كتب / عبدالله العزازي
يتكون جسم الإنسان من مجموعة متكاملة من الأجهزة، لكل جهاز وظيفة معينة يؤديها في الجسم. وتكون الأجهزة مكونة أيضا من مجموعة من الأعضاء، يؤدي كل عضو من هذه الأعضاء وظيفته في الجهاز. وكل عضو مكون من مجموعة من الأنسجة المختلفة، وكل نسيج مكون من مجموعة من الخلايا.
فالخلية هي الوحدة الأساسية في بناء جسم الإنسان، وهي أصغر وحدة تركيبية ووظيفية في جسم الكائن الحي.
وتم وصف الخلية لأول مرة من خلال العالم الإنجليزي روبرت هوك عام 1665، والذي قام بدراسة رقائق الفلين، وشاهد المسامات الصغيرة فيها، والتي تشبه خلايا النحل، أطلق عليها إسم الخلية.
أهمية الخلية
هي وحدة التركيب و الوظيفة في الكائنات الحية ويرتبط اكتشاف الخلية باكتشاف المجهر
مراحل اكتشاف الخلية :
علماء ساهموا في اكتشاف الخلية وتطور نظرية الخلية
-
غاليلو :
صنع مجهراً بعدسة واحدة شاهد به كائنات دقيقة في قطرة ماء .
-
لوفنهوك :
صنع مجهراً ضوئياً مركباً شاهد به فراغات صغيرة محاطة بجدران رقيقة في قطاعات من الفلين سماها بالخلايا لانها تشبه خلايا النحل.
-
هوك :
شاهد أجساماً معتمة داخل الخلية أسماها النواة في خلايا ورق نبات السحلب .
-
براون :
شاهد أنوية في خلايا حيوانات متنوعة ( بيض الطيور – الألياف العضلية ) ولم يشاهد جداراً لهذه الخلايا ، وتوصل إلى فرضية مقامها أن أجسام الحيوانات تتكون من خلايا.
-
شفان :
درس الأنسجة النباتية وتوصل الى أن الأنسجة النباتية تتكون من خلايا محاطة بجدران خلوية .
-
شلايدن :
أجاب شلايدن وشفان بفرضية مفادها أن الخلايا تتكون من بلورات تنشأ من محاليل خلوية وأن الخلايا الجديدة تنشأ من داخل خلايا قديمة وقد ثبت عدم صحة هذه الفرضية . وفي عام (1839 م) تحولت فرضيات شلايدن وشفان الى نظرية تعد من النظريات الأساسية في علم الأحياء وهي نظرية الخلية
7 . فيرشو
توصل إلى أن الخلية تأتي من خلية سابقة لها بالانقسام المتساوي
مبادئ نظرية الخلية
-
الكائنات الحية جميعها تتركب من خلية واحدة أو أكثر .
-
الخلية هي الوحدة التركيبية والوظيفية للكائن الحي .
-
تنتج الخلية من انقسام خلية سابقة لها
بنيان الخلية
تتركب الخلية من مجموعة من العضيات وان كانت هذه العضيات تختلف نوعاَ ما في الخلية الحيوانية عنها في الخلية النباتية وايضاَ قد تختلف تبعاَ لتواجدها في الكائن الحي الواحد
محتويات الخلية
تختلف الخلايا حقيقية النواة اختلافاً كبيراً في أحجامها وأطوالها وبالرغم من هذه الاختلافات فإن الدراسات أظهرت وجود صفات تركيبية أساسية تشترك فيها معظم الخلايا حقيقة النواة
تتكون الخلية حقيقية النواة من ثلاثة أجزاء رئيسة هي :
1- الغشاء البلازمي .
2- السيتوبلازم .
3- النواة .
1- الغشاء البلازمي ( Plasma Membrane )
نظراً لضآلة سمك هذا الغشاء والذي يتراوح بين ( 7.5 – 10 نانوميتر ) لم يتمكن العلماء من مشاهدته فعلاً إلا بعد اختراع المجهر الإلكتروني .
في عام 1972 اقترح العالمان سنغر ( Singer ) ونكلسون ( Niclson ) النموذج الفسيفسائي السائل الذي استطاع تفسير الظواهر والوظائف المتعلقة بغشاء الخلية .
تركيبه :
يتركب الغشاء البلازمي وفقاً للنموذج الفسيفسائي من طبقتين من الليبيدات المفسفرة والبروتينات التي تتوزع توزيعاً غير منتظم فيها. وهذه البروتينات والليبيدات تتحرك باستمرار وتتغير مواضعها بالنسبة لبعضها ولهذا وصف الغشاء ـ وفق هذا النموذج ـ بأنه سائل .
الخصائص الحيوية للغشاء البلازمي
1- ينمو مع نمو الخلية وازدياد حجمها .
2- لديه المقدرة على التجدد في المناطق التي يتعرض فيها للتمزق عن طريق بناء جزيئات بروتينية وليبيدات مفسفرة وإضافتها .
3- تلعب البروتينات المكونة للغشاء أدواراً مهمةً ، فبعضها يعمل عمل الانزيمات والنواقل ، كما أن لبعضها دوراً في استقبال المعلومات الكيميائية مثل الهرمونات .
4- يعود الاختلاف بين خلية وأخرى إلى التنوع في أنواع الكربوهيدرات المرتبطة بجزيئات البروتينات مثل فصائل الدم A,B,AB,O .
-
إذا ارتبطت الكربوهيدرات بالأجزاء السطحية للبروتينات تكوِّن بروتينات سكرية ولها دور مهم في تمييز الخلايا لبعضها البعض . وبعض الخلايا مثل خلايا الدم البيضاء (WBC) تستطيع تمييز الأجسام الغريبة بواسطة هذه البروتينات .
-
وإذا ارتبطت الكربوهيدرات بالليبيدات تكوِّن الليبيدات السكرية .
-
للبروتينات السكرية والليبيدات السكرية دور في اتصال الخلايا ببعضها واتصالها بالمحيط الخارجي
2- السيتوبلازم ( Cytoplasm )
السيتوبلازم هو المادة الحية جميعها في الخلية ما عدا الغشاء البلازمي والنواة ويتكون من مجموعة من العضيات معلقة في سائل أساسي يسمى السيتوسول ويتألف السيتوسول في معظمه من الماء الذي يحتوي على أملاح معدنية ومواد عضوية ذائبة . وتلعب الأغشية الموجودة في السيتوبلازم على تقسيمه إلى وحدات وظيفية تسمى العضيات الخلوية حيث يختص كل منها بوظائف معينة ويسمح بحدوث تفاعلات كيميائية حدوثاً مستقلاً دون تداخل بينهما
العضيات الخلوية :
الشبكة الاندوبلازمية : تتكون من قنوات وأكياس وحويصلات مملوءة بسائل ومحاطة بأغشية لها تركيب الغشاء البلازمي .
يتلاءم تركيب الشبكة الاندوبلازمية وموقعها مع وظائفها المختلفة إذ أن قنوات الشبكة المنتشرة في معظم أجزاء السيتوسول والمتصلة مع الغلاف النووي والغشاء البلازمي يجعلها قادرة على القيام بالوظائف التالية :
1- تعمل كجهاز نقل بين الأجزاء الخلوية في السيتوبلازم من جهة وبين الخلية والبيئة الخارجية من جهة اخرى .
2- تعطي هذه الشبكة الدعامة للخلية.
3- تعمل على تقسيم الحيز الداخلي الى مناطق متخصصة بوظائف معينة .
4- تزيد من مساحة السطح الداخلي للخلية وبالتالي زيادة التفاعلات الحيوية المختلفة .
تتميز الشبكة الاندوبلازمية إلى نوعين يتصلات ببعضهما
| | الشبكة الاندوبلازمية الخشنة | الشبكة الاندوبلازمية الملساء |
التركيب | قنوات وأكياس وحويصلات مملوءة بسائل محاطة بأغشية لها نفس تركيب الغشاء البلازمي وتقع على هذه الأغشية رايبوسومات . | قنوات واكياس وحويصلات مملوءة بسائل محاطة بأغشية لها نفس تركيب الغشاء البلازمي |
الوظيفة | إفراز البروتينات . | 1- بناء الليبيدات .2- أيض الكربوهيدرات .3- إزالة سمية بعض العقاقير والسموم .4- تخزين الكالسيوم اللازم لانقباض العضلات |
الرايبوسومات ( Ribosomes )
عضيات كروية تبنى داخل النوية وتنقل الى السيتوسول لتبقى حرة فيه أو ترتبط بأغشية الشبكة الاندوبلازمية أو بالغشاء النووي. وللريبوسومات دورٌ مهمٌ في بناء البروتين .
أجسام جولجي ( Golgi Bodies )
أجسام جولجي عبارة عن تراكيب غشائية تشمل حزمة من أكياس منبسطة مرتبة ترتيباً متوازياً ومن حويصلات كروية ذات أغشية رقيقة تقع بالقرب من حافة الأكياس .
تعمل أجسام جولجي على تعديل تركيب البروتينات المصنعة في الرايبوسومات وتصنيفها وإعدادها بشكلها النهائي لتستخدم في داخل الخلية أو لتفرز خارجها كما تعمل على تصنيع بعض جزيئات الكربوهيدرات عديدة التسكر .
الأجسام الحالة ( Lysosomes )
عبارة عن تراكيب مختلف الأشكال محاطة بغشاء مفرد رقيق تنشأ عن حويصلات تنفصل من أجسام جولجي .
تحتوي الأجسام الحالة على أنزيمات التحليل المائي التي تحلل المركبات العضوية المعقدة إلى مواد بسيطة بمعزل عن السيتوبلازم لهذا توصف هذه الأجسام بأنها ( جهاز هضمي في الخلية ) .
آلية عمل الجسم الحال : يتحد الجسم الحال مع الفجوات الغذائية التي تدخل بعملية البلعمة وتقوم الأنزيمات الموجودة فيه على تحليل المواد المعقدة الى مواد بسيطة تخرج للسيتوبلازم ليستفاد منها
الميتوكندريا
-
توجد هذه العضيات في معظم الخلايا حقيقة النوى .
-
تتنوع في أشكالها (كروية ، خيطية ، وغالباً أسطوانية) .
-
عددها وحجمها وتوزيعها في الخلية يختلف باختلاف الحالة الفسيولوجية للخلية .
-
تكثر هذه العضيات في الخلايا ذات النشاط الحيوي العالي .
-
تقوم هذه العضيات بوظيفة مهمة إذ تعمل كمحطات لإنتاج الطاقة .
البلاستيدات ( Plastids )
-
توجد في الطحالب وبعض الخلايا النباتية .
-
تصنف حسب وجود الصبغة إلى :
-
بلاستيدات خضراء : تحتوي على صبغة الكلوروفيل الخضراء وهي الأكثر انتشاراً .
-
بلاستيدات ملونة : تحتوي على أصباغ ملونة بالإضافة إلى صبغة الكلوروفيل .
-
بلاستيدات عديمة اللون : تخلو من الأصباغ ، وتعمل على تخزين المواد الغذائية كالنشا والدهون والبروتينات .
الفجوات الخلوية ( Vacuoles )
فجوات مملوءة بمحلول مائي وتوجد في معظم الخلايا وتصنف حسب وظائفها إلى :
-
فجوات منقبضة . 2. فجوات غذائية . 3. فجوات عصارية
البيروكسيسومات ( Peroxisomes )
عضيات كروية صغيرة محاطة بغشاء مفرد تحتوي على أنزيمات و تعمل هذه الأنزيمات على نزع ذرات الهيدروجين من جزيئات مواد مختلفة وتربطها بالأكسجين منتجة فوق أكسيد الهيدوجين (H2O2) وهذا المركب سام لذا تعمل هذه الأنزيمات عل تحويل هذا المركب الى ماء بنزع ذرة اكسجين .
الهيكل الخلوي ( The Cytoskeleton )
يشكل الهيكل الخلوي شبكة معقدة من أنيبيبات وألياف وخيوط تثبت فيها وترتبط معها كثير من العضيات الخلوية .
يمكن تمييز ثلاثة مكونات للهيكل الخلوي : 1. الأنيبيبات الدقيقة . 2. الخيوط الدقيقة . 3. الخيوط الوسطية
مقارنة بين الأنيبيبات الدقيقة والخيوط الدقيقة والخيوط الوسيطة من حيث التركيب والوظيفة
الخيوط الوسيطة | الخيوط الدقيقة | الأنيبيبات الدقيقة | |
تتألف من بروتينات تلتف حول بعضها لتشكل ما يشبه الحبل وتختلف البروتيينات المكونة لها باختلاف الخلية . | تتألف من خيطين من بروتين الأكتين يلتفان حول بعضهما البعض . | أنيبيبات جوفاء يتركب جدارها من بروتين يسمى توبيولين | التركيب |
له دور في الدعامة وإعطاء الخلية شكلاً ثابتاً . | لها دور مهم في انقباض العضلات.تخصر الخلية الحيوانية في أثناء الانقسام .تكوين الأقدام الكاذبة . | تلعب دوراً مهما ًفي حركة الكروموسومات أثناء انقسام الخلية إذ تتكون منها الخيوط المغزلية ..تلعب دوراً في حركة العضيات الخلوية .تعطي للخلية الدعامة والشكل الثابت . | الوظيفة |
الأسواط والأهداب ( Flagella & Cilia )
عبارة عن زوائد شعرية تمثل امتدادات للغشاء البلازمي ولها دور في إحداث الحركة.
يخرج من الأنيبيبات المزدوجة خيوط بروتينية تسمى أذرع داينين ولها دور في آلية حركة السوط والهدب .
يتصل الهدب أو السوط في السيتوسول بالجسم القاعدي الذي يشبه في تركيبه المريكز .
المريكزات ( Centrioles)
عضيات أسطوانية على شكل أزواج توجد في الخلايا الحيوانية ذات القدرة على الانقسام وفي بعض خلايا الطحالب والفطريات .
التركيب : يتكون المريكز من أسطوانة جوفاء يتألف جدارها من تسع مجموعات متوازية من الأنيبيبات الدقيقة وتضم كل مجموعة ثلاثة أنيبيبات دقيقة متصلة معاً ويعرف هذا النمط ( 9 + صفر ) .
تلعب المريكزات دوراً مهماً في عملية الانقسام الخلوي ، إذ تكون الخيوط المغزلية والأجسام القاعدية
3- النواة ( Nucleus )
تعمل النواة على تنظيم الأنشطة الحيوية في الخلية وتلعب دوراً مهماً في عملية الانقسام الخلوي كما أنها مستودع المادة الوراثية التي تحدد صفات الكائن الحي
وهي تحتوي على ثلاثة عناصر هي :
أ- النوية Nucleulus
وهي عبارة عن مجموعة من الخيوط الدقيقة ذات شكل دائري . ليس لها غشاء يحيط بها ، وتسبح وسط السائل النووي .
وتحتوي النوية على كمية كبيرة من RNA ولذلك فهي تلعي دورآ أساسيآ في انتاج الرايبوزومات وبالتالي تنظيم إنتاج البروتينات ، ولهذا يطلق عليها اسم ( ضابطة ايقاع الخلية ) Pace – Maker Cell قد تحتوي النواة على اكثر من نوية واحدة .
ب- الحببيات الضابطة :
ذات شكل وحجم غير منتظمين وهي اصغر حجمآ من النوية ولا توجد إلا في الخلايا النامية غير المنقسمة اي في مرحلة الاستراحة . وتشتمل على الكروموزومات Chromosomes ( الصبغيات ) ذات الشكل الخيطي والتي تحتوي على الجينات الوراثية Genes التي تقرر الوراثة .
وبينما يوجد في النوية الـ RNA فإن النواة تحتوي على DNA إختصارآ Deoxy Ribo Nucleic Acid الذي تقدر كميته بحوالي خمسة ملايين جين موزعة على 23 زوج من الكروموزومات ( 46 كروموسوم ) ويعمل الـ DAN على تحديد نوعية التركيب الكيماوي لآلآف الخمائر اللازمة لتوفير الطاقة الضرورية لتحديد نوع الخلية وتزودها بالنموذج الوراثي لتعمل لنفسها نسخآ مضبوطة عن النموذج لكي تورثها لنسلها من الخلايا المتولدة .
جـ- السائل النووي :
يتكون من مواد بروتينية ولا شكل له ويملأ وسط النواة حيث تسبح فيه المكونات النووية ، وهو يلعب دورآ أساسيآ في تهيئة المحيط أو الوسط المناسب لمكونات النواة وفي توفير المواد الغذائية اللازمة لها .
د – الغلاف النووي Nuclear Envelope :
وهو غلاف يتكون من طبقتين من الاغشية يتراوح عرضه ما بين 10 – 30 نانو متر ، ويحتوي على فتحات وثقوب صغيرة .
وقد بين المجهر الالكتروني أن هذا الغلاف متصل عند بعض النقاط بالشبكة الداخلية في السيتوبلازم
4- سطح الخلية ( Cell Surface )
الغشاء البلازمي يمثل الحدود الخارجية للمادة الحية إذ أن معظم الخلايا تصنع وتفرز مواداً خارجية تحيط بالغشاء البلازمي ، وتشكل سطح الخلية ، ومن أمثلة هذه المكونات الجدار الخلوي في الخلايا النباتية والغلاف الخلوي في الخلايا الحيوانية .
أ- الجدار الخلوي : يحيط بالغشاء البلازمي لخلايا النبات والفطريات والطحالب والبكتيريا .
تركيبه : يتكون الجدار الخلوي في النبات من السيليلوز وهو مادة كربوهيدراتية عديدة السكر تأخذ شكل ألياف بينها فراغات تسمح بمرور الماء وبعض المواد الذائبة ، وتكون مغمورة داخل مادة خلالية Matrix تتكون من مزيج من مواد بروتينية ودهنية ومواد كربوهيدراتية عديدة التسكر تشمل الليغنين والهميسليلوز والبكتين .
ب- الغلاف الخلوي : تحاط الخلايا الحيوانية بغلاف خلوي يتكون من مواد عضوية تشمل مواد كربوهيدراتية لزجة وبروتينات سكرية وتعمل هذه المواد على التصاق الخلايا ببعضها وعلى تقوية سطوحها ، كما تسهم في تمييز الخلايا لبعضها
وظائف الخلية وخواصها :
1- الاستقلاب أو التطور الخلوي :
تتعرض الاغذية الداخلة إلى الخلية لسلسلة من التغيرات تحيلها إلى عناصر مماثلة لبناء البروتوبلازم فتندمج معها تمامآ ، ثم تعمد الخلية إلى تخريب بعض عناصرها للحصول على القدرة وينتج عن ذلك فضلات تطرحها الخلية ، وهذه العمليات تدعى ( التمثل و تضاد التمثل ) ويطلق على التبدلات الكيماوية التي تحدث في عمليتي التمثل وتضاد التمثل اسم ( الاستقلاب )
2- التنفس و الاختمار :
ويعني اكسدة المواد الغذائية داخل الخلية وينتج عن ذلك توليد قدرة حرارية وعندما يتعذر وصول الاوكسجين تلجأ الخلايا لتوليد القدرة عن طريق الاختمار للكربوهيدرات ، وينتج حامض اللبن و حامض الكربونيك و الكحول .
3- الافراز و الافراغ :
تفرز الخلايا مواد عضوية مثل الهرمونات و اللعاب و الخمائر أما الافراغ فهو طرح الفضلات مثل افراغ البول .
4- الامتصاص :
هو مقدرة الخلايا على ادخال عناصر أو مواد منحلة إلى باطنها
5- قابلية الاثارة :
وهي أهم خاصيات الخلية ، وهي عبارة عن إمكانية استجابة الخلايا عند تنبيهها بمنبه فيزيائي أو كيميائي ، وتتصف الإثارة بوحدة رد الفعل مهما اختلف المنبه
6- قابلية النقل :
هي قدرة الخليه على نقل التنبيه الحادث من مكان حدوثه إلى مكان آخر وتظهر هذه الخاصية بوضوح في الخلايا العصبية .
7- الحركة :
للخلية نوعان من الحركة : داخلية وهي حركات جزيئاتها الحية وغير الحية و النواة و النوية و التغصنات و الاهداب و السياط ، و حركة خارجية وهي تغير الخلية لمكانها مثل حركة النطف ( الحيوانات المنوي ) و البويضات
