تجزئة الخلية وأهميتها الوظيفية. مقصورات داخل الخلايا: مقدمة
تنقسم الخلايا حقيقية النواة إلى مناطق مختلفة وظيفيًا ومحاطة بالغشاء - مقصورات. تحتوي الأغشية داخل الخلايا على حوالي نصف حجم الخلية الكلي في هذه الأجزاء الفردية داخل الخلايا.
تتيح الأغشية الداخلية للخلية حقيقية النواة إمكانية التخصص الوظيفي للأغشية المختلفة ، وهو عامل حاسم في فصل العديد من العمليات المختلفة التي تحدث في الخلية.
تظهر الحجرات داخل الخلايا المشتركة لجميع الخلايا حقيقية النواة في الشكل. 8-1.
حوالي نصف جميع أغشية الخلايا يحدها تجاويف تشبه المتاهة.
أخيرًا ، البيروكسيسومات عبارة عن حويصلات صغيرة تحتوي على العديد من الإنزيمات المؤكسدة.
يتبع كل بروتين عضوي تم تصنيعه حديثًا مسارًا محددًا من الريبوسوم إلى العضية ، يتم تحديده إما عن طريق إشارة الببتيد أو موقع الإشارة. يبدأ فرز البروتين بالفصل الأولي ، حيث يظل البروتين إما في العصارة الخلوية أو يتم نقله إلى حجرة أخرى. تخضع البروتينات التي تدخل ER إلى مزيد من الفرز حيث يتم نقلها إلى جهاز Golgi ثم من جهاز Golgi إلى الجسيمات الحالة أو الحويصلات الإفرازية أو غشاء البلازما. تبقى بعض البروتينات في ER وخزانات مختلفة لجهاز Golgi. يبدو أن البروتينات الموجهة لمقصورات أخرى ينتهي بها المطاف في حويصلات النقل التي تنفتح من حجرة وتندمج مع أخرى.
عندما تتكاثر الخلية وتنقسم ، يجب أن تكرر عضياتها الغشائية. يحدث هذا عادة عن طريق زيادة حجم هذه العضيات عندما يتم دمج جزيئات جديدة فيها. ثم تنقسم العضيات المتضخمة وتوزع على خليتين ابنتيتين.
لتشكيل عضيات الغشاء ، فقط معلومات الحمض النووي التي تحدد بروتينات العضيات ليست كافية. المعلومات "اللاجينية" مطلوبة أيضًا. يتم تمرير هذه المعلومات من الخلية الأم إلى النسل مع العضية نفسها. من المحتمل أن تكون هذه المعلومات ضرورية للحفاظ على تجزئة الخلية ، بينما المعلومات الواردة في DNA ضرورية "لانتشار" متواليات النيوكليوتيدات والأحماض الأمينية.
الخلايا حقيقية النواةأكبر من بدائية النواة وأكثر تعقيدًا ، لديهم عضيات مختلفة أكثر. في كثير من الأحيان ، تتم مقارنة الخلايا حقيقية النواة بالمصنع ، حيث يؤدي كل آلة وكل عامل وظيفته ، لكن كل هذا معًا يخدم غرضًا واحدًا.
أكثر كفاءة عاليةتم تحقيقه هنا من خلال تقسيم العمل". في الخلية ، تؤدي كل عضية وظيفتها الخاصة التي تحددها بنيتها وقدراتها البيوكيميائية.
الميتوكوندريا، على سبيل المثال ، تلعب دور "محطات توليد الطاقة في الخلية" - فهي تزود الطاقة في شكل أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، الذي يتم تصنيعه أثناء التنفس. يسمح الهيكل المحدد للميتوكوندريا لهم بالقيام بذلك بكفاءة عالية.
خليةكونها وحدة واحدة ، فإنها في الواقع مقسمة إلى مقصورات أو مقصورات منفصلة.
في كثير من الأحيان هذا التقسيم توفير أغشية الخلايا. معظم العضيات محاطة بأغشية. تؤدي هذه الوظائف نفس وظيفة غشاء البلازما ، حيث تنظم تبادل المواد الكيميائية بين الخلية وبيئتها ؛ بفضل هذه الأغشية ، تحتفظ كل عضية بمجموعتها الفريدة مواد كيميائيةوتحدث تفاعلات كيميائية خاصة وفريدة من نوعها. قدم المجهر الإلكتروني فرصة للتعرف على أدق التنظيم الهيكليالخلايا التي سنتحدث عنها في المقالة المقابلة.
وحدات الخلايا
قبل الشروع في النظر هياكل الخلايا الفردية، من المفيد أن نتذكر أن الخلايا صغيرة للغاية ، وأن نضع قائمة بوحدات القياس التي سنستخدمها عند وصفها. الأكثر استخدامًا لهذا الغرض وحدات القياس بالارضفي الطاولة.
يظهر الشكل البكتيريا على طرف دبوس، التي يبلغ قطرها حوالي 100 ميكرومتر (µm هو حرف التعيين للميكرومتر). الحد الأدنىما الذي لا يزال قادرًا على تمييز العين المجردة للإنسان - 50-100 ميكرون. معظم شعر رقيقيبلغ قطر جسم الإنسان حوالي 30 ميكرون. يختلف حجم الخلايا حقيقية النواة اختلافًا كبيرًا (معظمها خلايا كبيرةيصل قطر الطحالب إلى 50 مم!) ، ولكن في المتوسط ، يبلغ قطر الخلايا الحيوانية حوالي 20 ، والخلايا النباتية - 40 ميكرون.
يعني قطر الميتوكوندرياوالبكتيريا 1 ميكرومتر (من المفيد أن نتذكر هذا كمقياس مناسب للمقارنة). أصغر عضيات الخلية ، الريبوسومات ، يبلغ قطرها حوالي 20 نانومتر. يبلغ قطر حبلا DNA 2 نانومتر ، وأصغر ذرة (ذرة الهيدروجين) 0.04 نانومتر.
يتم تحقيق الترتيب العالي للمحتويات الداخلية للخلية حقيقية النواة بواسطة تقسيمحجمها - تنقسم إلى "خلايا" ، تختلف في تفاصيل التركيب الكيميائي (الإنزيم). يساهم التقسيم في الفصل المكاني للمواد والعمليات في الخلية.
في الوقت الحاضر ، يتم قبول وجهة النظر التي يتكون منها الغشاء طبقة ثنائية الجزيئية من الدهون.تتجه المناطق الكارهة للماء من جزيئاتها تجاه بعضها البعض ، بينما توجد المناطق المحبة للماء على سطح الطبقة. متنوع جزيئات البروتينمضمنة في هذه الطبقة أو موضوعة على أسطحها.
بسبب تقسيم حجم الخلية في خلية حقيقية النواة ، لوحظ تقسيم الوظائف بين الهياكل المختلفة. في الوقت نفسه ، تتفاعل الهياكل المختلفة بانتظام مع بعضها البعض.
8. هيكل الخلية حقيقية النواة: الجهاز السطحي ، البروتوبلازم (النواة والسيتوبلازم).
الجزء الرئيسي من الجهاز السطحي للخلية هو البلازما أو الغشاء البيولوجي (الغشاء السيتوبلازمي). غشاء الخلية هو أهم مكون للمحتوى الحي للخلية ، مبني على أساس المبدأ العام. تم اقتراح العديد من نماذج البناء. وفقًا لنموذج الفسيفساء المائع الذي اقترحه نيكولسون وسينجر عام 1972 ، تشتمل الأغشية على طبقة ثنائية الجزيئية من الفوسفوليبيد ، والتي تتضمن جزيئات بروتينية. الدهون هي مواد غير قابلة للذوبان في الماء لها قطبان جزيئاتها: محبة للماء ، كارهة للماء. في الغشاء البيولوجي ، تواجه جزيئات الدهون من طبقتين متوازيتين بعضها البعض بنهايات كارهة للماء. وتبقى الأقطاب المحبة للماء في الخارج ، والتي تشكل أسطحًا محبة للماء. على سطح الغشاء ، إلى الخارج والداخل ، توجد طبقة غير متصلة من البروتينات ، وهناك 3 مجموعات منها: طرفي ، مغمور (شبه متكامل) ، مخترق (متكامل). معظم بروتينات الغشاء عبارة عن إنزيمات. تشكل البروتينات المغمورة ناقلًا كيميائيًا حيويًا على الغشاء ، يحدث عليه تحول المواد. يتم تثبيت موضع البروتينات المغمورة بواسطة البروتينات المحيطية. تضمن البروتينات المخترقة نقل المواد في اتجاهين: من خلال الغشاء إلى الخلية والعودة. هناك نوعان: شركات النقل والقنوات. تصطف الخلايا المكونة للقناة مسامًا مملوءًا بالماء تمر من خلاله المواد غير العضوية المذابة من جانب واحد من الغشاء إلى الجانب الآخر. على السطح الخارجي لغشاء البلازما في خلية حيوانية ، ترتبط جزيئات البروتين والدهون بسلاسل كربوهيدرات متفرعة ، وتشكل جلايكوكاليكس ، غشاء فائق ، طبقة غير حية ، منتج للنشاط الحيوي للخلية. تعمل سلاسل الكربوهيدرات كمستقبلات (التعرف بين الخلايا - صديق - عدو). تكتسب الخلية القدرة على الاستجابة بشكل خاص للتأثيرات الخارجية. مورين يدخل طبقة فوق الغشاء في البكتيريا ، والسليلوز أو البكتين في النباتات. تحت غشاء البلازما ، على جانب السيتوبلازم ، توجد طبقة قشرية (سطحية) وهياكل ليفية داخل الخلايا توفر الاستقرار الميكانيكي للغشاء.
نواة الخليةيتكون من غشاء وعصير نووي ونواة وكروماتين. الدور الوظيفي المغلف النووييتكون من فصل المادة الوراثية (الكروموسومات) للخلية حقيقية النواة من السيتوبلازم مع تفاعلاتها الأيضية العديدة ، وكذلك تنظيم التفاعلات الثنائية بين النواة والسيتوبلازم. يتكون الغلاف النووي من غشاءين يفصل بينهما فضاء حول النواة. يمكن لهذا الأخير التواصل مع أنابيب الشبكة السيتوبلازمية.
أساس عصير نوويأو مصفوفة،تشكل البروتينات. يشكل العصير النووي البيئة الداخلية للنواة ، وبالتالي يلعب دورًا مهمًا في توفيرها الأداء الطبيعيالمادة الوراثية.
نويةهو الهيكل الذي يحدث فيه التكوين والنضج الريبوسومالحمض النووي الريبي (الرنا الريباسي). مثل هذه المناطق في الكروموسومات الطورية تبدو وكأنها انقباضات وتسمى امتدادات ثانوية.
هياكل الكروماتين على شكل كتل ،مبعثرة في النيوكليوبلازم ، هي شكل الطور البيني لوجود كروموسومات الخلية.
في السيتوبلازميميز بين المادة الرئيسية (المصفوفة ، الهيالوبلازم) ، الادراج والعضيات. المادة الرئيسية للسيتوبلازميملأ الفراغ بين غشاء البلازما والغشاء النووي والهياكل الأخرى داخل الخلايا. أهم البروتينات هي إنزيمات تحلل السكر ، واستقلاب السكر ، والقواعد النيتروجينية ، والأحماض الأمينية ، والدهون.
يجب النظر إلى المادة الرئيسية للسيتوبلازم بنفس طريقة النظام الغرواني المعقد القادر على الانتقال من الحالة الشبيهة بالحيوية (السائلة) إلى الحالة الشبيهة بالهلام. في عملية مثل هذه التحولات ، يتم العمل.
9. جهاز سطح الخلية. الهيكل والوظائف. أغشية بيولوجية. هيكلها ووظائفها. نقل المواد: النشطة والسلبية.
يتكون الجهاز السطحي للخلايا من 3 أنظمة فرعية - غشاء البلازما ، ومركب الغشاء (glycocalix أو جدار الخلية) والجهاز العضلي الهيكلي تحت الغشاء.
له وظائف رئيسيهيحددها موقع الحدود وتشمل:
1) وظيفة الحاجز (التحديد) ؛
2) وظيفة التعرف على الخلايا والمكونات الأخرى للمادة بين الخلايا ؛
3) وظيفة المستقبل ، بما في ذلك التفاعل مع جزيئات الإشارة
4) وظيفة النقل ؛
5) وظيفة حركة الخلية من خلال تشكيل pseudo- و filo- و lamellopodia).
أغشية بيولوجيةتحديد السيتوبلازم من البيئة ، وكذلك تشكيل أغشية النوى والميتوكوندريا والبلاستيدات. أنها تشكل متاهة من الشبكة الإندوبلازمية والحويصلات المكدسة المفلطحة التي تشكل مجمع جولجي. تشكل الأغشية الجسيمات الحالة ، فجوات كبيرة وصغيرة من الخلايا النباتية والفطرية ، فجوات نابضة من البروتوزوا. كل هذه الهياكل عبارة عن مقصورات (مقصورات) مصممة لبعض العمليات والدورات المتخصصة.
غشاء البلازما أو غشاء البلازما، - الغشاء الأكثر ديمومة والأساسية والشامل لجميع الخلايا. إنه أنحف فيلم يغطي الخلية بأكملها
يتم ترتيب جزيئات الفسفوليبيد في صفين - مع نهايات كارهة للداخل ، ورؤوس محبة للماء إلى البيئة المائية الداخلية والخارجية. في بعض الأماكن ، تتخلل الطبقة الثنائية (الطبقة المزدوجة) من الدهون الفوسفورية جزيئات البروتين (بروتينات متكاملة). توجد داخل جزيئات البروتين هذه قنوات - مسام تمر من خلالها المواد القابلة للذوبان في الماء. تتخلل جزيئات البروتين الأخرى نصف طبقة ثنائية الدهون من جانب واحد أو آخر (بروتينات شبه متكاملة). على سطح أغشية الخلايا حقيقية النواة توجد بروتينات محيطية. يتم تجميع جزيئات الدهون والبروتينات معًا عن طريق التفاعلات المحبة للماء.
وظائف الأغشية البيولوجية هي كما يلي:
1. الحاجز. افصل محتويات الخلية عن بيئة خارجيةومحتويات العضيات من السيتوبلازم.
2. النقل. أنها توفر نقل المواد داخل وخارج الخلية ، من السيتوبلازم إلى العضيات والعكس بالعكس.
3. مستقبلات. تلعب دور المستقبلات (استقبال وتحويل الإشارات من البيئة ، والتعرف على مواد الخلية ، وما إلى ذلك).
4. استقرار.
5. تنظيمية.
نقل المواد:
يعتمد تدفق المواد عبر الغشاء على حجم المادة. تمر الجزيئات الصغيرة من خلال النقل النشط والسلبي ، ويتم نقل الجزيئات الكبيرة والجزيئات الكبيرة بسبب تكوين حويصلات الغشاء عن طريق الالتقام الخلوي والإخراج الخلوي. النقل السلبي - (بدون طاقة) الانتشار على طول تدرج تركيز سهل الانتشار عبر قناة في الغشاء المكونة من البروتينات. النقل النشط - (إنفاق طاقة ATP) بمشاركة البروتينات الحاملة مقابل تدرج التركيز.
الالتقامهو نقل الجزيئات الكبيرة عبر غشاء البلازما. وفقًا لحالة تجميع المادة الممتصة ، كثرة الكريات(الالتقاط والنقل بواسطة الخلية للسائل أو المركبات الذائبة في السائل) و البلعمة(التقاط ونقل الجسيمات الصلبة). البلعمة والكرياتتنطبق أيضًا على النقل النشط. البلعمة- امتصاص الخلية للمواد الصلبة المواد العضوية. بمجرد الاقتراب من الخلية ، يُحاط الجسيم الصلب بنواتج من الغشاء ، أو تتشكل انخفاضًا في الغشاء تحته. نتيجة لذلك ، يتم وضع الجسيم في حويصلة غشائية - بلعمة - داخل الخلية.
كثرة الكريات- هذه هي عملية امتصاص الخلية لقطرات صغيرة من السائل بمواد جزيئية مذابة فيها. يتم تنفيذه عن طريق التقاط هذه القطرات عن طريق نواتج السيتوبلازم. تنغمس القطرات الملتقطة في السيتوبلازم ويتم امتصاصها هناك.
10. البروتوبلازم. التنظيم والوظائف. دور التغييرات في الحالة الكلية للسيتوبلازم في حياة الخلية (انتقالات سول-جل). مفهوم الغروانيات الحيوية.
البروتوبلازم هو محتوى الخلية الحية ، بما في ذلك نواتها والسيتوبلازم.
بالتفاعل مع البيئة ، تتصرف الخلية كهيكل متكامل.
تُعزى خصائص البروتوبلازم دورًا مهمًا في التوحيد الوظيفي للمكونات الهيكلية ومقصورات الخلية. بشكل عام ، من المعتاد اعتباره نظام غرواني خاص متعدد المراحل أو غرواني حيوي.
ينتمي دور مهم في التوحيد الوظيفي للمكونات الهيكلية ومقصورات الخلية إلى خصائص البروتوبلازم الحي. بشكل عام ، من المعتاد اعتباره نظام غرواني خاص متعدد المراحل ، أو غرواني حيوي. يختلف الغرواني الحيوي عن الأنظمة الغروانية المبتذلة في تعقيد المرحلة المشتتة. يعتمد على الجزيئات الكبيرة ، الموجودة إما في تكوين الهياكل المرئية ميكروسكوبية كثيفة (العضيات) ، أو في حالة تشتت بالقرب من المحاليل أو الهياكل الشبيهة بالشبكة الفضفاضة مثل المواد الهلامية.
كونه محلولًا غروانيًا بالمعنى الفيزيائي الكيميائي ، نظرًا لوجود الدهون والجزيئات الكبيرة ، يُظهر الغرواني الحيوي في وقت واحد خصائص المستحلب والمعلق ، على التوالي. تستقر "الشوائب" المختلفة على الأسطح الشاسعة للجزيئات الكبيرة ، مما يؤدي إلى تغيير في الحالة الكلية للبروتوبلازم.
بين الأقطاب المتطرفة لتنظيم البروتوبلازم في شكل مواد هلامية وحلول لزجة ، هناك حالات انتقالية. من خلال هذه التحولات ، يتم تنفيذ العمل ، ونتيجة لذلك يتم إجراء العديد من التحولات داخل الخلايا - تكوين الأغشية ، وتجميع الأنابيب الدقيقة أو الأغشية الدقيقة من الوحدات الفرعية ، وإطلاق الإفرازات من الخلية ، وتغيير هندسة جزيئات البروتين ، مما يؤدي إلى تثبيط أو تعزيز النشاط الأنزيمي. من سمات الغرواني الحيوي حقيقة أنه في ظل الظروف الفسيولوجية ، يمكن عكس تحولات البروتوبلازم من حالة تجميع إلى أخرى (بسبب وجود آلية إنزيمية خاصة).
توفر خاصية الغرواني الحيوي هذه للخلية القدرة ، في ظل وجود الطاقة ، على أداء العمل بشكل متكرر استجابةً لعمل المحفزات.
المهام
داخل الأجزاء المحاطة بطبقة ثنائية للدهون ، قد تكون هناك قيم مختلفة ، ويمكن للأنظمة الأنزيمية المختلفة أن تعمل. يسمح مبدأ التجزئة للخلية بأداء عمليات التمثيل الغذائي المختلفة في وقت واحد.
يحتوي العصارة الخلوية الميتوكوندريا على بيئة مؤكسدة يتأكسد فيها NADH إلى NAD +.
يمكن النظر في جوهر مبدأ التقسيم جهاز جولجي، التي تعمل فيها أنظمة إنزيمية مختلفة ، على سبيل المثال ، تؤدي مراحل مختلفة التعديل اللاحق للترجمة للبروتينات.
تصنيف
هناك ثلاث حجرات خلوية رئيسية:
- حجرة نووية تحتوي على النواة
- مساحة الصهريج للشبكة الإندوبلازمية (الانتقال إلى الصفيحة النووية)
- العصارة الخلوية
بدائيات النوى
في أي خلية ، يوجد جزأين صغيرين عامين مفصولين بغشاء وحدوي - السيتوبلازمي والخلوي. البكتيريا التي لديها غرام سلبيالشكل المورفوتيب ، لديهم أيضًا قسم صغير عام ثالث - محيط محيطي ، يقع بين الغشاء السيتوبلازمي والغشاء الخارجي. بينيفيتش أ.علم الأحياء الدقيقة: بيولوجيا بدائيات النوى ، المجلد الأول ، دار النشر بجامعة سانت بطرسبرغ الحكومية ، 2006.
في بعض الأحيان يوجد قسم صغير متخصص في عدة حجرات عامة في وقت واحد ، أي أنه يحتوي على توطين مختلط. أحد الأمثلة على ذلك هو اندولوبوديا.
أنظر أيضا
ملحوظات
مؤسسة ويكيميديا. 2010.
شاهد ما هو "التقسيم" في القواميس الأخرى:
تجزئة- وجود حشرات في الأقراص التخيلية لمجموعات من الخلايا غير المتداخلة (مقصورات ، أو متعددة الحلقات) ، تحتل موقعًا معينًا في القرص وتتطور على طول المسار الخلوي "الخاص بها" ، يتم تطوير كل حجرة تحت ... دليل المترجم الفني
التقسيم الوجود في أقراص خيالية
التقسيم- ز) تجزئة الإجراءات التي تنفذها السلطة المختصة أو الهيئة المخولة بالتعاون مع مصنعي (مصنعي) المنتجات على أراضي الدولة لتحديد المجموعات السكانية الفرعية للحيوانات والمنظمات المعنية ... ... المصطلحات الرسمية
هذا المصطلح له معاني أخرى ، انظر البث. الترجمة (من الترجمة اللاتينية) هي عملية تخليق البروتين من الأحماض الأمينية على مصفوفة المعلوماتية (مصفوفة) RNA (mRNA ، mRNA) التي يقوم بها الريبوسوم ... ... ويكيبيديا