1:34 ص المكتبة الزراعية الشاملة

كتاب : المرجع الشامل في : البيولوجيا الخلوية cell biology

عدد صفحات الكتاب : 166 صفحة

تأليف : ا.د شويخ عاطف

ما هي هذه الوحدات الحية التي تسمى الخلايا؟ وكما هو الحال مع الإقطاعيات الصغيرة، تمتلك الخلايا جميع المعدات والخبرة اللازمة للقيام بوظائف الحياة. يمكن للخلية أن تأكل وتنمو وتتحرك. يمكنه إجراء الصيانة اللازمة وإعادة تدوير الأجزاء والتخلص من النفايات. يمكنه التكيف مع التغيرات في بيئته؛ ويمكنه حتى تكرار نفسه.

وعلى الرغم من أوجه التشابه هذه، فإن جميع الخلايا ليست متساوية. بعضها مكتفي ذاتيًا حقًا، كما هو الحال مع البكتيريا وحيدة الخلية أو الخميرة، في حين يعيش البعض الآخر بشكل جماعي، وأحيانًا كجزء من كائنات معقدة متعددة الخلايا. تختلف الخلايا أيضًا في الحجم. على الرغم من أن الخلايا يمكن أن تكون كبيرة جدًا - لننظر إلى بيضة الضفدع، على سبيل المثال - إلا أن معظمها صغير جدًا بحيث لا يمكن رؤيته بالعين المجردة. وفي الواقع، كان تطوير المجهر الضوئي ضروريًا لاكتشاف الإنسان للخلايا.

لا تنخدع بالرسومات التخطيطية المألوفة للخلايا ذات الشكل البيضاوي أيضًا. الخلايا الحقيقية هي ثلاثية الأبعاد بالطبع، وهي موجودة في مجموعة متنوعة من الأشكال المعقدة والملفتة للنظر. على سبيل المثال، يمكن أن يصل طول الخلية العصبية البشرية الواحدة إلى أكثر من متر واحد، وتمتد من العمود الفقري إلى إصبع قدمك الكبير. قارن ذلك بالخلايا التي تبطن الأمعاء الدقيقة، والتي تحتوي على العشرات من النتوءات الصغيرة التي تشبه الأصابع لزيادة مساحة السطح التي يمكن أن تمر عبرها العناصر الغذائية.

كتاب : الدليل العملي في البيولوجيا النباتية

ولكن كيف تقوم الخلايا بالضبط بإنجاز مهام الحياة المعقدة؟ ما الأدوات والمواد التي يحتاجونها؟ وما هي الخصائص الرئيسية التي تحدد الخلية؟ تجيب هذه الوحدة على هذه الأسئلة وتقدم نظرة عامة أساسية على الأعمال الداخلية للخلية.

الأشجار في الغابة، والأسماك في النهر، والذباب في المزرعة، والليمور في الغابة، والقصب في البركة، والديدان في التربة - كل هذه النباتات والحيوانات مصنوعة من وحدات البناء التي نسميها الخلايا. مثل هذه الأمثلة، تتكون العديد من الكائنات الحية من أعداد هائلة من الخلايا التي تعمل بالتنسيق مع بعضها البعض. ومع ذلك، فإن أشكال الحياة الأخرى تتكون من خلية واحدة فقط، مثل العديد من أنواع البكتيريا والأوالي. الخلايا، سواء كانت تعيش بمفردها أو كجزء من كائن متعدد الخلايا، عادة ما تكون صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بدون مجهر ضوئي.

تشترك الخلايا في العديد من السمات المشتركة، إلا أنها يمكن أن تبدو مختلفة تمامًا. في الواقع، تكيفت الخلايا على مدى مليارات السنين مع مجموعة واسعة من البيئات والأدوار الوظيفية. فالخلايا العصبية، على سبيل المثال، لها امتدادات طويلة ورفيعة يمكن أن تصل إلى أمتار وتعمل على نقل الإشارات بسرعة. تحتوي الخلايا النباتية ذات الشكل الطوبي المتقاربة على طبقة خارجية صلبة تساعد على توفير الدعم الهيكلي الذي تحتاجه الأشجار والنباتات الأخرى. تتمتع الخلايا العضلية الطويلة المدببة بتمدد جوهري يسمح لها بتغيير الطول أثناء انقباض واسترخاء العضلة ذات الرأسين.

ومع ذلك، وعلى الرغم من اختلاف هذه الخلايا، فإنها تعتمد جميعها على نفس الاستراتيجيات الأساسية لإبقاء الخارج خارجًا، والسماح للمواد الضرورية بالدخول والسماح للآخرين بالمغادرة، والحفاظ على صحتهم، وتكرار أنفسهم. في الواقع، هذه السمات هي بالضبط ما يجعل الخلية خلية.

تعتبر الخلايا الوحدات الأساسية للحياة جزئيًا لأنها تأتي في مجموعات منفصلة ويمكن التعرف عليها بسهولة. وذلك لأن جميع الخلايا محاطة بهيكل يسمى غشاء الخلية، والذي، مثل جدران المنزل، يعمل كحدود واضحة بين البيئتين الداخلية والخارجية للخلية. يشار أحيانًا إلى غشاء الخلية أيضًا باسم غشاء البلازما.

كتاب : معجم البيولوجيا في علوم الاحياء و الزراعة : الجزء الاول و الثاني

تعتمد أغشية الخلايا على إطار من الجزيئات الدهنية التي تسمى الدهون الفوسفاتية، والتي تمنع فعليًا المواد المحبة للماء أو المحبة للماء من دخول الخلية أو الهروب منها. هذه الأغشية مرصعة أيضًا بالبروتينات التي تخدم وظائف مختلفة. تعمل بعض هذه البروتينات بمثابة حراس البوابة، حيث تحدد المواد التي يمكنها أو لا يمكنها عبور الغشاء. والبعض الآخر يعمل كعلامات، حيث يحدد الخلية كجزء من نفس الكائن الحي أو كغريب. ولا يزال البعض الآخر يعمل مثل المثبتات، حيث يربط الخلايا معًا حتى تتمكن من العمل كوحدة واحدة. ومع ذلك، تعمل بروتينات غشائية أخرى كجهات اتصال، حيث ترسل وتستقبل الإشارات من الخلايا المجاورة والبيئة - سواء كانت ودية أو مثيرة للقلق.

داخل هذا الغشاء، تعتمد البيئة الداخلية للخلية على الماء. تسمى هذه البيئة السائلة السيتوبلازم، وهي مليئة بالآلات الخلوية والعناصر الهيكلية. وفي الواقع، فإن تركيزات البروتينات داخل الخلية تفوق بكثير تلك الموجودة في الخارج - سواء كان الخارج عبارة عن مياه المحيط (كما في حالة الطحالب وحيدة الخلية) أو مصل الدم (كما في حالة خلية الدم الحمراء). على الرغم من أن أغشية الخلايا تشكل حواجز طبيعية في البيئات المائية، إلا أن الخلية يجب أن تنفق قدرًا كبيرًا من الطاقة للحفاظ على التركيزات العالية للمكونات داخل الخلايا الضرورية لبقائها. في الواقع، قد تستخدم الخلايا ما يصل إلى 30 بالمائة من طاقتها فقط للحفاظ على تركيبة السيتوبلازم.

كما ذكرنا سابقًا، يعد السيتوبلازم في الخلية موطنًا للعديد من العناصر الوظيفية والهيكلية. توجد هذه العناصر على شكل جزيئات وعضيات، تخيلها كأدوات وأجهزة وغرف داخلية للخلية. تشمل الفئات الرئيسية من الجزيئات العضوية داخل الخلايا الأحماض النووية، والبروتينات، والكربوهيدرات، والدهون، وكلها ضرورية لوظائف الخلية.

الأحماض النووية هي الجزيئات التي تحتوي على الشفرة الوراثية للخلية وتساعد في التعبير عنها. هناك فئتان رئيسيتان من الأحماض النووية: الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض الريبي النووي (RNA). الحمض النووي هو الجزيء الذي يحتوي على جميع المعلومات اللازمة لبناء الخلية والحفاظ عليها؛ لدى RNA عدة أدوار مرتبطة بالتعبير عن المعلومات المخزنة في DNA. بالطبع، الأحماض النووية وحدها ليست مسؤولة عن الحفاظ على المادة الوراثية والتعبير عنها: تستخدم الخلايا أيضًا البروتينات للمساعدة في تكرار الجينوم وتحقيق التغييرات الهيكلية العميقة التي تكمن وراء انقسام الخلايا.

البروتينات هي النوع الثاني من الجزيئات العضوية داخل الخلايا. تتكون هذه المواد من سلاسل من جزيئات أصغر تسمى الأحماض الأمينية، وهي تخدم مجموعة متنوعة من الوظائف في الخلية، سواء التحفيزية أو الهيكلية. على سبيل المثال، تقوم البروتينات التي تسمى الإنزيمات بتحويل الجزيئات الخلوية (سواء كانت بروتينات أو كربوهيدرات أو دهون أو أحماض نووية) إلى أشكال أخرى قد تساعد الخلية على تلبية احتياجاتها من الطاقة، أو بناء هياكل داعمة، أو ضخ النفايات.

تعتبر الكربوهيدرات، والنشويات والسكريات الموجودة في الخلايا، نوعًا مهمًا آخر من الجزيئات العضوية. تُستخدم الكربوهيدرات البسيطة لتلبية احتياجات الخلية المباشرة من الطاقة، في حين تعمل الكربوهيدرات المعقدة كمخزن للطاقة داخل الخلايا. توجد أيضًا الكربوهيدرات المعقدة على سطح الخلية، حيث تلعب دورًا حاسمًا في التعرف على الخلايا. أخيرًا، الدهون أو جزيئات الدهون هي مكونات أغشية الخلايا - كل من غشاء البلازما والأغشية المختلفة داخل الخلايا. كما أنها تشارك في تخزين الطاقة، وكذلك نقل الإشارات داخل الخلايا ومن مجرى الدم إلى داخل الخلية .....

--------------------

قراءة الكتاب :

تحميل

رابط التحميل جاهز! انقر على الزر أسفله للتحميل

تحميل

مشاركة