ما هي الخلية ؟ – يقوم جسدك في هذه اللحظة بالعديد من المهام، كإرسال نبضات كهربائية، وضخ الدم، وتنقية البول، وهضم الطعام، وصنع البروتين، وتخزين الدهون، وهذا فقط ما لا تفكر به. جسدك يستطيع القيام بكل هذا لأنك مكون بشكل أساسي من خلايا، أي وحدات صغيرة في الجسم متخصصة لأداء وظائف معينة وفي وسطها نجد النواة.
تعد الخلايا مسؤولةً عن جميع أشكال الحياة، من أكبر المخلوقات كالحوت الأزرق إلى العتائق البكتيرية التي تعيش داخل البراكين. وكما تختلف الكائنات التي تقوم هذه الخلايا بإبقائها حية، فإن الخلايا أيضًا توجد بأشكال وأحجام مختلفة. تصل الخلايا العصبية في الكلمار الضخم إلى ١٢ مترًا (٣٩ قدمًا) في الطول بينما يصل عرض البويضة -وهي أكبر الخلايا الموجودة في جسم الإنسان- إلى حوالي ٠.١ ملم.
تحاط الخلايا النباتية بجدار وظيفته حماية الخلية، مكون من السليولوز، بينما يتكون الجدار الحامي لخلايا الفطريات من نفس المادة التي تتكون منها صدفة السلطعون. بالرغم من هذا التنوع الشاسع في أحجام الخلايا وأشكالها ومهامها فإنها جميعًا تعمل بنفس الآلية.
تقسم الخلايا إلى قسمين رئيسيين، وهما: خلايا بدائية النوى، وخلايا حقيقية النوى. تختلف الخلايا بدائية النوى عن الخلايا الحقيقية بأنها لا تحتوي على غشاء نووي. وفي هذا المقال سنقوم بالتركيز على الخلايا حقيقية النوى بما أنها الخلايا الوحيدة التي تحتوي على عضيات.
عند التفكير بما يحتاجه المصنع لكي يعمل بكفاءة؛ فإنك تقوم بالتفكير في احتياجاته الأساسية كالمبنى والمواد أو المنتج وكيفية تصنيع هذا المنتج. تمامًا كالمصنع، جميع الخلايا تتكون من غشاء -الذي يتمثل بالمبنى- والحمض النووي -وهو المخطط- والروبوسومز -خط الإنتاج- وبالتالي القدرة على تصنيع البروتين، وهو المنتج.
ما هي مكونات الخلية ؟
تتكون الخلية من العضي، وهو عبارة عن غشاء خلوي يوجد داخل الخلية، يحيط ببقية الأعضاء داخل الخلية، وتحاط هذه الخلايا الصغيرة بما يسمى بالفوسفوليبيدات، والتي تقوم بعزل حجرات التخزين الصغيرة داخل الخلية. يمكنك تخيل العضيات على أنها أقسام صغيرة داخل المصنع مهيأة بظروف معينة لتقوم كل منها بمهمة معينة -كغرفة التخزين التي تحتوي على البضائع، وغرفة التفتيش المعدة بأدوات ولوازم ودرجة حرارة معينة- تتواجد هذه العضيات في السيتوبلازم، وهو عبارة عن سائل غليظ يتواجد داخل حدود الخلية التي تحمي العضيات الأخرى وتحدث به معظم العمليات في الخلية.
النواة:
يحتوى (الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين – DNA) الخاص بنا على مخطط لتكوين كل مركب بروتيني في جسدنا، محفوظ بأكمله في حلزون مزدوج منتظم الشكل، وتدعى عملية تحويل (الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين – DNA) إلى بروتين بالترجمة والنسخ، وتحدث في عدة حجرات داخل الخلية. تحدث الخطوة الأولى -وهي عملية الترجمة- في النواة، والتي تحمل المادة الوراثية، كما تحتوي أيضًا على ما يعرف بالغلاف النووي الذي يحيط بالنواة، وظيفته تكوين حجرة لحماية المعلومات الوراثية واحتواء جميع الجزيئات التي تدخل في عملية تصنيع وحماية المعلومات الوراثية.
يتكون هذا الغشاء من طبقات ثنائية من الدهون، إذ يفصل النواة عن السيتوبلازم بأربع صفائح من الدهون، وتسمى المسافة الموجودة بين الطبقات الثنائية بمحيط النواة.
بالرغم من أن جزءًا من وظيفة النواة هو فصل الحمض النووي عن بقية الخلايا، فإنه من الضروري لجزيئات أخرى كـ(الحمض النووي الريبوزي – RNA) أن تتنقل داخل وخارج الخلية. وتوجد قنوات بروتينية تعرف بمسام الغشاء النووي، والتي تشكل فتحات في الغشاء الخلوي. وتحتوي النواة نفسها على سائل شبيه في تركيبته ووظيفته بالسيتوبلازم يطلق عليه السائل النووي البلازمي (النيوكلوبلازم)، وتتواجد في المنطقة بين النيوكلوبلازم والكروموسومات، وهي خيوط ملتصقة بالحمض النووي على المادة الوراثية. كما أن النواة لها تأثير مهم على كيفية استجابة الخلية للبيئة المحيطة.
يقوم الغشاء النووي بحماية الحمض النووي من الأضرار المحيطة به كالإنزيمات والجراثيم والأخطار المحتملة الناجمة عن الدهون والبروتينات وعمليات الأيض، وذلك لعدم وجود أي نسخ أخرى من الحمض النووي وبالتالي من الضروري جدًا أن يبقى آمنًا، لأن تعريض الحمض النووي لأحد المخاطر التي ذكرت قد يؤدي إلى حدوث خطأ في تصنيع البروتين.
ويقوم الغشاء النووي بإبقاء الخلايا المسؤولة عن ترجمة وإصلاح الحمض النووي بالقرب منه، وبخلاف ذلك ستقوم عضيات بالانتشار داخل الخلية وبالتالي قد لا تتم العملية بشكل صحيح. فبينما تتم عملية نسخ الحمض النووي -أي تحويل الحمض النووي إلى سلسلة متكاملة من الحمض النووي الريبوزي- في النواة، فإن عملية ترجمته -أي إنتاج البروتين من سلسلة الحمض الريبوزي- تتم في السيتوبلازم. فإذا لم يكن هناك فاصل بين عمليتي النسخ والترجمة فمن المحتمل أن يحول الحمض النووي الريبوزي بطريقة غير صحيحة منتجًا بروتين قد يكون خطيرًا.
النوية:
تعد النوية مكونًا صغيرًا يتواجد داخل النواة، كما أنه ليس مرتبطًا بغشاء وبالتالي فإنها لا تعتبر عضية.
الشبكة الإندوبلازمية:
الشبكة الاندوبلازمية
في الواقع يوجد نوعان من الشبكات الإندوبلازمية داخل الخلية: الشبكة الإندوبلازمية الباطنة الملساء، والشبكة الإندوبلازمية الباطنة الخشنة. تعد الشبكة الإندوبلازمية الباطنة الخشنة مركزًا لتصنيع البروتين بينما تعد الشبكة الإندوبلازمية الملساء مركزًا لإنتاج السوائل والدهون.
الشبكة الإندوبلازمية الخشنة:
سميت بهذا الاسم نظرًا لأن سطحها مرصع بالرايبوسومات، كالعضيات المسؤولة عن إنتاج البروتين. عندما يجد الرايبوسوم جزءًا من الحمض النووي الريبوزي يقوم هذا الجزء بتوجيه الرايبوسومات للذهاب إلى الشبكة الإندوبلازمية الخشنة لتغرس نفسها، ويدخل البروتين الذي أُنتج من هذا الجزيء إلى تجويف الشبكة الخشنة، وهناك تُربط مع عضيات -في معظم الأحيان كربوهيدرات- من خلال عملية يطلق عليها اسم ارتباط الغليكوزيل، والتي تحدد نوع البروتين لينتقل إلى جهاز جولجي.
الشبكة الإندوبلازمية الباطنة الملساء:
تعد هذه الشبكة مسؤولةً عن إنتاج الدهون والهرمونات الستيرويدية، وتقوم بتصنيع الدهون وتخزين الطاقة وتصنيع الأغشية والتواصل، بما أن الستيرويدات تعمل كالهرمونات.
كما تعمل أيضًا على تخليص الخلية من السموم.
جهاز جولجي:
سبق وقمنا بمناقشة جهاز جولجي عندما ذكرنا الشبكة الإندوبلازمية الخشنة. بينما تعد الشبكة الإندوبلازمية مسؤولةً عن الإنتاج، فإن جهاز جولجي عبارة عن بريد يقوم بإرسال/ نقل ما صنع، فهو مسؤول عن نقل البروتينات من الشبكة الإندوبلازمية الخشنة إلى الحويصلات ذات الغشاء -وهي عبارة عن حجرات مكونة من طبقة ثنائية الدهن تُخزن العضيات داخلها- والتي بدورها تنقله لغشاء الخلية، ومن ثم تندمج الحويصلات مع طبقة الدهون الثنائية الأكبر للخلية، لتصبح مكونات الحويصلات جزءًا من الخلية أو غشاء الخلية أو تنقل إلى خارج الخلية.
يختلف مصير العضيات عند دخولها جهاز جولجي وذلك يحدد عن طريق ربط البروتين بجزيئات سكرية خاصة، والذي الذي بدوره ينقل العضيات إلى ٤ أقسام:
السيتوسول:
تُرسَل البروتينات التي دخلت جهاز جولجي عن طريق الخطأ إلى السيتوسول.
غشاء الخلية:
تُصنَع البروتينات المتجهة إلى غشاء الخلية بشكل مستمر، وما إن تصنع الحويصلات فإنها تتجه إلى غشاء الخلية ومن ثم تندمج به. كما تُعِد العضيات الموجودة في هذه الطريق قنوات للبروتينات التي بدورها تسمح بتنقل العضيات داخل وخارج الخلية، والتي تعرف أيضًا بمعرفات الخلايا، فتتجه خارج الخلية وتتعرف على الخلايا.
الإفرازات:
تفرز بعض البروتينات خارج الخلية لتقوم بوظيفتها في أعضاء أخرى في الجسم. كما تجمع هذه الحويصلات قبل دمجها بغشاء الخلية وتتطلب هذه العملية إشارةً كيميائيةً لبدئها، وبهذه الطريقة تنقل هذه الأجزاء إذا دعت الحاجة.
اليحلول أو الجسيم الحال: يعد الجسيم الحال المحطة الأخيرة للبروتينات المرسلة من جهاز جولجي، كما تحتوي هذه الحويصلات المرسلة لهذا العضي الحامضي على إنزيمات تقوم بتحليل مكونات الجسيم الحال.
الجسيم الحال:
يعد مركز إعادة التدوير، وهو عبارة عن أغلفة ممتلئة بإنزيمات جاهزة لتحليل أي مادة تعبر من خلال الغشاء الخلوي حتى تقوم الخلية بإعادة استخدامها، كما أن هذه الإنزيمات المعرفة تعمل بدقة في بيئة حامضية وتكون غير نشطة في بيئة معتدلة أو قاعدية، ويعد هذا نوعًا من أنواع الحماية للخلية، ففي حال حدوث تسريب للإنزيمات أو انفجار تصبح غير نشطة.
الجسيم التأكسدي:
تقوم هذه الجسيمات التأكسدية بنفس عمل الجسيمات الحالة فيما يتعلق بتحليل محتوى الخلية، ولكن تختلف عنها بأن الجسيمات الحالة تقوم بإزالة البروتين بينما تعد الجسيمات التأكسدية مسؤولةً عن تفكيك الجزيئات الدهنية في الخلية، كما تقوم بحماية الخلية من مركبات الأكسجين التفاعلية التي تضر الخلية بشدة.
تعد الأيونات والبيروكسيدات أمثلةً على هذه المركبات التي تعد منتجًا ثانويًا من عملية الأيض الطبيعية، بالإضافة إلى الإشعاعات والسجائر والمخدرات منتجةً ما يعرف بـ العناصر المؤكسدة التي قد تؤدي إلى تدمير الحمض النووي في الخلية والعضيات المسؤولة عن الدهون وغشاء الخلية، وهذا السبب وراء حاجتنا لمضادات الأكسدة في حميتنا الغذائية.
الميتوكوندريا أو المتقدرات:
كما أن المصنع بحاجة للكهرباء ليعمل فإن الخلية بحاجة إلى طاقة.
يعد الأدينوسين ثلاثي الفوسفات مصدرًا للطاقة في الخلية وينتج من خلال عملية تعرف بالتنفس الخلوي، تبدأ في السيتوبلازم وتستكمل في الميتوكوندريا.
تفصل بين الميتوكوندريا والسيتوبلازم طبقة دهنية ثنائية وتعرف بغشاء الميتوكوندريا الداخلي والخارجي، وبعدها يأتي ما يعرف بالنسيج ما بين الخلايا، إذ ترسل البيروفات بعد إنتاجها من عملية تحطيم الجلوكوز، ويعرف بالحيز بين الغشائي ويعتبر وسطًا حامضيًا.
الهيكل الخلوي:
هو عبارة عن شبكة من البروتين قابعة داخل السيتوبلازم، وتعد مسؤولةً عن حركة الخلية ومرونتها، ومن محتوياتها الأساسية: الأنبوبات الميكروية، والشعيرات الوسطية، والخيوط الدقيقة.
الأنبوبات الميكروية:
هي عبارة عن أنابيب صغيرة مكونة من بروتين التيوبلين. كما توجد هذه الأنابيب الصغيرة أيضًا بالأهداب والسياط وفي التراكيب المسؤولة عن حركة الخلية. تساعد في عبور الحويصلات الإفرازية من الخلية وتدخل في عملية انقسام الخلية.
الشعيرات الوسطية:
تعد أصغر من الأنبوبات الميكروية في الحجم وأكبر من الخيوط الدقيقة، كما تتكون من أنواع مختلفة من البروتين مثل الكيراتين والخيوط العصبية.
تعد هذه الخلايا مستقرةً وتساهم في إعطاء شكل الغشاء للنواة والعضيات المثبتة.
الشعيرات الدقيقة:
تعد أصغر جزء في الهيكل الخلوي وتتكون من الأكتين الذي يعد مادةً قويةً مرنةً تساعد في حركة الخلية.
صفائح الدم والنباتات:
لقد قمنا في هذا المقال بمناقشة جميع العضيات التي تحتويها الخلايا حقيقية النوى ولكن هذه العضيات غير موجودة في جميع الخلايا، فمثلًا تحتوي خلايا النباتات على ما يعرف بـ صانعات اليخضور وعضيات تشبه الميتوكوندريا مسؤولة عن تحويل أشعة الشمس إلى طاقة، وعلى صعيد آخر فهي تساهم في عملية التخثر كما أنها لا تحتوي على نواة، وهي في الحقيقة بقايا من السيتوبلازم داخل غشاء الخلية.
الخلايا حقيقية النوى والبكتيريا والعتائق:
من المهم أن نعلم أن العضيات توجد في الخلايا حقيقية النوى فقط أما البكتيريا والبدائيات فتعد خلايا بدائية النوى، لا تحتوي على عضيات مرتبطة بالغشاء داخلها.
اقرأ ايضًا
كيف يكون انتحار الخلية جزءًا أساسيًا لاستمرار الحياة؟
علماء ينجحون بتحويل خلية اصطناعية بدائية إلى مواد بيولوجية معقدة التركيب
ترجمة سارة دعباس – تدقيق علي فرغلي
