الخلية
الخلية في الأحياء هو الوحدة البنائية الوظيفية في جسم الكائن الحي. وتعتبر أصغر وحدة بنائية يتكون منها الكائن الحي ؛ وتقسم الخلايا عادة إلى خلايا نباتية وخلايا حيوانية ، وهناك تقسيمات أخرى ؛ وتسمى مجموعة الخلايا المتشابهة في التركيب والتي تؤدي معاً وظيفة معينة في الكائن الحي عديد الخلايا بالنسيج. وتحتوي الخلية على أجسام أصغر منها تسمى عضيات، مثل أجسام جولجي، وهناك أيضا النواة التي تحمل في داخلها الشيفرة الوراثية DNA. كما يحيط بالخلية غشاء يسمى بالغشاء الخلوي، ولدى الخلايا النباتية، جدار من السيليولوز يسمى الجدار الخلوي ، وهو غير مرن كالغشاء الخلوي. ويكمن الفرق بين الخلايا الحيوانية والخلايا النباتية في وظيفتها وشكلها.
ومن تقسيمات الخلية المعروفة من وجهة نظر علم الخلية:
1.كائنات بدائية النواة Prokaryotes
2.كائنات حقيقية النواة Eukaryotes
وقد طرح هذا التقسيم العالم هانس ريس في بداية الستينات، ويعتبر هذا التقسيم واسع الانتشار في الوقت الحالي.
_________________________________________
غير حقيقية النواة
يضم هذا التقسيم الجراثيم (البكتيريا) والطحالب الزرقاء المخضرّة. وتقسم الخلية غير حقيقية النواة إلى جزئين رئيسيين هما الهيولى (السيتوبلازم) وشبيه النواة ويسمى بعض الأحيان المنطقة النووية، ويحيط بهذين الجزئين الغشاء الخلوي. ويكون هذا الغشاء محاطاً أحياناً (كما في بعض الجراثيم، وفي الطحالب) بجدار خلوي صلب أو شبه صلب يحافظ على الخلية ويؤمن لها الدعم. يتراوح معدل حجم الخلية غير حقيقية النواة بين 1 - 10 ميكرومتر. والخلية لا تستطيع الاستمرار في الحياة إذا تلف غشاؤها. وينطوي الغشاء البلازمي في بعض غير حقيقيات النواة مكوناً طيات وثنايا، لكن هذه لا تكون منفصلة عن الغشاء البلازمي، لذلك لا تعتبر تراكيب داخلية بعض هذه الطيات الجسميات المتوسطة وتكون حاوية على الأنزيمات الأساسية الضرورية لعملية التنفس الهوائي والتي تحدث في المتقدرة (الميتاكوندريا) المنتمية للخلايا حقيقية النواة، ولكن عدم وجود أغشية داخلية دائمة يعني عدم وجود تركيز موضعي للفعاليات والنشاطات محدداً بغشاء وهذا هو الاختلاف الرئيسي بين النوعين. كما تختلف الريباسات (الرايبوزومات) في غير حقيقية النواة حيث تكون أصغر حجماً ويتراوح قطرها بين 150- 200 انجستروم وتكون حرة في السيتوبلازم. وتوجد في غير حقيقية النواة، إضافة إلى السيتوبلازم، مناطق كثيفة ذات شكل غير منتظم، وهي المناطق النووية. ويشكل فقدان غشاء فاصل بين المادة الوراثية والسيتوبلازم فرقا أساسيا بين هذين النوعين من الخلايا (غير حقيقية النواة وحقيقية النواة).
_________________________________________،،
نواة الخلية
هي إحدى أهم أعضاء الخلية الحيوانية حقيقية النوى و لا تتواجد في كاذبات النوى. تقوم نوى الخلايا بتنظيم التفاعلات الكيميائية الحيوية في الخلية كما تقوم بحفظ المعلومات الوراثية ضمن مورثات موجودة في المادة الصبغية (الكروموسومات).
في علم الأحياء الخلوي، تعد النوى عُضياً organite موجودا في جل الخلايا حقيقيات النوى، ويحتوي على الجزء الكبير من المادة الوراثية بالخلية. وله وظيفتين أساسيتين : مراقبة التفاعلات الكيميائية بالهيولى، وتخزين المعلومات الضرورية لانقسام الخلية. ويتراوح قطره ما بين 10 و 20 ميكرومترا، وبذلك يشكل أكبر عضي في الخلية.
الغشاء النووي:
يحيط بالنوى غشاء مزدوج يسمى الغشاء النووي. يندمج الغشاءين الداخلي والخارجي بفرجة منتظمة، فيكونان الثقوب النووية. تتيح هذه الأخيرة التبادل النووي الهيولي في الاتجاهين، مثل خروج الرنا الرسول إلى الهيولى. وبذلك، يقوم الغشاء النووي بتنظيم وتسهيل النقل بين النوى والهيولى، في ذات الوقت الذي يقوم فيه بعزل التفاعلات الكيميائية التي تجري في الهيولى عن تلك التي تجري بداخل النوى.
ويشكل الغشاء الخارجي امتدادا مع الشبكة الهيولية الباطنة الخشنة، ويمكنه مثل هذه الأخيرة أن تكون به الريباسات منبثة على واجهته الهيولية. وللمجال ما بين الغشاءين (ويسمى المجال المحيط بالنوى) امتداد مع المجال الداخلي للشبكة الهيولية الباطنة.
أماالغشاء الداخلي، فيغطيه lamina على الواجهة النووية البلازمية. وتشكل lamina شبكة من البروتينات (نحو 2000 نوع من البروتينات) التي تقوم بدور الدعامة وتساهم حسب البحوث الحديثة في تنظيم حركات الصبغين chromatine أثناء مختلف مراحل الدورة الخلوية cycle cellulaire.
المادة الوراثية:
يوجد بداخل النوى نوية واحدة أو عدة نويات محاطة بقالب ليفي يسمى البلازما النووية nucléoplasme. وهذا الأخير هو على شكل سائل له كثافة جيلاتينية (شبيهة بكثافة الهيولى)، وبه عدد كبير من المواد المذابة. من بين هذه المواد نكلوتيدات ثلاثية الفوسفات، والأنزيمات، وبروتينات، وعوامل النقل. وتجد كذلك بداخل النوى المادة الوراثية الدنا، على شكل معقد الدنا-بروتينات يسمى الصبغين chromatine وهو مكون من عدد كبير من الوحدات المسمات الصبغيات chromosomes.
ويقسم الصبغين إلى نوعين : الصبغين الحقيقي l'euchromatine والصبغين المغاير l'hétérochromatine.
الصبغين الحقيقي، هو شكل الدنا الأقل كثافة وتماسكا، وتحتوي مناطق الدنا المكونة له على الجينات التي غالباً ما تُعَبِّر عنها الخلية.
وعلى عكس ذلك، في الصبغين المغاير، نجد الدنا كثيفا. وتحتوي مناطق الدنا المكونة له إما على الجينات التي لا تُعَبِّر عنها الخلية (هذا النوع من الصبغين يعرف بالصبغين الاختياري) ؛ وإما تصنع القسيمات المركزية والقسيمات الطرفية للصبغيات (هذا النوع من الصبغين يعرف بالصبغين المُكَوِّن). وإن خلايا الأجسام المتعددة الخلايا، جد متخصصة في أداء وظائف خاصة، فيتطلب ذلك مختلف مجموعات الجينات للتعبير عنها. وبذلك، فإن مناطق الدنا المكونة للصبغين المغاير تختلف حسب نمط الخلايا.
علم الخلية وهو العلم الذي يهتم بدراسةالخلية من جميع نواحيها الخلية هي وحدة التركيب و الوظيفة في الكائنات الحية ويرتبط اكتشاف الخلية باكتشاف المجهر
وعلم الخلية وثيق الصلة بعلم الوراثة فيشار عادة إلى هذين العلمين باسم علم الوراثة الخلوية كما ان له صلة بعلم التصنيف و كذلك علم الأجنة وعلم وظائف الأعضاء
ماهي البروتوبلازمة( المادة الحية) ؟ هي المادة الحية التي تتكون منها جميع الكائنات الحية ،نباتية أو حيوانية
بنيان الخلية تتركب الخلية من مجموعة من العضيات وان كانت هذه العضيات تختلف نوعاَ ما في الخلية الحيو انية عنها في الخلية النباتية وايضاَ قد تختلف تبعاَ لتواجدها في الكائن الحي الواحد
محتويات الخلية تتميز الكتلة البروتوبلازمية إلى جزئين : رئيسيين جزء داخل النواة وجزء خارج النواة ويسمى بالسيتوبلازم ويحتوي السيتوبلازم على تراكيب حية تسمى العضيات السيتو بلازمية وتراكيب غير حية مثل الحبيبات الدهنية والنشا
ومن أهم العضيات في الخلية غشاء الخلية- الشبكة الإندوبلازمية - الريبوسومات - أجسام جولجي - الميتوكندريا - البلاستيدات – النواة
النوية (بالإنجليزية: Nucleolus) هي عضية خلوية موجود داخل النواة. تقوم النوية بعدة وظائف و من أهمها إنتاج و تصنيع الرايبوسومات.
الشبكة الإندوبلازمية عضو النقل في الخلية إذ إنها عبارة عن شبكة من الأنابيب يتم من خلالها نقل المواد بين أجزاء الخلية، وهي نوعان: شبيكة هيولية خشنة وشبيكة هيولية ملساء، والفرق بينهما هو أن الشبيكة الهيولية الخشنة تحتوي على الجسيمات الريبية التي تقوم بصنع الهَيُولِينَات وبواسطة أنابيب الشبيكة يتم نقل هذا البروتينات إلى أجهزة غولجي.
الهيكل الخلوي (بالإنجليزية: cytoskeleton) هو عبارة عن دعامة أو هيكل موجود مثل جميع العضيات الأخرى ضمن السيتوبلاسم. يوجد الهيكل الخلوي في جميع الخلايا الحية النباتية والحيوانية إضافة إلى خلايا طلائعيات النوى وحقيقيات النوى. ويشكل بنية دينامية تحافظ على شكل الخلية وتمكنها من بعض الحركة باستخدام بنى مثل السياط (flagella) والأهداب (cilia) وتلعب دورا أساسيا في النقل الداخل الخلوي (حركة الحويصلات ضمن السيتوبلاسم وحركة العضيات) كما يلعب دوراأساسيا في الانقسام الخلوي
جهاز كولجي أو شبكة كولجي أو جسيم كولجي (كولجي تكتب أيضا غولجي)، عبارة عن عضية يتواجد في خلايا الكائنات ذات التركيب الخلوي المعقد حيت تنتظم المواد الوراثية على هيئة غشاء محيط بنواة الخلية . سميت هذه العضيات نسبة إلى العالم الإيطالي كاميلو غولجي الذي اكتشفها في الخلايا الحيوانية للقط و بعض الطيور عام 1898 و قد وصف جولجي هذا التركيب بأنه جسم شبكي له قابلية شديدة لترسيب نترات الفضة و رابع أكسيد الأزميوم . تتكون اجسام غولجي من مجموعة اكياس غشائية ضيقة مرتبة ترتيباً متوازياً ، و مقوسة لتعطي شكلاً يشبه الكأس طولها من 0.5 إلى 2 ميكرون تتشكل انطلاقا من الشبكة الهيولية الداخلية و التي تتبرعم باستمرار لتشكل حويصلات افرازية قليلة العمق ، ومحاطة بحويصلات عدة ، و تتلخص وظيفتها بتعديل تركيب بعض المواد التي تفرزها الخلية و تصنيفها و خزنها لحين استخدامها من قبل الخلية فيما بعد أو افرازها إلى الخارج . لذا تكثر أجسام غولجي في الخلايا ذات النشاط الإفرازي . يوجد جهاز كولجي في الأنواع المختلفة من خلايا الفقاريات باستثناء الخلايا التناسلية على هيئة تركيب شبكي أما الخلايا التناسلية و جميع خلايا اللافقاريات ، و كذلك الخلايا النباتية ، فإن جهاز جولجي يوجد فيها على هيئة أجسام مقوسة يطلق عليها الدكتيوسومات .
يختلف الموقع الدقيق لشبكة كولجي إختلافا طفيفا حسب نوع الخلية فعلى سبيل المثال يوجد جهاز كولجي في القطب الإفرازي للخلية ، أي بين النواة و الحافة الحرة للخلية في الأجزاء القنوية من البنكرياس بينما يحيط جهاز كولجي بالنواة في الخلايا العصبية . بالإضافة إلى الإختلاف في الموقع يختلف جهاز كولجي أيضا في المظهر تبعا للحالة الفسيولوجية للحيوان فيبدو مثلا في الخلايا الطلائية لأمعاء الحيوان الجائع على هيئة جسم صغير كثيف يحتل منطقة صغيرة من السيتوبلازم ، إلا أنه بعد التغذية ، يزداد حجمه تدريجيا ليحتل حيز أكبر من السيتوبلازم . يظهر جهاز كولجي أيضا تغيرات في الشكل أثناء تكوين و نمو الحيوان ففي خلايا الحيوانات الصغيرة يكون جهاز جولجي على هيئة تركيب شبكي صغير يقع عند القطب المحوري للخلية ، و يزداد حجم هذا التركيب تدريجيا مع نمو الحيوان ، حتى يحيط بالنواة إحاطة تامة ، و مع تقدم الحيوان في العمر ، تتهدم هذه الشبكة و تتفتت إلى حبيبات صغيرة تظهر متناثرة في أنحاء الخلية .
البنيان الدقيق
يتكون جهاز كولجي من حويصلات محددة بغشاء ويعرف بالسيستيرنا وهناك عادة 5 ـ 8 من هذه الأغشية المطعمة بالحويصلات ، هناك مصادر تشير إلى ان العدد قد يصل إلى حدود الـ60 [1]. يوجد حول التركيب أعلاه عدد من الحويصلات الكروية التي تتبرعم من غشاء السيستيرنا . تحت المجهر الألكتروني يبدو جهاز كولجي مكونا من ثلاثة أجزاء رئيسية وهي [2]:
عدد من الحويصلات المحدودة رقيقة الجدران تجري موازية لبعضها البعض .
عدد من التجاويف الكبيرة المستديرة المغلفة بأغشية رقيقة تقع عند نهاية الحويصلات .
مجموعة صغيرة من التجاويف الدقيقة .
يوجد بين النواة و جهاز كولجي تركيب آخر يسمى الشبكة البلاسمية الداخلية والتي تحتوي أيضا على حويصلات وتندمج هذه الشبكة مع جهاز كولجي عبر أنابيب دقيقة حيث يتم من خلالها توصيل المواد بين جهاز كولجي و الشبكة البلاسمية الداخلية [3]. من الناحية الكيميائية يتركب جهاز كولجي من مواد دهنية و بروتينية متحدة مع بعضها ويوجد الجزء الدهني من الجهاز في حالة مقنعة غير ظاهرة تحيط به طبقة رقيقة من البروتين إلا أنه يمكن تعرية الجزء الدهني و إظهاره عن طريق معاملة الخلايا بإنزيمات خاصة تهضم البروتينات الخارجية و تذيبها و يحدث هذا بصورة طبيعية عادة في بعض خلايا الحيوانات المسنة و في بعض الحالات المرضية
الهَيُولَى أو هَيُولَى الخَلِيَّة (يعرف أيضاً باسم السيتوبلازم في الترجمات الحرفية، من الإنكليزية: Cytoplasm) المكون الرئيسي الذي يملأ الخلية، يمثل حجمه 54 - 55 % من حجم الخلية. يحده خارجيا الغشاء الخَلَوِيّ، و داخليا (في الخلايا الحقيقية النوى، إذ تفتقد الخلايا البدائية النوى للنواة) الغشاء النَوَوِي.
مكونات الهيولى
يتكون الهيولى من:
السائل الهيوليّ، وهو يحوي:
75 - 95 % من الماء. ما عدا الأبواغ، فهي تحوي كمية أقل من الماء.
10 - 15 % من الهَيُولِينَات.
2 - 4 % من الدهنيات.
0,1 – 1,5 % من السكريات.
0,4 % من الحمض المزدأن الريبي النووي.
0,7 % من الحمض الريبي النووي.
0,4 % من الجُزَيْئَات العضوية الدقيقة.
1,5 % من الجُزَيْئَات اللاعضوية والدوالف.
العُضَيَّات:
الهيكل الخلوي.
الجسيمات الريبيّة.
الشبيكة الهيولية.
المريكز.
الحبيبات الخيطية.
جهاز غولجي.
الجسيمات الحالّة.
الهدوب.
السياط.
المُشْتَمَلاَت، وهي جُسَيْمَات تحوي مواد كيميائية (كالمواد المغذية للخلية، والإفرازات...).
الميتوكوندريون أو المتقدرات أو المصورات الحيوية أو حُبَيْبَة خَيْطِيَّة (بالإنجليزية: Mitochondrion) (جمعها، ميتوكوندريا، Mitochondria) هي عضيات في داخل الخلايا الحيوانية والنباتية مسؤولة عن توليد الطاقة في داخل الخلية.
مركز توليد الطاقة
يشبه العلماء الميتوكوندريا بأنها مركز "توليد الطاقة" للخلية ، حيث أنه بدون وجود الميتوكندريا لن تستطيع الخلية إنتاج الطاقة اللازمة لها للحفاظ على الحياة، و
مما سيسبب توقف أنشطة الخلية الأخرى.
موقع الميتوكوندريا و العدد
تقريباً توجد الميتوكوندريا في أماكن عديدة داخل سيتوبلازم الخلية ، و يختلف عددها حسب احتياج الخلية للطاقة ، حيث يتراوح بضع مئات إلى آلاف. و أيضاً يختلف حجم الخلية تبعاً للوظيفة المطلوبة منها، حيث يتراوح ما بين 1nm و قد يصل إلى 7nm .
تركيب الميتوكوندريا:
تتركب الميتوكوندريا بشكل أساسي من طبقتين من الدهون (lipid bilayer)و غشاء من البروتين: و تكون بشكل غشاء خارجي و غشاء داخلي. الغشاء الداخلي يقوم بتكوين ما يشبه الرفوف و الذي يتصل به انزيمات الأكسدة ، كما يحتوي التجويف الداخلي للغشاء الداخلي على العديد من الانزيمات الضرورية لاستخراج الطاقة من الاغذية. كما تحتوي لميتوكوندريا على جزئ دي.ان.ايه DNA وهذا يساعدها على الإنقسام داخل الستوبلازم دون الحاجة إلى إنقسام الخلية .
وظيفة الميتوكوندريا:
تقوم الميتوكندريا بواسطة الانزيمات المتواجدة فيها باستخلاص الطاقة من المركبات المتواجدة في الخلية، ثم تستخدم هذه الطاقة في عملية انتاج ATP الـ ايه.تي.بي (adenosine triphosphate)و الذي يعتبر بمثابة "العملة - النقد" للخلايا في جسم الكائن الحي ، حيث بواسطته يتم تنفيذ العمليات المختلفة. و بعد تكون ATP يتم نقله إلى خارج الميتوكوندريا، حيث يستخدم في العمليات المختلفة (مثال عمليات الأيض)
في علم الأحياء الخلوي ، الحويصل vesicle هو احد مكونات الخلية الصغيرة و المغلقة ، يكون مفصولا عن الستوبلاسم على الأقل بطبقة ثنائية دسمة lipid bilayer واحدة. تتلخص وظيفة الحويصلات الخلوية في تخزين و نقل أو هضم المنتجات الخلوية و الفضلات .
الجسيمات الحالة عبارة عن عضيات موجودة في الخلايا الحيوانية تحتوي أنزيمات هاضمة تقوم بتفكيك المواد العضوية المعقدة
أسواط (Flagella):
و هي عبارة عن زوائد بروتينة (تتكون من بروتين يسمى flagellin) على شكل سلك أو سوط. و تقوم بمساعدة البكتيريا وغيرها من الخلايا على الحركة. ففي عالم البكتيريا يطلق على البكتيريا التي تمتلك أسواط بأنها متحركة. و يكون السوط من 10 إلى 20 nm (جزء من بليون من المتر) و لذلك لا يمكن رؤيته بواسطة المجهر الضوئي. و تعتبر الاسواط (Fllagella) من الصفات المميزة للبكتيريا و التي يمكن استخدامها في عملية التصنيف.
وظيفة الاسواط:
تساعد الخلية على الحركة ، فهي على سبيل المثال توجد في الحيوان المنوي ، كما توجد لدى الخلية البكتيرية.
الاسواط والبكتيريا
في الخلية البكتيرية توجد الأسواط بأنماط متعددة:
فقد تحيط الأسواط بالخلية من كل اتجاه و في هذه الحالة تسمى peritrichous bacteria
و قد تكون الأسواط متجمعة في مكان واحد من الخلية البكتيرية و توصف بهذه الحالة بأنها lophotrichous bacterium
و قد يتصل بخلية البكتيريا صوت واحد فقط على اتجاهين مختلفين و في هذه الخلية تسمى amphitrichous
و قد يوجد على خلية البكتيريا صوت واحد فقط و في جهة واحدة فقط و في هذه الحالة تسمى monotrichous bacterium.
الغشاء الخلوي هو طبقة ثنائية دسمة نصف نفوذة مشتركة في جميع الخلايا الحية. يحتوي هذا الغشاء مجمل كيان الخلية من الهيولى و ما فيها من عضيات خلوية يتألف بشكل خاص من البروتينات و الدهنيات مرتبة بشكل فسيفسائي ، هذه المكونات الغشائية تدخل في مجموعة واسعة من العمليات الخلوية . في نفس الوقت يمكن أن يعمل كنقطة اتصال بين الهيكل الخلوي و الجدار الخلوي في حال وجوده. ربما تكون مهمته الأساسية هي تنظيم دخول و خروج الجزيئات إلى الخية و خروجها منه ، عدا عن استقبال الإشارات الحيوية من خارج الخية عن طريق ما يسمى المستقبلات .
يقوم الغشاء الخلوي أيضا بإحاطة السيتوبلاسم و فصلها فيزيائيا عن بقية المكونات خارج خلوية بهذا يقوم بمهمة جدار فاصل مشابه لمهمة الجلد . هذا الحاجز قادر على تنظيم الخرج/دخل للخلية الحية باعتباره نصف نفوذ أو نفوذ نوعيا - انتقال المواد عبر الغشاء يمكن أن يتم بشكل منفعل passive حسب قواعد الانتثار وفق تدرج التركيز و هنا يتطلب أن تكون المادة منحلة في الدسم لتنحل في الطبقة الثنائية الدسمة أو منحلة في الماء لتؤمن عبورها مع الماء عبر القنوات الشاردية الموجودة ضمن البروتينات الغشائية ، طريقة أخرى للنقل تدعى بالنقل الفعال تتطلب صرف طاقة يتم الحصول عليها عن طريق جزيئات آ تي بي تقوم بها جزيئات بروتينية خاصة تعمل كمضخات شاردية .
تتواجد أيضا ضممن الغشاء مشتقبلات بروتينية تعمل على استقبال الإشارات الحيوية من البيئة الخارية للخلية على شكل مرسالات خلوية كيميائية أو هرمونات . يتم نقل هذه الإشارات إلى الداخل الخلوي مما يؤدي للاستجابة على هذه الإشارة . بعض البروتنيات الأخرى تعمل كعلامات تميز هذه الخلايا بالنسبة لخلايا أخرى لإتمام التواصل. ترابط هذه البروتينات مع مستقبلاتها النوعية في الخلايا الأخرى تشكل الأساس للتآثر الخلوي الخلوي في الجهاز المناعي
