عضيات الخلايا في الخلايا الحيوانية والخضروات (الخصائص والوظائف)
العضيات الخلوية هي الهياكل الداخلية التي تتكون منها الخلايا - في شكل "أعضاء صغيرة" - تؤدي وظائف استهلاك الطاقة والتمثيل الغذائي والتركيب الصناعي والإنتاجية واستهلاك الطاقة.
وترد هذه الهياكل في السيتوبلازم الخلوي وبصفة عامة ، تتكون جميع الخلايا حقيقية النواة من مجموعة أساسية من العضيات داخل الخلايا. يمكن التمييز بين هذه الأغشية (غشاء البلازما الحالي) وغير الغشائي (نقص غشاء البلازما).
كل عضية لها مجموعة من البروتينات الحصرية التي توجد عادة في الغشاء أو داخل العضية.
هناك عضيات مسؤولة عن توزيع ونقل البروتينات (الليزوزومات) ، والبعض الآخر يؤدي وظائف التمثيل الغذائي والطاقة الحيوية (البلاستيدات الخضراء ، والميتوكوندريا والبيروكسيسومات) ، والبنية وحركة الخلية (الخيوط والأنسجة الدقيقة) ، وهي جزء من السطح الخلوية (غشاء البلازما وجدار الخلية).
تفتقر الخلايا بدائية النواة إلى عضيات غشائية ، بينما في الخلايا حقيقية النواة نجد كلا النوعين من العضيات. يمكن تصنيف هذه الهياكل أيضًا حسب الوظيفة التي تؤديها في الخلية.
العضيات: غشائية وليست غشائية
عضيات غشائية
تحتوي هذه العضيات على غشاء بلازما يسمح بفصل البيئة الداخلية لسيتوبلازم الخلية. يقدم الغشاء أشكالًا حويصلية وأنبوبية ويمكن طيه كما هو الحال في الشبكة الإندوبلازمية الملساء أو مطوية في العضيات كما في الميتوكوندريا.
يسمح هذا التنظيم للغشاء البلازمي في العضيات بزيادة مساحته السطحية وأيضًا تشكيل أجزاء فرعية داخل الخلايا حيث يتم تخزين أو إفراز مواد مختلفة مثل البروتينات.
بين العضيات ذات الغشاء نجد ما يلي:
- غشاء الخلية ، الذي يحدد الخلية وغيرها من العضيات الخلوية.
- الشبكة الإندوبلازمية الخام (RER) ، حيث يحدث تخليق البروتين وتعديل البروتينات المركبة حديثًا.
شبكية اندوبلازمية ناعمة (REL) ، حيث يتم تصنيع الدهون والمنشطات.
- جهاز جولجي ، يعدل ويعد البروتينات والدهون للنقل.
- الإندوسومات ، والمشاركة في الإندوسيت ، وكذلك تصنيف وإعادة توجيه البروتينات إلى وجهاتها النهائية.
- الليزوزومات ، تحتوي على إنزيمات هضمية وتشارك في البلعمة.
- تقوم جزيئات النقل بنقل المواد والمشاركة في التعرق وإفراز الخلايا.
- الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء ، تنتج ATP من خلال تزويد الخلية بالطاقة.
- بيروكسيسومات ، تشارك في إنتاج وتدهور H 2 O 2 والأحماض الدهنية.
عضيات غير غشائية
لا تحتوي هذه العضيات على غشاء بلازما يحددها ، وفيها يتم تجميع البروتينات الحصرية بشكل عام في البوليمرات التي تشكل جزءًا من العناصر الهيكلية للهياكل الخلوية.
من بين العضيات السيتوبلازمية غير الغشائية نجد:
- الجزيئات الصغيرة ، التي تشكل الهيكل الخلوي بالتزامن مع خيوط الأكتين الدقيقة والشعيرات الوسيطة.
- الأفلام ، هي جزء من الهيكل الخلوي وتصنف إلى خيوط صغيرة وخيوط وسيطة.
- سينتريولوس ، الهياكل الأسطوانية التي تستمد منها الأجسام القاعدية للأهداب.
- ريبوسومات ، تشارك في تخليق البروتين وتتكون من الريبوسوم RNA (RNAr).
العضيات في الخلايا الحيوانية
تقوم الحيوانات بأنشطة يومية للحماية والتغذية والهضم والحركة والتكاثر وحتى الموت. يتم تنفيذ العديد من هذه الأنشطة أيضًا داخل الخلايا التي تتكون منها هذه الكائنات ، وتلعبها العضيات الخلوية التي تتكون منها الخلية.
بشكل عام ، كل خلايا الكائن الحي لها نفس التنظيم وتستخدم آليات مماثلة للقيام بجميع أنشطتها. ومع ذلك ، قد تتخصص بعض الخلايا في وظيفة واحدة أو عدة وظائف تختلف عن غيرها لأنها تحتوي على عدد أو حجم أكبر من الهياكل أو مناطق معينة من الخلايا.
يمكن التمييز بين منطقتين أو مقصورتين رئيسيتين داخل الخلايا: النواة ، والتي هي أبرز عضوي للخلايا حقيقية النواة ، والسيتوبلازم الذي يحتوي على العضيات الأخرى وبعض الادراج في مصفوفة السيتوبلازم (مثل المذاب والجزيئات العضوية).
جوهر
النواة هي أكبر عضوي في الخلية وتمثل أبرز سمات الخلايا حقيقية النواة ، كونها تميزها عن الخلايا بدائية النواة. يتم تحديده بشكل جيد من قبل اثنين من الأغشية أو المغلفات النووية التي تحتوي على المسام. داخل النواة يوجد الحمض النووي على شكل كروماتين (مكثف ومراخي) والنواة.
تتيح الأغشية النووية عزل الجزء الداخلي من نواة السيتوبلازم الخلوي ، بالإضافة إلى كونها بنية ودعم عضوي. يتكون هذا الظرف من غشاء خارجي وآخر داخلي. تتمثل وظيفة الغلاف النووي في منع مرور الجزيئات بين الداخل النووي والسيتوبلازم.
تسمح مجمعات المسام الموجودة في الأغشية النووية بالمرور الانتقائي للبروتينات والحمض النووي الريبي (RNAs) ، مع الحفاظ على استقرار التركيب الداخلي للنواة وأيضًا أداء الأدوار الرئيسية في تنظيم التعبير الجيني.
في هذه العضيات يتم احتواء الجينوم الخلوي ، والسبب وراء كونه بمثابة مخزن للمعلومات الوراثية للخلية. يحدث نسخ الحمض النووي الريبي ومعالجته وتكرار الحمض النووي داخل النواة ، وتحدث الترجمة فقط خارج هذا العضوي.
غشاء البلازما
الغشاء البلازمي أو الخلوي عبارة عن هيكل يتكون من طبقتين من الدهون الأمفيباتية ، مع جزء مسعور ومحبب للماء (طبقة ثنائية شحمية) وبعض البروتينات (غشاء ومتكاملات محيطية). هذا الهيكل ديناميكي ويشارك في مختلف العمليات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية للخلايا.
غشاء البلازما هو المسؤول عن الحفاظ على الداخلية الخلوية المتوسطة المحيطة معزولة. إنه يتحكم في مرور جميع المواد والجزيئات التي تدخل الخلية وتتركها من خلال آليات مختلفة مثل الانتشار البسيط (لصالح التدرج المركب) ، والنقل النشط ، حيث تكون بروتينات النقل مطلوبة.
الشبكة الإندوبلازمية الخام
تتكون الشبكة الإندوبلازمية من شبكة من الأنابيب والأكياس (الصهاريج) محاطة بغشاء يمتد من النواة (الغشاء النووي الخارجي). كما أنها واحدة من أكبر عضيات الخلايا.
تحتوي الشبكة الإندوبلازمية الخشنة (RER) على عدد كبير من الريبوسومات على سطحها الخارجي وتحتوي أيضًا على حويصلات تمتد إلى جهاز جولجي. وهي تشكل نظام تخليق البروتين للخلية. تنتقل البروتينات المركبة إلى صهاريج RER حيث يتم تحويلها وتجميعها ونقلها.
تحتوي الخلايا الإفرازية وتلك التي تحتوي على كمية كبيرة من غشاء البلازما ، مثل الخلايا العصبية ، على شبكية اندوبلازمية متطورة. الريبوسومات التي تشكل RER هي المسؤولة عن تخليق البروتينات والإفرازات البروتينية التي تشكل بنى خلوية أخرى مثل الليزوزومات ، جهاز Golgi والأغشية.
السلس الشبكة الإندوبلازمية
وتشارك الشبكة الإندوبلازمية الملساء (REL) في تخليق الدهون وتفتقر إلى الريبوسومات المرتبطة بالغشاء. وهو يتألف من أنابيب قصيرة تميل إلى أن يكون لها هيكل أنبوبي. يمكن فصله عن RER أو أن يكون امتدادًا له.
وقد وضعت الخلايا المرتبطة تخليق الدهون وإفراز الستيرويد REL للغاية. يتدخل هذا الجسم العضوي أيضًا في عمليات إزالة السموم وإقران المواد الضارة ، التي يتم تطويرها بشكل كبير في خلايا الكبد.
لديهم الإنزيمات التي تعدل المركبات الكارهة للماء مثل المبيدات الحشرية والمواد المسببة للسرطان ، وتحويلها إلى منتجات قابلة للذوبان في الماء التي تتحلل بسهولة.
جهاز جولجي
في جهاز Golgi يتم استلام البروتينات التي تم تصنيعها وتعديلها في الشبكة الإندوبلازمية. في هذه العضية ، يمكن أن تخضع هذه البروتينات لتعديلات أخرى يتم نقلها أخيرًا إلى الليزوزومات أو أغشية البلازما أو الموجهة للإفراز. يتم تصنيع البروتينات السكرية و sphingomyelin في جهاز Golgi.
يتكون هذا العضوي من بعض أنواع الأكياس المحاطة بالأغشية والمعروفة باسم الصهاريج ، ولها حويصلات مرتبطة بها. الخلايا التي تفرز البروتينات عن طريق خروج الخلايا وتلك التي توليف الأغشية والبروتينات المرتبطة بالأغشية لديها أجهزة Golgi نشطة للغاية.
هيكل ووظيفة جهاز Golgi له قطبية. يسمى الجزء الأقرب إلى RER شبكة cis-Golgi (CGN) وله شكل محدب. تدخل البروتينات من الشبكة الإندوبلازمية إلى هذه المنطقة لنقلها داخل العضيات.
يُكوّن مكدس Golgi المنطقة الوسطى من العضية ، حيث يتم تنفيذ أنشطة التمثيل الغذائي لهذا الهيكل. تُعرف المنطقة النضج في مجمع Golgi باسم شبكة عبر Golgi (TGN) ، ولها شكل مقعر وهي نقطة تنظيم وتوزيع البروتينات نحو وجهاتها النهائية.
الجسيمات الحالة
الليزوزومات هي عضيات تحتوي على إنزيمات قادرة على تحطيم البروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات والدهون. إنها أساسًا الجهاز الهضمي للخلايا ، حيث تتحلل البوليمرات البيولوجية التي يتم التقاطها من الخارج الخلوي ومنتجات الخلايا (البلعمة الذاتية).
على الرغم من أنها قد يكون لها أشكال وأحجام مختلفة ، وهذا يتوقف على المنتج الذي تم التقاطه للهضم ، إلا أن هذه العضيات هي فجوات كروية كثيفة بشكل عام.
يتم نقل الجسيمات التي تم التقاطها عن طريق التسمم الداخلي إلى الإندوسومات التي تنضج لاحقًا إلى الليزوزومات من خلال تجميع هيدروليات الحمض من جهاز جولجي. هذه hydrolases هي المسؤولة عن تحطيم البروتينات والأحماض النووية والسكريات والدهون.
جسيم تأكسدي
البيروكسيسومات عبارة عن عضيات صغيرة (أجسام مجهرية) ذات غشاء بلازما بسيط يحتوي على إنزيمات مؤكسدة (بيروكسيداز). تفاعل الأكسدة الذي تقوم به هذه الإنزيمات ينتج بيروكسيد الهيدروجين (H 2 O 2 ).
في هذه العضيات ، الكاتلاز مسؤول عن تنظيم وهضم H 2 O 2 ، والتحكم في تركيزه الخلوي. تحتوي خلايا الكبد والكلى على كميات مهمة من البيروكسيسومات ، وهي المراكز الرئيسية لإزالة السموم من الكائن الحي.
يتم تنظيم عدد البيروكسيسومات الموجودة في الخلية استجابةً للنظام الغذائي ، واستهلاك أدوية معينة واستجابة لمحفزات هرمونية مختلفة.
الميتوكوندريا
تحتوي الخلايا التي تستهلك وتولد كميات كبيرة من الطاقة (مثل خلايا العضلات المخططة) على كميات وفيرة من الميتوكوندريا. تلعب هذه العضيات دورًا مهمًا في إنتاج الطاقة الأيضية في الخلايا.
فهي مسؤولة عن إنتاج الطاقة في شكل ATP من تدهور الكربوهيدرات والأحماض الدهنية ، من خلال عملية الفسفرة المؤكسدة. كما يمكن وصفها بأنها مولدات طاقة متنقلة قادرة على الحركة في الخلية ، مما يوفر الطاقة اللازمة.
تتميز الميتوكوندريا بحمضها النووي ويمكن أن تشفر RNAt ، الرنا الريباسي وبعض البروتينات الميتوكوندريا. تتم ترجمة معظم بروتينات الميتوكوندريا إلى ريبوزومات ونقلها إلى الميتوكوندريا عن طريق عمل إشارات محددة.
يتضمن تجميع الميتوكوندريا البروتينات المشفرة بواسطة جينومها ، والبروتينات الأخرى المشفرة في الجينوم النووي والبروتينات المستوردة من السيتوسول. يزداد عدد هذه العضيات بالتقسيم أثناء الواجهة ، على الرغم من أن هذه الأقسام غير متزامنة مع دورة الخلية.
ريبوسوم
الريبوسومات هي عضيات صغيرة تشارك في تخليق البروتين. وتتكون هذه من وحدتين فرعيتين متراكبتين واحدة فوق الأخرى ، تحتوي على بروتينات ورنا. أنها تلعب دورا هاما في بناء سلاسل polypeptide أثناء الترجمة.
يمكن العثور على الريبوسومات مجانا في السيتوبلازم أو المرتبطة بالشبكة الإندوبلازمية. من خلال المشاركة الفعالة في تخليق البروتين ، ترتبط بواسطة مرنا في سلاسل تصل إلى خمسة ريبوسومات تسمى polyribosomes. تحتوي الخلايا المتخصصة في تخليق البروتين على كميات كبيرة من هذه العضيات.
العضيات في الخلايا النباتية
معظم العضيات الموصوفة سابقًا (النواة ، الشبكة الإندوبلازمية ، جهاز جولجي ، الريبوسومات ، غشاء البلازما والبيروكسيسومات) هي جزء من الخلايا النباتية ، حيث تؤدي بشكل أساسي نفس الوظائف كما في الخلايا الحيوانية.
العضيات الرئيسية في الخلايا النباتية ، والتي تميزها عن غيرها من الكائنات الحية هي البلاستيدات ، الفجوات وجدار الخلية. هذه العضيات محاطة بغشاء السيتوبلازم.
جدار الخلية
جدار الخلية عبارة عن شبكة سكرية موجودة في جميع الخلايا النباتية تقريبًا. إنه يلعب دورًا مهمًا في التبادل الخلوي للمواد والجزيئات وفي دوران المياه على مسافات مختلفة.
تتكون هذه التركيبة من السليلوز ، hemicelluloses ، البكتين ، اللجنين ، السوبيرين ، البوليمرات الفينولية ، الأيونات ، الماء والعديد من البروتينات الإنزيمية والإنشائية. ينشأ هذا الجسم العضوي في حركة خلوية عن طريق إدخال اللوحة الخلوية ، وهو قسم يتكون من اندماج حويصلات جولجي في وسط الشكل الانقسامي.
يتم تصنيع السكريات المعقدة في جدار الخلية في جهاز Golgi. لا يوفر جدار الخلية ، المعروف أيضًا باسم المصفوفة خارج الخلية (ECM) ، صلابة وأشكال محددة للخلية فحسب ، بل يشارك أيضًا في عمليات مثل نمو الخلايا والتمايز والتشكل والاستجابات للمنبهات البيئية.
فجوات
الفجوات هي واحدة من أكبر العضيات الموجودة في الخلايا النباتية. وهي محاطة بغشاء بسيط وهي على شكل أكياس ، وتخزين المياه والمواد الاحتياطية مثل النشا والدهون أو مواد النفايات والأملاح. وهي تتألف من الإنزيمات المائية.
أنها تتدخل في عمليات exocytosis و endocytosis. تدخل البروتينات المنقولة من جهاز جولجي إلى الفجوات ، التي تتولى وظيفة الجسيمات. كما أنهم يشاركون في الحفاظ على ضغط الحمض والتوازن التناضحي.
البلاستيدات
البلاستيدات هي عضيات محاطة بغشاء مزدوج. يتم تصنيفها في البلاستيدات الخضراء ، الأميلوبلاستات ، البلاستيدات الخضراء ، البلايمينات الأوليمينية ، البلاستيدات البروتينية ، البروبلاستيدات والإيوبلاستوس.
هذه العضيات شبه مستقلة ، لأنها تحتوي على جينوم خاص به يعرف باسم النيوكليويد في مصفوفة العضد أو السدى ، بالإضافة إلى آلية للتكرار والنسخ والترجمة.
تؤدي البلاستيدات وظائف مختلفة في الخلايا النباتية ، مثل توليف المواد وتخزين المواد الغذائية والأصباغ.
أنواع البلاستيدات
تعتبر البلاستيدات الخضراء أهم البلاستيدات. وهي من أكبر العضيات للخلايا وتوجد في مناطق مختلفة داخلها. وهي موجودة في الأوراق الخضراء والأنسجة ، التي تحتوي على الكلوروفيل. تشارك في القبض على الطاقة الشمسية وتثبيت الكربون في الغلاف الجوي في عملية التمثيل الضوئي.
تم العثور على الأميلوبلاست في الأنسجة الاحتياطية. إنهم يفتقرون إلى الكلوروفيل ومليئين بالنشا ، ويعملون كمخزن لهم وكذلك في غطاء الجذر الذي يشاركون فيه في الإدراك الجاذبية.
- يقوم Chromoplasts بتخزين أصباغ تسمى الكاروتينات ، والتي ترتبط باللونين البرتقالي والأصفر لأوراق الخريف والزهور والفواكه.
- أولينوبلاستوس يخزن الزيوت بينما يخزن البروتينيوم البروتينات.
- البروبلاستيديوس عبارة عن بلاستيديا صغيرة موجودة في الخلايا الموريستمية للجذور والسيقان. وظيفتها ليست واضحة للغاية ، على الرغم من أنه يعتقد أنها سلائف من البلاستيدات الأخرى. يرتبط إصلاح البروبلاستيكيا بإعادة التمايز لبعض البلاستيدات الناضجة.
-الأيتوبلاستوس في نباتات نباتية تزرع في الظلام. عندما تتعرض للضوء ، فإنها تتمايز بسرعة إلى البلاستيدات الخضراء.
