خلايا الحيوان: ملاحظات مفيدة على هيكل الخلايا الحيوانية
قراءة هذه المادة لمعرفة المزيد عن هيكل الخلايا الحيوانية!
الخلايا الحيوانية من الوحدات الهيكلية الأساسية لجميع الأنسجة وأجهزة الجسم. يبدأ جسمنا وجوده في التخصيب من خلية واحدة ، و zygote ثنائي الصيغة الصبغية. هذا الأخير ، من خلال سلسلة من العمليات في حياة ما قبل وبعد الولادة - تقسيم الخلايا ، والنمو ، والتمايز ، وموت الخلايا المبرمج (الاستموات) والنضج - يتم تحويله في نهاية المطاف إلى شخص بالغ ناضج. ولذلك ، فمن الضروري في البداية أن ننظر في التشريح الخلوي المجهرية.
الصورة مجاملة: cdn.theatlantic.com/newsroom/img/posts/cells.jpg
بشكل عام ، الخلية هي كتلة من البروتوبلازم تحتوي على نواة. وعلى النقيض من ذلك ، فإن خلايا الدم الحمراء في الثدييات غير قابلة للنواة ولها فترة حياة تقارب 120 يومًا. بعض الخلايا في نخاع العظم الأحمر متعددة النوى. إن بروتوبلازم الخلية هو عبارة عن أيمولسويد غير متجانس في طور مائي يحتوي على مواد كيميائية معقدة لعمليات التمثيل الغذائي ولتخزين المواد الوراثية.
في أشكال الحياة الدنيا ، مثل البكتيريا وبعض الطحالب ، تكون الخلية خالية من النواة ولا يتم فصل المواد الوراثية والأيضية عن بعضها البعض. وتعرف هذه المجموعات من الكائنات الحية التي لها خلايا غير أنوية باسم بدائيات النواة.
في أشكال الحياة المعقدة (الممتدة من الأميبا إلى الإنسان) تحتوي الخلايا على نواة مرتبطة بغشاء حيث يتم تخزين المعلومات الوراثية في الحمض النووي للكروموسومات ، ويعرف باقي مكونات الخلية خارج النواة باسم السيتوبلازم. تسمى هذه الكائنات التي تحتوي على خلايا أنوية (eucaryotes). ولذلك ، فإن البروتوبلازم يستخدم بمعنى أوسع ، ويشمل النواة والسيتوبلازم.
في حيوان بحجم كبير ، لا يتم زيادة حجم الخلايا ولكن يزيد العدد. لأنه عندما تزيد السيتوبلازم بكمية كافية ، فإن الدنا النووي (الجينات) غير قادر على تنظيم العمليات الأيضية للخلية ، وفي نفس الوقت يعاني تغذية الخلية عن طريق الانتشار من المحيط إلى المركز. وبالتالي فإن انقسام الخلية هو أفضل خيار للطبيعة لاستعادة العلاقة المثلى بين النواة والسيتوبلازم. في الخلايا الطبيعية ، تكون نسبة السيتوبلازم النووية حوالي 1: 4 إلى 1: 6. ولكن في الخلايا الخبيثة ، تكون النوى كبيرة بشكل غير متناسب بالنسبة للخلية ، وقد تقترب نسبة السيتوبلازمي النووية من 1: 1.
هيكل الخلية الحيوانية:
تتكون كل خلية من غشاء الخلية ونواة وسيتوبلازم. الخلية تختلف في الشكل والحجم. قد يكون شكل مسطح ، مكعب ، عمودي ، مغزلي ، نفاذية ، هرمي ، شكل قارورة وهلم جرا. حجم الخلية يختلف من حوالي 5 ميكرومتر إلى 50 ميكرومتر. إن البويضة البشرية الناضجة هي واحدة من أكبر الخلايا ، حوالي 130 م.
غشاء الخلية:
يعرف الحد الخارجي للخلية بغشاء الخلية أو غشاء البلازما. إنه شبه نافذ ، ويكشف الفحص المجهري الإلكتروني أنه يتكون من ثلاث طبقات متراكبة: تتكون الطبقة الخارجية من البروتينات ، والطبقة المتوسطة من فوسفوليبيد ثنائي الجزيئيات ، والطبقة الداخلية للبروتينات. السماكة الكلية للغشاء حوالي 75A.
وتضفي طبقة البروتين مرونة ومقاومة ميكانيكية نسبية للخلية ، وتوفر طبقة الفوسفوليبيد النفاذية لتلك المواد القابلة للذوبان في الدهون. يبلغ طول طبقة البروتين الخارجي حوالي 25 ألف ، ومغطاة بطبقة من الخلايا تعرف باسم glycocalyx وتتكون من العمود الفقري glycoprotein الذي يدعم حمض السياليك المشحون سالبًا كسلسلة جانبية طرفية. توجد العديد من المستضدات النسيجية ، بما في ذلك مستضدات التوافق النسيجي الرئيسية (MHC) ، في طبقة الخلايا.
يمارس مجمع طبقة غشاء البلازما البلازمية قوة إلكتروستاتية لربط الخلايا المتماثلة لتشكيل أنسجة محددة ويساعد في النقل النشط لأيونات Na + و K + عبر الغشاء. تتكون طبقة الدهون المتوسطة من 25A إلى 35A من صفين من جزيئات phospholipid ، نهاية الرأس لكل جزيء قابل للذوبان في الماء (ماء) وتواجه طبقة البروتين ، والنهاية الأخرى للجزيء غير قابلة للذوبان في الماء (hydrophobic) ) ويجتمع كل منهما في وسط الغشاء.
تكون طبقة البروتين الداخلية حوالي 25 ألف سميكة وتختلف إلى حد ما عن طبقة البروتين الخارجية ، لأنها خالية من طبقة الخلايا. يُعرف هذا النموذج من غشاء الخلايا ثلاثية الطبقات باسم غشاء الوحدة ، لأنه يوجد في معظم العضيات المحددة داخل الغشاء الخلوي. تقترح الأدلة الحديثة نموذج الفسيفساء السائلة لغشاء البلازما ، والتي تكون جزءا لا يتجزأ من البروتينات أو العائمة في عمق متغير في طبقة ثنائية الدهن (الشكل 2.1). بعض البروتينات تعبر كامل من داخل الخلية. وهذا يساعد على توضيح أن العديد من بروتينات سطح المستقبلات تتحرك بنشاط على سطح الخلية من خلال عناصر الهيكل الخلوي الداخلي.
طبقات البروتين من غشاء البلازما غنية نسبيا في الأحماض الأمينية ، وحمض الغلوتاميك. ترتبط بعض جزيئات البروتين في الطبقة الخارجية مع السكريات المتفرعة ، والمخلفات الطرفية منها هي حمض السياليك المشحون بالسلب. عادة ما يتم فصل أغشية البلازما للخلايا المجاورة لنسيج مدمج (على سبيل المثال. ظهارة) بفجوة حوالي 20 نانومتر ؛ هذه المسافة ربما بسبب الاسترداد الكهربائي ، ولكن يتم دعم القوى اللاصقة لربط الخلايا بمعطف الخلية ووجود الـ Ca ++ ثنائي التكافؤ. البروتينات الموجودة في المناطق الكارهة للماء للدهون ثنائية الجزيئية غنية نسبياً بالحامض الأميني ، ليسين.
بعض من جزيئات البروتين من السماكة الداخلية للغشاء كبروتينات غشائية متقاربة تحتوي على قنوات الانتشار ، بينما تخترق بعضها الآخر جزئياً من خلاله. طبقة ثنائية الفوسفوليبيد في حالة مائعة وتسمح بحركة البروتينات على طول مستوى الغشاء ما لم تكن طبقة من غشاء البلازما توفر مرساة للميكروفيلامينت والميكروتوبولات ، التي تعمل كهيكل خلوي لتغيير شكل الخلية أو نقل الحركة من الخلية.
تكشف تقنية النقش بالتجميد الكسر (FFE) تفاصيل جديدة عن بنية الغشاء. (الشكل 2.2)
1. يمر مستوى الكسر بين المنشورات الداخلية والخارجية لغشاء البلازما من خلال المنطقة الكارهة للماء لفوسفوليبيد ثنائي الجزيئيات. تتكون مكونات الدهون في الغالب من الكولين phosphatidyl والكولسترول.
2. النشرة التي تواجه البيئة الخارجية تسمى E-face.
3. النشرة التي تواجه البروتوبلازم تسمى P-face.
في بعض الأحيان تختفي أغشية الخلايا بين الخلايا المجاورة أثناء الانقسام الخلوي ، وتتشكل الكتلة المتعددة النوى المعروفة والتي يتم تكوينها. يتم تمثيل البروتينات البديلة وطبقات الدهون من غشاء الخلية بغمد المايلين للأعصاب الطرفية نتيجة لولب من mesaxon (مشتق من غشاء الخلية) لخلايا Schwann حول الألياف العصبية الفردية.
وظائف غشاء البلازما:
1. يحافظ على شكل الخلية ويوفر بيئة صغيرة لوظيفة الخلايا.
2. نفاذية غشاء
أنا. يسمح بمرور المياه والغازات مجاناً مثل 0 2 و C0 2 ، لأنها قابلة للذوبان بدرجة عالية في طبقة ثنائية الدهون.
ثانيا. يمكن للمواد القابلة للذوبان في الدهون مثل هرمونات الستيرويد أن تدخل السيتوبلازم من خلال طبقة الدهون ثنائية الجزيئات دون المرور عبر قنوات البروتين.
ثالثا. أغشية الخلايا غير نافدة عمليا للبروتينات داخل الخلايا والأنيونات العضوية الأخرى.
د. تسمح العديد من قنوات بروتين الأغشية العابرة بالنفاذ الانتقائي للأيونات مثل الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والكلوريد والبيكربونات. كما يحدث مرور جزيئات أصغر مثل الجلوكوز والأحماض الأمينية وسلائف الحمض النووي من خلال هذه الطرق. كل قناة محددة لمجموعة واحدة متنوعة من الأيونات أو الجزيئات.
بعض القنوات مفتوحة باستمرار (قنوات التسريب) بينما قد تفتح أو تغلق أخرى (قنوات مسوَّقة) [الشكل 2.3 (أ)]. قد تفتح القنوات ذات البوابات بسبب تغيير جهد الغشاء (بوابات الجهد) ، أو بعد الربط بالمواد الكيميائية (ترتبط بروابط). بعض القنوات مفتوحة عندما يتمدد الغشاء. غالبًا ما يتم استخدام قنوات التسرب بواسطة K + . يمر Na + عبر القنوات ذات البوابات ، عندما ينخفض جهد الغشاء. والقناة النموذجية المرتبطة هي مستقبل النيكوتين للأسيتيل كولين.
تعمل بعض بروتينات الغشاء كحاملات ، لأنها تنقل المواد عبر غشاء البلازما عن طريق ربط الأيونات والجزيئات الأخرى وتغيير تكوينها للنقل. تنتقل الجزيئات من المناطق ذات التركيز العالي إلى المناطق ذات التركيز المنخفض ، أسفل التدرجات الكيميائية ، وتتحرك الكاتيونات إلى المناطق المشحونة سلبياً بينما تتحرك الأنيونات إلى المناطق المشحونة إيجابياً ، أسفل تدرجاتها الكهربائية.
عندما تحرك البروتينات الحاملة المواد إلى أسفل تدرجاتها الكيميائية أو الكهربائية ، يطلق عليها الانتشار الميسر الذي لا يتطلب إدخال طاقة. إن نقل الجلوكوز أسفل تدرج تركيزه من السائل الخلوي (EcF) إلى سيتوبلازم الخلايا هو مثال نموذجي للانتشار الميسر.
نقل المواد الأخرى المواد ضد التدرجات الكيميائية والكهربائية الخاصة بهم. هذا النوع من النقل يتطلب طاقة ويسمى النقل النشط ، وتسمى الناقلات المضخات. في هذه الحالة ، يتم توفير الطاقة عن طريق التحلل المائي للاعبي التنس المحترفين ، والجزيئات الحاملة تنقل الإنزيمات ، ATPase. واحد من الأمثلة الكلاسيكية هو Na + K + - ATPase (الأدينوزين ثلاثي الفوسفات المنشط للبوتاسيوم) ، والذي يعرف أيضًا بـ Na + -K + -pumps (انظر لاحقًا).
v. بروتينات الناقل تعمل بثلاث طرق مختلفة: uniports symports و antiports [الشكل. 2.3 (ب)].
Uniports نقل مادة واحدة فقط أسفل التدرجات التركيز ؛ ناقلات الجلوكوز بمثابة uniport.
وتحمل الرموز مادة في وقت واحد في نفس الاتجاه ، أسفل تدرج التركيز لأحدهما ، مثل Na + و glucose. هذا مثال على الانتشار الميسّر حيث يتم نقل Na + والجلوكوز معًا من تجويف الأمعاء إلى الخلايا المخاطية.
تسمح المضادات بحركات مادتين في الاتجاه المعاكس.
نشاط Na + -K + ATPase هو مثال تقليدي على antiport. يتحرك 3Na + خارج الخلية في مقابل كل 2K + التي تنتقل إلى الخلية '.
Na + -K + -ATPase-It عبارة عن إنزيم على شكل بروتين حامل ومدمج في غشاء البلازما. وهو يتألف من وحدتين فرعيتين هما α و β التي تختلف في تركيبهما الأميني. كلا الوحدات الفرعية تمتلك أجزاء داخل الخلايا وخارج الخلوية.
الجزء داخل الخلوي للوحدة الفرعية يرتبط بـ 3 Na + ويربط الأخير بـ ATP. ينتج هذا تحللًا من ATP إلى ADP وينتج عن الفسفرة الناتجة من الوحدة الفرعية α تغيرًا تشبيليًا للأخير ؛ هذا يسمح 3Na + لتمرير الخروج من الخلية. الآن ، ترتبط 2K + بجزء خارج الخلية من وحدة فرعية يتم بعدها dephosphorylated وتعود إلى موضعها الأصلي ، مما يجعلها في نفس الوقت 2K + داخل الخلايا [الشكل 2.3 ©]
إمكانات الغشاء يوجد اختلاف في الإمكانات الكهربائية بين الجانبين الداخلي والخارجي لغشاء الخلية ، حيث أن الأيونات مشحونة كهربائيًا. الغشاء سلبي على الجانب الداخلي ، وإيجابي على الجانب الخارجي. بموجب الاتفاقية ، يتم كتابة علامة الطرح للإشارة إلى القطبية على الجانب الداخلي للغشاء. في جميع الخلايا الحية تقريبًا ، يتراوح احتمال غشاء الراحة (RMP) من -10mV إلى -90 mV. ويمكن قياسه عن طريق وضع قطبين كهربائيين صغيرين ، أحدهما بداخل وآخر خارج غشاء الخلية ، ثم وصلهما إلى راسم ذبذبات أشعة كاثودية.
عندما يحفز غشاء البلازما للخلية العصبية أو خلية العضلات (مع -70mV RMP) بشكل مناسب قطرات الراحة المحتملة إلى حوالي -40mV إلى -50mV (depolarised) مع شحنة موجبة داخل بسبب انعكاس النفاذية إلى Na + و K + .
تكوّن إمكانات الغشاء - بروتينتا نقل هما المسؤولان الأساسيان عن إمكانات الغشاء المريح.
أ) يعمل تدرج التركيز لـ K + على تسهيل انتشاره خارج الخلية من خلال قناة التسرب لـ K + ، ولكن التدرج الكهربائي يعمل في الاتجاه المعاكس. ومع ذلك ، يتم التوصل إلى التوازن الذي يتم فيه موازنة ميل K + للانتقال من الخلية بسبب ميلها للانتقال إلى الخلية. من أجل الوصول إلى مثل هذا التوازن هناك فائض طفيف من الكاتيونات على الخارج والأنيونات من الداخل.
ب) يتم الحفاظ على هذا الشرط بواسطة Na + -K + - ATPase ، الذي يضخ 3Na + من الخلية لكل 2K + يضخ داخل الخلية. لا يعوض تدفق Na + تدفق K + بسبب قناة التسرب K + التي تجعل الغشاء أكثر نفاذية لـ K + من + Na.
4. يقوم غشاء البلازما بتأثير سطح حسي ويحمل جزيئات مستقبلية مختلفة ، والتي تتحد مع جزيئات محددة من سائل الأنسجة وتغير النشاط الاستقلابي للخلية عن طريق التحفيز أو التثبيط.
5. من بين العديد من الإنزيمات التي يتحملها غشاء الخلية ، يؤثر وجود الأدينولاتات الدائرية تأثيرا عميقا على استقلاب الخلية. ينشط تحفيز المستقبلات السطحية دوران الأدينيل الذي يعمل بمثابة رسول ثان وينتج عنه زيادة في تركيز AMP الحلقية (أدينوسين أحادي الفوسفات) داخل الخلية ؛ هذا الأخير يؤدي إلى تغيير تركيب الحمض النووي ، والتعبير الجيني ، وتخليق البروتين وغيرها من الأحداث داخل الخلايا. انزيم مماثل
يتحكم النظام في GMP الدوري (جوانيدين أحادي الفوسفات) الذي يمارس تأثيرات عدائية من AMP دوري. تعمل بعض الهرمونات والمرسلات العصبية في المرسال الثاني.
يساعد بعض مكونات الفوسفوليبيد في غشاء الخلية (phosphoinositol) في عملية تنظيم الكالسيوم داخل الخلية عن طريق تنشيط phosphokinases و phosphorylation المكونات الخلوية المختلفة.
6. يتم التعرف على التعرف على خلايا متطابقة وتجميعها لتشكيل أنسجة محددة من قبل مجمع طبقة غشاء البلازما التي هي خلية محددة وتربط الخلايا عن طريق قوى لاصقة.
7. يمتزج غشاء البلازما بعمليتين مهمتين: الإلتقام وإطوار الخلية.
الاستمراض الخلوي يعني امتصاص المواد من الخارج إلى داخل الخلية عن طريق الغزو الموضعي لغشاء الخلية في شكل حويصلات endocytic. ويعرف مدخول السائل بهذه الطريقة باسم الحالب وتعرف المواد الصلبة مثل الكائنات الدقيقة بالبلعمة. في الحويصلة endocytic تصبح الطبقة الداخلية لغشاء الخلية طبقة خارجية من الحويصلة.
الإمساح الخلوي هو عملية لإطلاق المحتويات عبر حويصلات إفرازية محددة الغشاء من داخل الخلية إلى الخارج عن طريق الدمج مع غشاء البلازما
النواة:
إنها أكثر أو أقل كتلة كروية مغطاة بظرف وتقع داخل السيتوبلازم بالقرب من مركز الخلية. في بعض الخلايا ، تكون النوى ذات مظهر مفتوح وشبه شفاف من خلالها يتم تصور المحتويات النووية ، بينما في الخلايا الأخرى تكون النوى مغلقة بسبب تكثيف مواد الكروماتين.
عندما تموت خلية ، تصبح النواة pyknotic مع انكماش ويعرض كتلة لونين مفرطين متجانسة. النواة ملطخة بالأصباغ الأساسية لأنها تحتوي على دنا وفير وكمية صغيرة من الحمض النووي الريبي. تتكون النواة من: (أ) الغلاف النووي. (ب) خيوط الكروماتين في خلية الراحة ، أو الكروموسومات في خلية فاصلة ؛ (ج) النيكل ؛ (د) النسغ النووي. (ه) الكروماتين الجنسي أو الأجسام بار.
الغلاف النووي [الشكل 2.4 (أ) ، (ب)]:
ويغطي النواة ويتكون من غشاء من وحدتين (أغشية مزدوجة) يفصل بينهما صرة ضيقة النوى perinuclear cisterna. الغشاء الخارجي مرصع بالريبوزومات وهو في الواقع مشتق من الشبكة الإندوبلازمية الخام للسيتوبلازم.
الغشاء الداخلي هو كيان منفصل وريبوسوم حر. أنه يعطي التعلق لنهايات الكروموسومات وطلاء كثيف من لونين خلال مرحلة ما بين الطور. توجد العديد من المسام النووية ذات الشكل الثماني في الظرف النووي وتتكون من اندماج الأغشية النووية الخارجية والداخلية.
كل مسام قطره حوالي 80 نانومتر هو شكل قمع ، الطرف الخارجي أضيق من النهاية الداخلية ، ويعمل كحجاب لتبادل السيتوبلازم النووية. من خلال هذه mRNA المسام ، rRNA ، تنتقل الحمض الريبي النووي النقال من النواة إلى السيتوبلازم ، ولكن يتم منع العضيات السيتوبلازمية المدمرة مثل lysosomes من دخول النواة. تقدم النواة النموذجية حوالي 3000 إلى 4000 من المسام.
خيوط الكروماتين والكروموسومات:
في مرحلة الراحة أو الطور البيني للخلية الحيوانية [الشكل 2.5 (أ) و (ب)] ، تحتوي النواة على شبكة من خيوط الكروماتين أو الحبيبات الملطخة بالأصباغ الأساسية. لا يمكن تحديد الكروموسوم الفردي ، لأنه خلال الطور البيني يصبح غير محكم ويقلل. في بعض الأماكن لا يزال الصبغي ملفوفًا وتصور هذه المناطق كحبيبات أو نقاط لونين. وبالتالي ، فإن حبيبات الكروماتين أو الخيوط ليست أجزاء مكسورة من الكروموسومات. وتعرف المقاطع غير المطوقة من الكروموزومات باسم اليوكروماتين ، وهي نشطة جينيا. تسمى المقاطع الملتفة من الكروموسومات heterochromatin ، وهي خاملة جينيا [الشكل 2]. 2.5 (ج)].
أثناء الانقسام الخلوي ، يصبح كل كروموسوم أكثر سمكًا وأقصر وأشد ملفوفة على طول طوله. ومن ثم تصور تصور الكروموسوم الفردي. الكروموسومات هي خيوط ملطخة بعمق وأعدادها ثابتة في نوع ما. في الرجل ، العدد هو 46 (مضاعف) في جميع الخلايا الجسدية ، ولكن 23 (haploid) في الخلايا الجرثومية الناضجة.
يتم ترتيب الكروموسومات 46 في 23 زوجا. يُعرف 22 زوجًا باسم autosomes الذي ينظم رموز الجسم ؛ يُعرف الزوج الآخر المتبقي بالكروموسومات الجنسية أو الجونوسومات ، التي تنظم في المقام الأول الشخصيات الجنسية. عضو واحد من كل زوج هو الأب ، والجزء الآخر من الأمهات في الأصل. يحدث الاقتران بين كروموسومات متطابقة ، متطابقة في الطول ، موقع centromere وتوزيع الجينات.
تُعرف الكروموزومات المزدوجة بالكروموسومات المتجانسة. في الإناث ، تكون الكروموسومات الجنسية متساوية الطول وترمز إلى XX (شكل 2-6 (أ)). في الذكور ، تكون الكروموسومات الجنسية غير متساوية في الطول ، ويرمز لها XY [الشكل. 2-6 (ب)]. يتم تمثيل واحد أطول من قبل X ، وأقصر من Y. خلال الاقتران على حد سواء لديها أجزاء متجانسة وغير متجانسة.
كل كروموسوم يعرض انقباض يعرف باسم centromere أو kinetochore وهو مرتبط بالمغزل الوريدي أثناء انقسام الخلية. 2-7 (أ)]. في طور الانقسام الخلوي ، ينقسم كل كروموسوم طوليًا إلى صبغيين ما عدا عند centromere [الشكل 2]. 2-7 (ب)].
توجد الجينات في الكروموسومات في سلسلة خطية. الجينات هي أجزاء من جزيئات محددة من الحمض النووي وتنقل الشخصيات الموروثة من جيل إلى جيل. الجينات مسؤولة أيضا عن تخليق البروتين في الخلية عبر RNA المرسال ، RNA الريبوسومالي و RNA للنقل.
نوية:
وهو جسم كروي عديم الانكسار بدون أي غشاء ، ويقع بالقرب من الغشاء النووي [انظر الشكل 2-4 (أ)]. إنها كتلة مضغوطة من خليط من حبيبات RNA (ريبوسوم) والبروتينات. وينظم تخليق الحمض النووي الريبي النووي النووي الجينات الموجودة في الثنائيات الثانوية لتلك الكروموزومات التي تمتلك أجسامًا ساتلية في أذرعها القصيرة (أعضاء أزواج كروموسوم 13 إلى 15 و 21 و 22).
يتم تحرير الحمض النووي الريبي من النواة ويظهر في السيتوبلازم من خلال المسام النووية. يختفي النواة خلال الطور الأولي ويظهر مرة أخرى أثناء الطور البعدي لتقسيم الخلية.
ملجأ نووي:
وهو عبارة عن سائل يحتوي على بروتينات تملأ الفراغات بين خيوط الكروماتين والغشاء النووي. وهو بمثابة وسيط لنقل الحمض النووي الريبي الريباسي والرنا المرسال إلى المسام النووية.
كروماتين الجنس أو الأجسام بار:
خلال المرحلة البينية ، تم العثور على جسم هيكوكروماتين متغاير الغشاء تحت الغشاء النووي في الأنثى الطبيعية [الشكل 2-8 (ب)] ، وهذا ما يعرف بالكروماتين الجنسي أو جسم البر. خلال تقسيم الخلية ، تختفي جثت بار. من الكروموسومات 2X في الأنثى الطبيعية ، واحد منهم ملفوف للغاية والعضو الآخر uncoiled للغاية [الشكل. 2-8 (أ)].
يشكل كروموسوم X غير نشط وراثيًا للغاية جسم البر. هذه الهيئات تساعد في التزاوج النووي للأنسجة. عدد أجسام Barr في خلية ، يساوي العدد الإجمالي للكروموسومات X ناقص واحد. وهكذا في الأنثى العادية مع الكروموسومات 2X ، فإن عدد جسد البر هو واحد ؛ في متلازمة تريبل اكس (XXX) ، يتم زيادة العدد إلى اثنين.
خلال الطور البيني ، كروموسوم Y للذكور من داخل النواة كتلة نيون شديدة الكثافة تُعرف باسم F-body ، عندما تكون ملطخة بصبغة flurochrome وتظهر تحت المجهر الفلوري.
السيتوبلازم:
إنه جزء من البروتوبلازم الذي يتدخل بين غشاء الخلية والمغلف النووي. يتكون السيتوبلازم أو العصارة الخلوية من جزأين عظميين أو عناصر نشطة ، أو بروبلازم أو شوائب مثل ، الجليكوجين ، كريات الدهون والأصباغ. العضيات هي كما يلي [الشكل. 2-9].
1. الميتوكوندريا
2. حبيبات ريبوسوم.
3. Endoplasmic
4. جهاز جولجي. شبكية.
5. الجسيمات
6. الجسيمات.
7. بيروكسوميوم.
8. centrioles و microtubules.
9. شعيرات و ليفات.
الميتوكوندريا:
تقدم كل خلية نشطة العديد من الميتوكوندريا التي هي مثل الأجسام أو الأجسام حويصلة الغشاء. هذه الأجسام يمكن رؤيتها تحت المجهر الضوئي بعد تلوينها بالحامض fuchsin أو بواسطة اللطخة فوق البنفسجية الخضراء من janus. يكشف الفحص المجهري الإلكتروني أن كل ميتوكوندريا يتكون من جدارين غشائيين ، خارجي وداخلي ، مفصولين بمسافة بينية [انظر الشكل 2-9 ، 2-10]. كل جدار غشائي يمثل غشاء الوحدة.
يتم طي الغشاء الداخلي لتشكيل أقسام غير كاملة تعرف باسم cristae mitochondrialis والتي تعطي ملحقات للأنزيمات من أجل الفسفرة من ADP إلى ATP بواسطة سيقان أسطوانية. تمتلئ المناطق الداخلية من كل الميتوكوندريا مع السائل ، مصفوفة الميتوكوندريا ، التي تحتوي على شكل دائري من الحمض النووي ، الحمض النووي الريبي والإنزيمات التنفسية الهامة مثل البكتيريا. ومن ثم ، افترض أنه مع تطور التطور ، فإن الجدران الداخلية للميتوكوندريا مشتقة من البكتيريا الموهنة ، التي تنجذب إلى سيتوبلازم الخلايا الحيوانية وتخضع للحياة التكافلية لاستكمال التنفس الهوائي للخلية الحيوانية الغازية. علاوة على ذلك ، تنقسم الميتوكوندريا بإنشطار مماثل لتلك البكتيريا.
تم العثور على ثلاثة أنزيمات مهمة في الميتوكوندريا: -
(أ) إنزيمات دورة حمض الستريك في كريب ؛
(ب) بروتين Flavo و dehydrogenase و cytochrome وهما عبارة عن إنزيمات تنفسية ؛
(ج) فسفوريلاز oxidaitive.
المهام:
1. الميتوكوندريا التنفس خلية كاملة عن طريق الهوائية وتنتج طاقة عالية من خلال تشكيل اعبي التنس المحترفين.
يخضع السكر الموجود في المصفوفة السيتوبلازمية إلى التدهور بدون مساعدة الأكسجين (اللاهوائي) من خلال عملية تحلل السكر وتحويله إلى acetyl-coenzyme A الذي يدخل بعد ذلك الميتوكوندريا ، حيث يتحد الأسيتيل coa مع oxalo-acetate لتشكيل حامض الستريك. إن إنزيمات دورة حمض الستريك من خلال عدة تفاعلات من نزع الكربوكسيل تنتج CO 2 وبمساعدة ديهيدروجينازات محددة تطلق أربعة أزواج من أيونات H + . الإنزيمات التنفسية ، بروتينات flavo و cytochrome ، ثم ينقل أيونات الهيدروجين من الميتوكوندريا حتى يتحد الأخير مع الأكسجين ويكوّن الماء.
2. يتم استخدام الطاقة المحررة خلال نقل أيون الهيدروجين بواسطة الفسفوريلاز المؤكسد لتجديد ATP من ADP والفوسفات غير العضوي. يتم أخذ ATP الغني بالطاقة المتكون في داخل الميتوكوندريا بواسطة السيتوبلازم تحت الظروف الهوائية ، بحيث يتم تكوين 36 جزيء من ATP لكل جزيء من الجلوكوز. هذا هو 18 مرة من الطاقة التي يمكن الحصول عليها في ظل الظروف اللاهوائية لمسار الجلوكولتيك. وهكذا تعمل الميتوكوندريا كقوة للخلية.
3. يمكن أن يكون شكل دائرية من الحمض النووي عاملاً في الميراث السيتوبلازمي. جميع الميتوكوندريا هي الأمهات في الأصل. قد يسبب الحمض النووي الميتوكوندري غير طبيعي ضعف عضلي وأمراض تنكسية في الجهاز العصبي المركزي بسبب فشل الأيض التأكسدي. هذا هو المعروف باسم متلازمة خلوية الميتوكوندريا.
حبيبات ريبوسوم:
تتكون حبيبات الريبوسوم من الحمض النووي الريبي الريبوسومي والبروتينات. يتم جمع الريبوسومات أولاً في النواة ، ويتم توليفها من قبل المنظمين النوويين للكروموسوميات (الكروموسومات 13 ، 14 ، 15 ، 21 ، 22 والتي تمتلك أجسامًا ساتلية). من النواة تظهر الريبوسومات في السيتوبلازم
من خلال المسام النووية (الشكل 2-9 ، 2-11).
في داخل السيتوبلازم تبقى بعض الريبوسومات حرة ، بينما يرتبط بعضها الآخر بالشبكة الإندوبلازمية مما يجعل سطحها خشنًا. الريبوسومات الحرة تجعل السيتوبلازم basophilic. في الخلايا الجنينية والخلايا الخبيثة الريبوسومات الحرة وفيرة.
في حقيقيات النوى ، تتكون كل حبيبة ريبوسوم من وحدتين فرعيتين ، 40S و 60S. S تعني وحدة Svedberg من معدل الترسيب. تمر سلسلة Polynucleotide من RNA المرسال عبر وحدة فرعية 40S من الريبوسوم تكشف الكودونات الثلاثية.
الوحدة الفرعية 60S هي الموقع الذي يحدث فيه تخليق البروتين من خلال الوصلة الخطية للأحماض الأمينية بمساعدة بروتوكولات نقل الحمض النووي الريبي (الشكل 2.12). لذلك ، تجمع الريبوسومات الحرة البروتينات التي تستخدم في عملية التمثيل الغذائي للخلية ونموها الخاص.
في بعض الأحيان يرتبط عدد من الريبوسومات بسلسلة واحدة من الرنا المرسال. وتعرف هذه الظاهرة باسم polyribosomes أو polysomes.
هو عبارة عن نظام من الحويصلات أو الغشاءات الغشائية ، التي قد تمتد من الغشاء النووي إلى غشاء الخلية. تقدم الشبكة الإندوبلازمية أو ER صنفين - خشنة وسلسة (الشكل 2-9).
يوفر ER المرتبط بالخشونة ، والمسمى قريبًا rER ، مرفقات من حبيبات الريبوسوم إلى السطح الخارجي للحويصلات الغشائية وينتج عن خشونة في الشبكة. ترتبط الوحدات الفرعية الأكبر للريبوزومات (60S) بسطح ER ، بينما تقع الوحدات الفرعية الأصغر (40S) نحو المصفوفة السيتوبلازمية.
يتم دفع سلاسل البولي ببتيد من البروتينات المركبة في الوحدات الفرعية الأكبر داخل الشبكة الشبكية ، حيث يتم تخزين جزيئات البروتين ومن ثم تسليمها خارج الخلية كمنتج إفرازي (الشكل 2-12). لذلك يساعد RER في تخليق البروتين وتخزينه. و RER موجود في جميع الخلايا الإفرازية ، مثل الخلايا السنية في البنكرياس.
يتم ترتيب ER المرنة على نحو سلس أو sER في شبكة plexiform من الأنابيب ، وأسطحها الخارجية خالية من حبيبات الريبوسوم. بعض الخلايا ، مثل الخلايا الكبدية ، تمتلك كل من RER و sER. يساعد sER في تركيب الدهون والمنشطات. يتم نقل البروتينات المركبة من RER إلى sER ، حيث يتم تشكيل مجمع البروتينات الدهنية.
يتم تسليم هذه المواد البروتين الشحمي من خلايا الكبد من خلال جهاز جولجي وسطح الخلية إلى الدم. تساعد خلايا الكبد على إزالة السموم من بعض الأدوية القابلة للذوبان في الدهون عن طريق إنزيمات hydroxylating من sER. ويعتقد أنه يتم تشكيل RER في البداية ، والتي يتم تحويلها لاحقا إلى SER عن طريق فقدان حبيبات الريبوسوم. الشبكه الهيولى العضويه للخلايا العضلية المخططة مثال على sER.
جهاز جولجي:
جهاز جولجي (الشكل 2.9 ، 2.13) - يتألف من سَلَطٌ مُغَطَّسٌ مُغَطَّسٌ ومُغَطَّفٌ ومُرَطَّبٌ بِسَلْسٌ مُرَسَّبٌ مُرَتَّبٌ في كومة من 4 إلى 6 ، مع تجمعات من حويصلات صغيرة حول سطوحه. الجهاز موجود في معظم الخلايا ، لكنه بارز في الخلايا الإفرازية حيث يتدخل بين RER وغشاء الخلية.
في صبغة HE يعرض الجهاز منطقة واضحة. وبالتالي دعا صورة Golgi السلبية. تحت المجهر الإلكتروني ، جهاز جولجي الكلاسيكي يمتلك وجهين - وجه غير ناضج أو رابطة الدول المستقلة مع سطح محدب موجه نحو RER ، ونضج أو عبر وجه مع سطح مقعر موجه نحو غشاء الخلية. بالإضافة إلى الصهاريج المسطحة ، تشكل الحويصلات الصغيرة لشبكات cis-Golgi و trans-Golgi جزءًا لا يتجزأ من مجمع غولجي.
يتجاوب وجه Golولgiي مع حويصلات النقل الصغيرة مع بروتينات خاصة من معطف والتي تتبرعم من RER. تنقل حويصلات النقل البروتينات المركبة من RER وتسليم محتوياتها إلى أول الصهريج بواسطة الانصهار الغشائي. خلال هذه العملية يتم اعتراض حويصلات النقل عن طريق الحويصلات المتصلة بشبكة cis-Golgi ، والتي تحدد ما إذا كانت البروتينات مناسبة للتسليم إلى مكدس Golولجي. بروتينات غير مناسبة ، ومع ذلك ، انتقلت إلى RER.
داخل جهاز جولجي يضاف جزء الكربوهيدرات إلى المواد البروتينية بمساعدة الترانسفيراز ويتكون الجليكوبروتين. من حواف الصهريج الأول يتم نقل البروتينات المعدلة عن طريق التبرعم الحويصلي ومن ثم الانصهار إلى حواف الصهاريج التالية حتى يتم الوصول إلى الصهريج النهائي في الترانزستور. بعد سلسلة من المعالجة والتكثيف ، تنفجر جلايكوبروتينات من عبر جهاز جولجي كحويصلات منتفخة.
يتم إجراء الفرز النهائي للبروتينات المعدلة وتعبئتها في شكل حويصلات مع تسلسل محدد من الأحماض الأمينية في شبكة Trans-Golgi. هذا الأخير يقرر وجهة الحويصلات المعبأة ؛ يتم الاحتفاظ ببعضها داخل السيتوبلازم مثل الليزوزومات ، بينما يتحرك آخرون خارج الخلية كحويصلات إفرازية وتسليم محتوياتها من خلال غشاء الخلية عن طريق الخلع. إلى جانب الخلايا الإفرازية ، يقوم جهاز جولجي في الخلايا غير الإفرازية بتحرير طبقة الخلايا (غليوكوكسيكس) خارج غشاء البلازما. يمارس مجمع غشاء طبقة البلازما الخلوية قوى إلكتروستاتية تربط الخلايا المتماثلة لتشكيل أنسجة معينة.
الجسيمات المحللة:
واللايسوزومات عبارة عن حويصلات غشائية ذات جدران سميكة تحتوي على إنزيمات هيدروليتية هي البروتياز والليبياز والفوسفاتاز الحمضي. يمكن لهذه الإنزيمات ، عند إطلاقها من الليزوزومات ، أن تهضم بعض المواد التي تنشأ داخل السيتوبلازم أو يتم إدخالها إلى الخلية من الخارج. قبل موت الخلية بسبب نقص الأكسجين أو لأسباب أخرى ، تعمل الليزوزومات كحويصلات أوتوماتيكية وتدمر كل العضيات في السيتوبلازم. ومن ثم ، تُعرف باسم "الحقائب الانتحارية" للخلية.
بعد الموت ، ما لم يتم إصلاح هذا الحيوان من قبل المثبتات ، تمزق lysosomes و autolysis. في الخلايا السليمة ، تكون الليزوزومات واقية في وظيفتها وتدمر غزوات معينة من البكتيريا (الشكل 2-8 ، 2-3) بوصفها حويصلات ارتدادية. تحلل الإنزيمات الليزوزومية مجموعة متنوعة من المواد الضارة داخل الخلية. غياب خلقي من الانزيمات الليزوزومية الخاصة يؤدي إلى تراكم ركائزها داخل الخلايا ، وإنتاج أمراض التخزين ، على سبيل المثال مرض تاي ساكس ، مرض جوشر. هذه lysosomes هي وفيرة في خلايا البلاعم والكريات البيض الحبيبية.
واللايسوزومات غنية بالبروتينات السكرية وهي مستمدة من الوجه الناضج لجهاز جولجي كالجسيمات الأولية. في عملية البلى من الخلية ، تتآلف قطع من الميتوكوندريا و الشبكة الإندوبلازمية مع الليزوزومات و الخضوع لعملية الهضم. هذه الأجسام المنصهرة تشكل جسيمات غير طبيعية ثانوية وتعرف باسم السيتوليزوسومات. وهكذا فإن الليزوزومات قد منحت وظيفة إزالة بقايا التحلل للعضيات السيتوبلازمية.
بعض بقايا الليزوزومات غير القابلة للذوبان بعد البلعمة الذاتية و heterophagy تشكل الأجسام المتبقية التي يتم الاحتفاظ بها بشكل دائم كما أصباغ الشيخوخة مصنوعة من lipofuscin الغنية بالدهون (الشكل 2-14). تم العثور على هذه الأصباغ في الشيخوخة داخل الجهاز العصبي.
يتطلب تكوين الأجسام lysosomes تعديلًا خاصًا للبروتينات داخل Golولجي-أب- باراتوس (الشكل 2-15). وهو ينطوي على ربط mannose-6-phosphate إلى بعض السلاسل الجانبية لسلسلة gosaccharide. تربط الانزيمات الليزوزومية بقايا مانوز phosphorylated بمستقبلاتها المحددة الموجودة على السطح الداخلي لغشاء Golولجي.
بعد ذلك يتم إنزيمات الأنزيمات المرتبطة بالمتقبل من جولجي وتشرع في الاندماج مع الليزوزومات. بعد تفريغ البروتينات الإفرازية مع الفوسفات المرافقة 6-المانوز إلى الليزوزومات ، تقوم الحويصلات المحتوية على مستقبلات محددة بوساطة الإنزيم بإعادة المكوك إلى غولجي لإعادة الاستخدام. يتم الاحتفاظ حموضة محتويات الليزوزومية (حوالي pH5) عن طريق ضخ في البروتونات من السيتوبلازم عن طريق النقل النشط.
جسم بلعمي:
في بعض الأحيان يدخل الجسيم أو الكائنات الحية الدقيقة في سيتوبلازم الخلية من الخارج ، وتغطيه بتغلغل غشاء الخلية. وتعرف هذه الحويصلة الغشائية باسم الجسيم. عندما يتلامس الجسيم مع الليزوزوم ، يختفي الجدار المشترك بينهما ويخرج الإنزيمات الحلمية للتحلل من المواد المحتوية. وتعرف هذه العملية بالبلعمة ، والتي تشبه إلى حد ما الإبهام. في السُكَّر الخلوي ، يكتسب السائل مدخلاً في السيتوبلازم ، بينما في البلعمة تشارك الجسيمات الصلبة في العملية.
جسيم تأكسدي:
هذه حويصلات صغيرة مرتبطة بغشاء حوالي 0.5-1.5 ميكرومتر في أقطار ؛ وبالتالي دعا microbodies. تتواجد البيروكسيزومات في معظم الخلايا المنواة ، وهي أكثر عددا في الخلايا الكبدية والخلايا الأنبوبية الكلوية. أنها تحتوي على الإنزيمات المؤكسدة التي تساعد على إزالة السموم من المواد المختلفة وتوليد بيروكسيد الهيدروجين. كما أنهم يشاركون في (3 - أكسدة سلسلة الأحماض الدهنية. يتم تفكيك الكمية الزائدة من بيروكسيد الهيدروجين بواسطة الإنزيم ، الكاتلاز.
نشأة peroxisomes غريب. تشتق أغشية الخلية من تكاثر البيروكسيزومات الموجودة مسبقا ، وتأتي بروتيناتها الداخلية مباشرة من العصارة الخلوية من خلال القنوات المسامية لغشاء البلازما ، عن طريق تمرير حويبات الحزمة المعتادة من جهاز RER و Golgi.
Centrioles و microtubules:
مريكز:
كل خلية حيوان ، قادرة على الانقسام ، تمتلك اثنين من centrioles داخل السيتوبلازم وقريبة من الغشاء النووي. تُعرف المنطقة الكثيفة من السيتوبلازم المحتوية على السيقان الوسطى باسم cittopros. كل سنتريول يعرض جسمين أسطوانيين يوضعان في زوايا قائمة على بعضهما البعض. يعرض جدار الأسطوانة تسع حزم طولية وتتكون كل حزمة من ثلاثة ميكروتريولات مدمجة في المواد الليفية (الشكل 2-16).
ويساعد الوسط على تخليق الأنبوب الدقيق في المغزل الوريدي أثناء الانقسام الخلوي ، عن طريق ارتباط بروتين السيتوبلازم القابل للذوبان والمعروف باسم توبولين. خلال فصل الخلايا ، يتم فصل اثنين من centioles (كل مع اثنين من أسطواني أسطواني) من بعضها البعض من خلال microtubules المتنامية للمغزل achromatic وتحتل القطب المقابل للنواة (انظر الشكل 3-2). هذه الأنابيب الدقيقة تمتد بين centrioles المعاكس تشكل microtubules المستمر للمغزل. في الطور التحليلي ، يختفي الغشاء النووي ويتم تنظيم الأنبوبية الصبغية من بروتين تيوبولين بواسطة kinetochores ، اثنان منها موجودان على جانب centromere لكل كروموسوم.
تدفع الأنابيب الدقيقة الصبغية العداد المقابل إلى الأمام حتى تحتل الكروموسومات مع الكروماتيدات المقترنة خط استواء المغزل. وهكذا فإن المغزل الآدمي للخلية الانقسامية يتكون من أنبوبي دقيق مستمر ينظمه المركزان والميكروسومات الدقيقة التي تنظمها الكينيتور. تحتوي كل من الخَلْتَيْن الجديدتين المستمدة من انقسام الخلية على سنتريول واحد به جسمان أسطوانيان مقطوعان بزاوية قائمة على بعضهما البعض.
بعد ذلك يتم تشكيل centriole بالقرب من كل واحدة قديمة ، وبالتالي استعادة الملاحق العادية centrioles.
إلى جانب تشكيل المغزل ، يساعد centrioles على تنبت الأهداب والميكروتوبولات جنبا إلى جنب مع عمليات الخلايا العصبية النامية.
الأنابيب الدقيقة:
أهداب ، سطل و centrioles تتألف من microtubules. في الواقع ، تمتلك كل الخلايا الحيوانية ميكروتوبولات يمكن تنظيمها أو تشتيتها. فهي هياكل خيطية مصنوعة من بروتين تيوبولين قابل للذوبان. The dispersed microtubules act as skeleton of the cell and help in the transport of various substances including the macromolecules throughout the cytoplasm. Since the microtubules are composed of contractile proteins, they are concerned with movements by means of cilia, flagella and by the achromatic spindle which pushes apart the centrioles during cell division.
At least three sites are available in the cytoplasm which act as microtubule organising centres (MTOC)-
(a) Centrioles for the continuous microtubules of the spindle;
(b) Kinetochore of the chromosome for chromosomal microtubules;
(c) Basal bodies of the cilia for the growth of ciliary microtubules. Colchicine, a chemical substance, arrests the cell division at metaphase by combining with tubulin protein and preventing the formation of the achromatic spindle.
Filaments and fibrils:
These are ultra-microscopic network of filamentous structures which are different from microtubules. Some of filaments are more dense beneath the cell membrane forming cell web. The filaments and their thicker components, the fibrils, act as internal support of the cell. Some filaments enter in the central core of the microvilli, while others form actin and myosin filaments of the contractile muscles.
