربط الميكانيكي بين الخلايا. وتكثر هذه الوصلات بين الخلايا الظهارية.

توجد أيضًا وصلات تشبه الفجوات (وصلات)، يصل طولها إلى 2-3 ميكرومتر. تفصل بين الأغشية الخلوية في هذه الوصلات مسافة 2-3 نانومتر. تمر الأيونات والجزيئات بسهولة عبر هذه الوصلات. لذلك، تُسمى هذه الوصلات أيضًا وصلات موصلة. على سبيل المثال، في عضلة القلب، تنتقل الإثارة من خلية عضلة قلبية إلى أخرى عبر هذه الوصلات.

[ 3 ]، [ 4 ]، [ 5 ]

الهيالوبلازم

الهيالوبلازم (هيالوبلازما؛ مشتقة من الكلمة اليونانية هيالينوس - شفاف) تُشكل ما يقارب 53-55% من إجمالي حجم السيتوبلازم، مُشكلةً كتلةً متجانسةً ذات تركيبٍ مُعقد. يحتوي الهيالوبلازم على بروتينات، وسكرياتٍ مُتعددة، وأحماضٍ نووية، وإنزيمات. بمشاركة الريبوسومات، تُصنع البروتينات في الهيالوبلازم، وتحدث تفاعلات تبادل وسيطة مُتنوعة. يحتوي الهيالوبلازم أيضًا على عضيات، وشوائب، ونواة الخلية.

[ 6 ]، [ 7 ]

عضيات الخلية

العضيات (العضيات) هي بنى دقيقة أساسية لجميع الخلايا، تؤدي وظائف حيوية محددة. يُميّز بين العضيات الغشائية وغير الغشائية. تشمل العضيات الغشائية، المنفصلة عن الهيالوبلازم المحيط بها بواسطة أغشية، الشبكة الإندوبلازمية، وجهاز الشبكة الداخلية (مجمع جولجي)، والليزوزومات، والبيروكسيسومات، والميتوكوندريا.

العضيات الغشائية للخلية

جميع العضيات الغشائية مبنية من أغشية أولية، يشبه مبدأ تنظيمها بنية الغشاء الخلوي. ترتبط العمليات الفسيولوجية الخلوية بالالتصاق المستمر، واندماج الأغشية، وانفصالها، بينما لا يمكن التصاق وتوحيد سوى طبقات غشائية أحادية متطابقة طوبولوجيًا. وبالتالي، فإن الطبقة الخارجية لغشاء أي عضية، المواجهة للبلازما الزجاجية، مطابقة للطبقة الداخلية للغشاء الخلوي، والطبقة الداخلية المواجهة لتجويف العضية مطابقة للطبقة الخارجية للغشاء الخلوي.

العضيات الغشائية للخلية

العضيات غير الغشائية في الخلية

تشمل العضيات غير الغشائية في الخلية الجسيمات المركزية، والأنابيب الدقيقة، والخيوط، والريبوسومات، والبوليزومات.

العضيات غير الغشائية في الخلية

نقل المواد والأغشية في الخلية

تدور المواد في الخلية، محصورةً في أغشية ("حركة محتويات الخلية في حاويات"). يرتبط فرز المواد وحركتها بوجود بروتينات مستقبلة خاصة في أغشية مجمع جولجي. يُعد النقل عبر الأغشية، بما في ذلك الغشاء البلازمي (الغشاء الخلوي)، من أهم وظائف الخلايا الحية. هناك نوعان من النقل: النقل السلبي والنقل النشط. لا يتطلب النقل السلبي إنفاق طاقة، بينما يعتمد النقل النشط على الطاقة.

نقل المواد والأغشية في الخلية

نواة الخلية

توجد النواة (s. karyon) في جميع خلايا الإنسان باستثناء كريات الدم الحمراء والصفائح الدموية. وتتمثل وظائف النواة في تخزين المعلومات الوراثية ونقلها إلى الخلايا الجديدة (الوليدة). وترتبط هذه الوظائف بوجود الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) في النواة. كما يحدث في النواة تخليق البروتينات - الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (RNA) والمواد الريبوسومية.

نواة الخلية

[ 8 ]، [ 9 ]، [ 10 ]، [ 11 ]

انقسام الخلية. دورة الخلية

يحدث نمو الكائن الحي نتيجةً لزيادة عدد الخلايا من خلال الانقسام. والطريقتان الرئيسيتان لانقسام الخلايا في جسم الإنسان هما الانقسام المتساوي والانقسام المنصف. وتسير العمليات التي تحدث خلال هاتين الطريقتين من انقسام الخلايا بنفس الطريقة، ولكنها تؤدي إلى نتائج مختلفة.

انقسام الخلية: دورة الخلية

[ 12 ]، [ 13 ]، [ 14 ]، [ 15 ]