وزارة التعليم والعلوم
MBOU "المدرسة الثانوية الأكاديمية"
خلاصة
عضيات الخلايا الغشائية
الموضوع: علم الأحياء
إجراء:
طالب في الصف العاشر
كوزمينا اناستازيا
مشرف:
تومسك 2014
مقدمة. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
أنواع العضيات حسب الهيكل. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
أنواع عضيات الغشاء. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
الشبكة الأندوبلازمية. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4
جهاز جولجي (معقد). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
الجسيمات المحللة. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5
الفجوات. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
فجوات الخلية. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-6
البلاستيدات. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-7
الميتوكوندريا. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
خاتمة. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
الأدب. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
مقدمة
العضيات (من الكلمة اليونانية أورجانون - الأداة والعضو والأيدوس - النوع والشبه) العضيات هي هياكل فوق جزيئية من السيتوبلازم تؤدي وظائف محددة، والتي بدونها يكون نشاط الخلية الطبيعي مستحيلاً.
العضيات الغشائية هي هياكل مجوفة تتكون جدرانها من غشاء مفرد أو مزدوج.
غشاء واحد: الشبكة الإندوبلازمية، مجمع جولجي، الجسيمات الحالة، الفجوات . تشكل هذه العضيات نظامًا داخل الخلايا لتخليق المواد ونقلها.
غشاء مزدوج: الميتوكوندريا والبلاستيدات
الشبكة الأندوبلازمية
EPS عبارة عن عضية ذات غشاء واحد تتكون من تجاويف وأنابيب متصلة ببعضها البعض. ترتبط الشبكة الإندوبلازمية هيكلياً بالنواة: ويشكل الغشاء الممتد من الغشاء الخارجي للنواة الجدران الشبكة الأندوبلازمية. يعتبر EPS أكثر سمة من سمات الخلايا حقيقية النواة (أي تلك التي تحتوي على نواة).
هناك نوعان من EPS، متوفران في كل من النبات و خلية حيوانية:
· خشن (حبيبي)
ناعم (حبيبي)
على الأغشية XPS الخامهناك العديد من الحبيبات الصغيرة - الريبوسومات، والعضيات الخاصة التي يتم من خلالها تصنيع البروتينات، والتي تخترق بعد ذلك إلى الداخل ويمكن أن تتحرك عبر التجاويف إلى أي مكان في الخلية.
بناء:
الفجوات
الريبوسومات
السجلات
تجاويف داخلية
على الأغشية EPS على نحو سلسلا توجد ريبوسومات، ولكن هناك إنزيمات تصنع الكربوهيدرات والدهون. بعد التوليف، يمكن للكربوهيدرات والدهون التحرك على طول أغشية الشبكة الإندوبلازمية إلى أي مكان في الخلية.
تعتمد درجة تطور نوع EPS على تخصص الخلية.
يتم تطوير ER الحبيبي بشكل أفضل في الخلايا التي تصنع هرمونات البروتين
EPS الحبيبي في الخلايا التي تصنع مواد شبيهة بالدهون.
وظائف إبس:
· تركيب المواد.
· وظيفة النقل. ومن خلال تجاويف الشبكة العصبية، تنتقل المواد المصنعة إلى أي مكان في الخلية.
مجمع جولجي
مجمع جولجي (ديكتيوسوم) عبارة عن كومة من الأكياس الغشائية المسطحة تسمى الصهاريج. الخزانات معزولة تمامًا عن بعضها البعض وغير متصلة ببعضها البعض. على طول حواف الخزانات تتفرع العديد من الأنابيب والفقاعات. من وقت لآخر، يتم فصل الفجوات (الحويصلات) التي تحتوي على مواد مركبة عن EPS، والتي تنتقل إلى مجمع جولجي وتتصل به. المواد التي يتم تصنيعها في ER تصبح أكثر تعقيدًا وتتراكم في مجمع جولجي.
· في خزانات مجمع جولجي، يحدث المزيد من التحول الكيميائي ومضاعفات المواد الواردة من EPS. على سبيل المثال، يتم تشكيل المواد اللازمة لتجديد غشاء الخلية (البروتينات السكرية، الدهون السكرية) والسكريات.
· في مجمع جولجي، تتراكم المواد ويتم "تخزينها" بشكل مؤقت
· يتم "تعبئة" المواد المتكونة في حويصلات (فجوات) وتتحرك بهذا الشكل في جميع أنحاء الخلية.
· تتشكل الليزوزومات (عضيات كروية تحتوي على إنزيمات هاضمة) في مجمع جولجي.
· إزالة الإفرازات (الهرمونات، الإنزيمات) من الخلايا
الجسيمات المحللة
("التحلل" - التفكك والانحلال)
الليزوزومات عبارة عن عضيات كروية صغيرة، تتكون جدرانها من غشاء واحد؛ تحتوي على إنزيمات تحللية (متحللة). أولاً، تحتوي الليزوزومات المنفصلة عن مجمع جولجي على إنزيمات غير نشطة. في ظل ظروف معينة، يتم تنشيط إنزيماتها. عندما يندمج الليزوزوم مع فجوة البلعمة أو الخلية، يتم تشكيل فجوة هضمية، حيث يحدث الهضم داخل الخلايا للمواد المختلفة.
وظائف الليزوزومات:
1. تقوم بتكسير المواد الممتصة نتيجة البلعمة واحتساء الخلايا. يتم تقسيم البوليمرات الحيوية إلى مونومرات تدخل الخلية وتستخدم لتلبية احتياجاتها. على سبيل المثال، يمكن استخدامها لتجميع الجديد المواد العضويةأو يمكن تفكيكها لإنتاج الطاقة.
2. تدمير العضيات القديمة والتالفة والزائدة عن الحاجة. يمكن أن يحدث انهيار العضيات أيضًا أثناء تجويع الخلايا.
3. إجراء التحلل الذاتي (تقسيم) الخلية (ارتشاف الذيل في الضفادع الصغيرة، وتسييل الأنسجة في منطقة الالتهاب، وتدمير خلايا الغضروف في عملية التكوين أنسجة العظاموإلخ.).
الفجوات
الفجوات هي عضيات كروية ذات غشاء واحد وهي عبارة عن خزانات للمياه والمواد الذائبة فيها.
(حويصلات منفصلة عن ER ومجمع Golgi).
فجوات: بلعمية،
محصور,
الفجوات الهضمية
فجوات الخلية
فجوات الخلايا الحيوانية صغيرة ومتعددة، لكن حجمها لا يتجاوز 5% من الحجم الكلي للخلية.
وظائف الفجوات في الخلية الحيوانية:
نقل المواد في جميع أنحاء الخلية،
· تنفيذ العلاقة بين العضيات.
في الخلية النباتية، تمثل الفجوات ما يصل إلى 90٪ من الحجم. في ناضجة الخلية النباتيةفجوة واحدة، تحتل موقف مركزي. غشاء فجوة الخلية النباتية هو البلاستيدات اللونية، ومحتوياته عبارة عن عصارة الخلية.
وظائف الفجوات في الخلية النباتية:
الحفاظ على غشاء الخلية في التوتر،
تراكم المواد المختلفة، بما في ذلك النفايات نشاط الخلية,
· إمداد المياه لعمليات التمثيل الضوئي.
قد تحتوي عصارة الخلية على:
المواد الاحتياطية التي يمكن أن تستخدمها الخلية نفسها ( الأحماض العضويةوالأحماض الأمينية والسكريات والبروتينات).
المواد التي تتم إزالتها من استقلاب الخلية وتتراكم في الفجوات (الفينولات والعفص والقلويدات وما إلى ذلك)
الهرمونات النباتية ، المبيدات النباتية ،
الأصباغ (الأصباغ) التي تعطي عصارة الخلية اللون الأرجواني، والأحمر، والأزرق، والبنفسجي، وأحيانًا الأصفر أو الكريمي. إن أصباغ عصارة الخلايا هي التي تلون بتلات الزهور والفواكه والجذور.
البلاستيدات
تحتوي الخلايا النباتية على عضيات خاصة ذات غشاء مزدوج - البلاستيدات. هناك 3 أنواع من البلاستيدات: البلاستيدات الخضراء، البلاستيدات الملونة، البلاستيدات البيضاء.
تحتوي البلاستيدات الخضراء على غلاف مكون من غشائين. الغلاف الخارجيأملس، ويشكل الجزء الداخلي العديد من الحويصلات (الثيلاكويدات). كومة من الثايلاكويدات عبارة عن جرانا. الحبيبات متداخلة من أجل اختراق أفضل ضوء الشمس. تحتوي أغشية الثايلاكويد على جزيئات من صبغة الكلوروفيل الخضراء، لذلك تحتوي البلاستيدات الخضراء على اللون الاخضر. يحدث التمثيل الضوئي بمساعدة الكلوروفيل. هكذا، الوظيفة الأساسيةالبلاستيدات الخضراء - تقوم بعملية التمثيل الضوئي.
تمتلئ المسافة بين الحبوب بالمصفوفة. تحتوي المصفوفة على الحمض النووي، والحمض النووي الريبي (RNA)، والريبوسومات (صغيرة، مثل تلك الموجودة في بدائيات النوى)، وقطرات الدهون، وحبوب النشا.
البلاستيدات الخضراء، مثل الميتوكوندريا، هي عضيات شبه مستقلة في الخلية النباتية، حيث يمكنها تصنيع البروتينات الخاصة بها بشكل مستقل وتكون قادرة على الانقسام بغض النظر عن انقسام الخلايا.
البلاستيدات الملونة هي بلاستيدات ذات لون أحمر أو برتقالي أو أصفر. يتم تلوين البلاستيدات الملونة بواسطة أصباغ كاروتينويد الموجودة في المصفوفة. الثايلاكويدات ضعيفة التطور أو غائبة تمامًا. الوظيفة الدقيقة للكروموبلاست غير معروفة. ربما يجذبون الحيوانات إلى الثمار الناضجة.
البلاستيدات البيضاء هي بلاستيدات عديمة اللون توجد في خلايا الأنسجة عديمة اللون. الثايلاكويدات غير متطورة. تتراكم الكريات البيض النشا والدهون والبروتينات.
يمكن أن تتحول البلاستيدات بشكل متبادل إلى بعضها البعض: البلاستيدات البيضاء - البلاستيدات الخضراء - البلاستيدات الخضراء.
الميتوكوندريا
الميتوكوندريا عبارة عن عضية ذات غشاءين شبه مستقلة تقوم بتصنيع ATP.
ويتنوع شكل الميتوكوندريا، فقد تكون على شكل قضيب، أو خيطية، أو كروية. تتكون جدران الميتوكوندريا من غشاءين: خارجي وداخلي. الغشاء الخارجي أملس، والداخلي يشكل طيات عديدة - cristas.يحتوي الغشاء الداخلي على العديد من المجمعات الإنزيمية التي تقوم بتخليق ATP.
طي الغشاء الداخلي لديه أهمية عظيمة. يمكن العثور على عدد أكبر من مجمعات الإنزيمات على سطح مطوي مقارنة بالسطح الأملس. يمكن أن يتغير عدد الطيات في الميتوكوندريا اعتمادًا على احتياجات الطاقة للخلايا. إذا كانت الخلية بحاجة إلى الطاقة، فإن عدد الأعراف يزداد. وبناءً على ذلك، يزداد عدد مجمعات الإنزيمات الموجودة على العرف. ونتيجة لذلك، سيتم إنتاج المزيد من ATP. وبالإضافة إلى ذلك، قد تزيد الخلية المجموعالميتوكوندريا. إذا كانت الخلية لا تحتاج إلى كمية كبيرة من الطاقة، فإن عدد الميتوكوندريا في الخلية يتناقص وعدد الأعراف داخل الميتوكوندريا.
تمتلئ المساحة الداخلية للميتوكوندريا بمادة متجانسة غير هيكلية (مصفوفة). تحتوي المصفوفة على جزيئات دائرية من DNA و RNA وريبوسومات صغيرة (كما هو الحال في بدائيات النوى). يحتوي DNA الميتوكوندريا على معلومات حول بنية بروتينات الميتوكوندريا. يقوم الحمض النووي الريبي (RNA) والريبوسومات بتنفيذ تخليقهما. ريبوسومات الميتوكوندريا صغيرة، وبنيتها تشبه إلى حد كبير ريبوسومات البكتيريا.
تسمى الميتوكوندريا شبه مستقلةالعضيات. وهذا يعني أنهم يعتمدون على الخلية، ولكن في الوقت نفسه يحتفظون ببعض الاستقلال. على سبيل المثال، تقوم الميتوكوندريا بتصنيع البروتينات الخاصة بها، بما في ذلك إنزيمات مجمعاتها الإنزيمية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للميتوكوندريا أن تتكاثر عن طريق الانشطار بشكل مستقل عن انقسام الخلايا.
خاتمة
الأدب
1. http://ppt4web. رو/
2. http://biofile. رو/بيو/5032.html
3. http://becmology. blogspot. ru/2011/04/blog-post_6850.html
4. http://ru. ويكيبيديا. ORG
5. http://biofile. رو/بيو/5091.html
6. http://www. فيدو. رو/bigencdic/
الأغشية البيولوجية الموجودة على حدود الخلية والفضاء خارج الخلية، وكذلك على حدود عضيات غشاء الخلية (الميتوكوندريا، الشبكة الإندوبلازمية، مجمع جولجي، الجسيمات الحالة، البيروكسيسومات، النواة، الحويصلات الغشائية) والعصارة الخلوية، هي مهم لعمل الخلية ليس فقط ككل، ولكن أيضًا لعضياتها. تحتوي أغشية الخلايا على تنظيم جزيئي مماثل بشكل أساسي. في هذا الفصل، يتم فحص الأغشية البيولوجية في المقام الأول باستخدام مثال الغشاء البلازمي (plasmolemma)، الذي يفصل الخلية عن البيئة خارج الخلية.
غشاء بلازمي
يتكون أي غشاء بيولوجي (الشكل 2-1) من الدهون الفوسفاتية (~50%) والبروتينات (حتى 40%). بكميات أقل، يحتوي الغشاء على الدهون الأخرى والكوليسترول والكربوهيدرات.
الفوسفوليبيدات.يتكون جزيء الفسفوليبيد من جزء قطبي (محب للماء) (رأس) وذيل هيدروكربوني مزدوج قطبي (كاره للماء). في الطور المائي، تتجمع جزيئات الفسفوليبيد تلقائيًا من الذيل إلى الذيل، لتشكل إطار الغشاء البيولوجي (الشكل 2-1 و2-2) على شكل طبقة مزدوجة (طبقة ثنائية). وهكذا، في الغشاء، يتم توجيه ذيول الدهون الفوسفاتية (الأحماض الدهنية) إلى الطبقة الثنائية، ويتم توجيه الرؤوس التي تحتوي على مجموعات الفوسفات إلى الخارج.
السناجبتنقسم الأغشية البيولوجية إلى متكاملة (بما في ذلك الغشاء) ومحيطية (انظر الشكل 2-1، 2-2).
البروتينات الغشائية المتكاملة (كروي) مضمن في طبقة ثنائية الدهون. الأحماض الأمينية المحبة للماء متبادلة
أرز. 2-1. الغشاء البيولوجي يتكون من طبقة مزدوجة من الدهون الفوسفاتية، يتم توجيه الأجزاء المحبة للماء (الرؤوس) نحو سطح الغشاء، ويتم توجيه الأجزاء الكارهة للماء (الذيول التي تثبت الغشاء على شكل طبقة ثنائية) إلى الغشاء. و - البروتينات المتكاملة مغمورة في الغشاء. T - تخترق بروتينات الغشاء كامل سمك الغشاء. Π - توجد البروتينات المحيطية إما على السطح الخارجي أو الداخلي للغشاء.
تتفاعل مع مجموعات الفوسفات من الفسفوليبيدات والأحماض الأمينية الكارهة للماء - بالسلاسل الأحماض الدهنية. تشمل البروتينات الغشائية المتكاملة بروتينات التصاق,بعض البروتينات المستقبلة(مستقبلات الغشاء). البروتين عبر الغشاء- جزيء بروتين يمر عبر سمك الغشاء بالكامل ويبرز منه على السطحين الخارجي والداخلي. وتشمل البروتينات عبر الغشاء المسام، القنوات الأيونية، الناقلات، المضخات،بعض البروتينات المستقبلة.
منطقة محبة للماء
أرز. 2-2. غشاء بلازمي. التوضيحات في النص.
♦ المسامو القنوات- مسارات الغشاء التي يتحرك عبرها الماء والأيونات وجزيئات المستقلبات بين العصارة الخلوية والفضاء بين الخلايا (وفي الاتجاه المعاكس).
♦ ثلاثة أبعادتنفيذ حركة الغشاء لجزيئات معينة (بما في ذلك بالاشتراك مع نقل الأيونات أو الجزيئات من نوع آخر).
♦ مضخاتتحريك الأيونات ضد تركيزها وتدرجات الطاقة (التدرج الكهروكيميائي) باستخدام الطاقة الصادرة عن التحلل المائي ATP.
بروتينات الغشاء المحيطي (ليفي وكروي) تقع على أحد أسطح غشاء الخلية (خارجي أو داخلي) وترتبط بشكل غير تساهمي ببروتينات الغشاء المتكامل.
♦ من أمثلة بروتينات الغشاء المحيطي المرتبطة بالسطح الخارجي للغشاء - البروتينات المستقبلةو بروتينات الالتصاق.
♦ من أمثلة بروتينات الغشاء المحيطي المرتبطة بالسطح الداخلي للغشاء - بروتينات الهيكل الخلوي، بروتينات نظام الرسول الثاني، الإنزيماتوالبروتينات الأخرى.
الكربوهيدرات(أساسا السكريات قليلة التعدد) هي جزء من البروتينات السكرية والشحميات السكرية للغشاء، وهو ما يمثل 2-10٪ من كتلتها (انظر الشكل 2-2). تتفاعل مع الكربوهيدرات الموجودة على سطح الخلية ليكتينس.تبرز سلاسل Oligosaccharide عليها السطح الخارجيأغشية الخلايا وتشكل الغشاء السطحي - مركب السكر.
نفاذية الغشاء
طبقة ثنائية الغشاء تفصل بين المرحلتين المائيتين. وهكذا، فإن غشاء البلازما يفصل السائل بين الخلايا (الخلالي) عن العصارة الخلوية، وأغشية الليزوزومات والبيروكسيسومات والميتوكوندريا وغيرها من العضيات الغشائية داخل الخلايا تفصل محتوياتها عن العصارة الخلوية. الغشاء البيولوجي- حاجز شبه منفذ.
غشاء نصف نافذ. يتم تعريف الغشاء البيولوجي على أنه شبه منفذ، أي. حاجز لا يمكن اختراقه للماء، ولكنه نافذ للمواد الذائبة فيه (الأيونات والجزيئات).
هياكل الأنسجة شبه النفاذة.تشمل هياكل الأنسجة شبه المنفذة أيضًا جدار الشعيرات الدموية والحواجز المختلفة (على سبيل المثال، حاجز الترشيح للكريات الكلوية، والحاجز الهوائي للجزء التنفسي من الرئة، والحاجز الدموي الدماغي وغيرها الكثير، على الرغم من أن هذه الحواجز ، بالإضافة إلى الأغشية البيولوجية (البلازموليما)، تشمل أيضًا مكونات غير غشائية. تمت مناقشة نفاذية هذه الهياكل النسيجية في قسم "النفاذية عبر الخلوية" في الفصل الرابع.
تختلف المعلمات الفيزيائية والكيميائية للسائل بين الخلايا والسيتوسول بشكل كبير (انظر الجدول 2-1)، كما هي الحال مع معلمات كل عضية داخل الخلايا والعصارة الخلوية. الأسطح الخارجية والداخلية للغشاء البيولوجي قطبية ومحبة للماء، ولكن النواة غير القطبية للغشاء كارهة للماء. لذلك، يمكن للمواد غير القطبية اختراق طبقة الدهون الثنائية. في الوقت نفسه، فإن الطبيعة الكارهة للماء لنواة الغشاء البيولوجي هي التي تحدد الاستحالة الأساسية للاختراق المباشر للمواد القطبية عبر الغشاء.
المواد غير القطبية(على سبيل المثال، الكولسترول غير القابل للذوبان في الماء ومشتقاته) اختراق بحريةمن خلال الأغشية البيولوجية. على وجه الخصوص، ولهذا السبب توجد مستقبلات هرمون الستيرويد داخل الخلية.
المواد القطبية(على سبيل المثال، Na +، K +، Cl -، Ca 2 + أيونات؛ مختلف المستقلبات الصغيرة ولكن القطبية، وكذلك السكريات والنيوكليوتيدات والبروتينات والجزيئات الكبيرة من الحمض النووي) نفسها لا تخترقمن خلال الأغشية البيولوجية. ولهذا السبب فإن مستقبلات الجزيئات القطبية (على سبيل المثال، هرمونات الببتيد) مدمج فيه غشاء بلازمي، ويتم نقل الإشارة الهرمونية إلى الأجزاء الخلوية الأخرى بواسطة رسل ثانٍ.
النفاذية الاختيارية - نفاذية الغشاء البيولوجي فيما يتعلق بمواد كيميائية معينة مهمة للحفاظ على التوازن الخلوي، والمحتوى الأمثل للأيونات والماء والأيضات والجزيئات الكبيرة في الخلية. تسمى حركة مواد معينة عبر الغشاء البيولوجي بالنقل عبر الغشاء (نقل الغشاء).
النقل عبر الغشاء
يتم تنفيذ النفاذية الانتقائية باستخدام النقل السلبي والانتشار الميسر والنقل النشط.
النقل السلبي
النقل السلبي (الانتشار السلبي) - حركة الجزيئات الصغيرة غير القطبية والقطبية في كلا الاتجاهين على طول تدرج التركيز (الفرق في الإمكانات الكيميائية) أو على طول التدرج الكهروكيميائي (نقل المواد المشحونة - الشوارد) تحدث دون إنفاق الطاقة وتتميز بسبب خصوصية منخفضة. يوصف الانتشار البسيط بقانون فيك. مثال على النقل السلبي هو الانتشار السلبي (البسيط) للغازات أثناء التنفس.
تدرج التركيز.العامل الحاسم في انتشار الغازات هو ضغطها الجزئي (على سبيل المثال، الضغط الجزئي للأكسجين - Po 2 والضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون - PCO 2). وبعبارة أخرى، مع الانتشار البسيط، فإن تدفق مادة غير مشحونة (على سبيل المثال، الغازات والهرمونات الستيرويدية وأدوية التخدير) من خلال طبقة ثنائية الدهون يتناسب طرديا مع الفرق في تركيز هذه المادة على جانبي الغشاء (الشكل 1). 2-3).
التدرج الكهروكيميائي(Δμس). يعتمد النقل السلبي للمذاب المشحون X على الفرق في تركيز المادة داخل الخلية ([X] B) وخارجها (خارج) الخلية ([X] C) وعلى الفرق الجهد الكهربائيخارج (ΨC) وداخل الخلية (ΨB). بمعنى آخر، Δμ χ يأخذ في الاعتبار مساهمة كل من تدرج تركيز المادة (فرق الجهد الكيميائي) والإمكانات الكهربائية على جانبي الغشاء (فرق الجهد الكهربائي).
Φ وهكذا، القوة الدافعةالنقل السلبي للإلكتروليتات هو تدرج كهروكيميائي - الفرق في الإمكانات الكهروكيميائية (Δμ x) على جانبي الغشاء البيولوجي.
نشر الميسر
لتسهيل نشر المواد (انظر الشكل 2-3)، يلزم وجود مكونات بروتينية مدمجة في الغشاء (المسام، والناقلات، والقنوات). كل هذه المكونات متكاملة
أرز. 2-3. النقل السلبي عن طريق الانتشار عبر غشاء البلازما. أ - اتجاه نقل المادة في كل من الانتشار البسيط والميسر يحدث على طول تدرج تركيز المادة على جانبي البلازما. ب- حركية النقل. على طول الإحداثي - كمية المادة المنتشرة، على طول الإحداثي - الوقت. لا يتطلب الانتشار البسيط إنفاقًا مباشرًا للطاقة، فهو عملية غير مشبعة، وتعتمد سرعتها خطيًا على تدرج تركيز المادة.
البروتينات (عبر الغشاء). يحدث الانتشار الميسر على طول تدرج التركيز للمواد غير القطبية أو على طول التدرج الكهروكيميائي للمواد القطبية.
المسام.حسب التعريف، مملوءة بالماء قناة المسام مفتوحة دائمًا(الشكل 2-4). تتكون المسام من بروتينات مختلفة (بورينات، بيرفورينات، أكوابورينات، كونيكسينات، إلخ). وفي بعض الحالات، تتشكل مجمعات عملاقة (مثل المسام النووية)، تتكون من العديد من البروتينات المختلفة.
ثلاثة أبعاد(الناقلات) تنقل عبر الأغشية البيولوجية العديد من الأيونات المختلفة (Na +، Cl -، H +، HCO 3 -، إلخ) والمواد العضوية (الجلوكوز، الأحماض الأمينية، الكرياتين، النورإبينفرين، الفولات، اللاكتات، البيروفات، إلخ). الناقلون محدد:كل إعادة محددة
أرز. 2-4. حان الوقت في البلازما .
قناة المسام مفتوحة دائما، لذلك مادة كيميائيةيمر X عبر الغشاء على طول تدرج تركيزه أو (إذا كانت المادة X مشحونة) على طول التدرج الكهروكيميائي. في في هذه الحالةتنتقل المادة X من الفضاء خارج الخلية إلى العصارة الخلوية.
يحمل الناقل، كقاعدة عامة وفي الغالب، مادة واحدة من خلال طبقة ثنائية الدهون. هناك نقل أحادي الاتجاه (منفذ موحد) ومجمع (متزامن) ومتعدد الاتجاهات (منفذ مضاد) (الشكل 2-5).
تعمل الناقلات التي تقوم بنقل الأغشية المشترك (التزامني) ومتعدد الاتجاهات (المنفذ المضاد)، من وجهة نظر تكاليف الطاقة، بطريقة يتم من خلالها إنفاق الطاقة المتراكمة أثناء نقل مادة واحدة (عادة Na+) على النقل من مادة أخرى. يُسمى هذا النوع من النقل عبر الغشاء بالنقل النشط الثانوي (انظر أدناه). القنوات الأيونيةتتكون من بروتينات SE مترابطة تشكل مسامًا محبًا للماء في الغشاء (الشكل 2-6). تنتشر الأيونات من خلال مسام مفتوح على طول التدرج الكهروكيميائي. يتم تحديد خصائص القنوات الأيونية (بما في ذلك النوعية والتوصيل) من خلال تسلسل الأحماض الأمينية لبولي ببتيد معين والتغيرات التوافقية التي تحدث مع في أجزاء مختلفةالببتيدات في البروتين المتكامل للقناة. النوعية.تكون القنوات الأيونية محددة (انتقائية) فيما يتعلق بالكاتيونات والأنيونات المحددة [على سبيل المثال، Na+ (قناة الصوديوم)، K+ (البوتاسيوم)
أرز. 2-5. نموذج لمتغيرات نقل الغشاء لجزيئات مختلفة .
أرز. 2-6. نموذج قناة البوتاسيوم يخترق البروتين المتكامل (أجزاء البروتين المميزة بالأرقام في الشكل) سمك طبقة الدهون الثنائية بالكامل، مما يشكل مسام قناة مملوءًا بالماء (في الشكل، تظهر ثلاثة أيونات بوتاسيوم في القناة، ويقع الجزء السفلي منها في تجويف المسام).
قناة)، Ca 2+ (قناة الكالسيوم)، Cl - (قناة كلوريد) و
إلخ.].
Φ التوصيليتم تحديده من خلال عدد الأيونات التي يمكن أن تمر عبر القناة لكل وحدة زمنية. يتغير توصيل القناة اعتمادًا على ما إذا كانت القناة مفتوحة أم مغلقة.
Φ غيتس.يمكن أن تكون القناة مفتوحة أو مغلقة (الشكل 2-7). لذلك، ينص نموذج القناة على وجود جهاز يفتح ويغلق القناة - آلية البوابة، أو بوابة القناة (قياسا على البوابات المفتوحة والمغلقة).
Φ المكونات الوظيفية.بالإضافة إلى البوابة، يوفر نموذج القناة الأيونية وجود مكونات وظيفية مثل المستشعر، والمرشح الانتقائي، ومسام القناة المفتوحة.
أرز. 2-7. نموذج لآلية بوابة القناة الأيونية . أ. بوابة القناة مغلقة، ولا يمكن للأيون X المرور عبر الغشاء. ب. بوابة القناة مفتوحة، وتمر أيونات X عبر الغشاء من خلال مسام القناة.
♦ المستشعر.تحتوي كل قناة على مستشعر واحد (أحيانًا أكثر) لأنواع مختلفة من الإشارات: التغيرات في إمكانات الغشاء (MP)، والرسل الثاني (من الجانب السيتوبلازمي للغشاء)، والروابط المختلفة (من الجانب خارج الخلية للغشاء). تنظم هذه الإشارات الانتقال بين الحالة المفتوحة والمغلقة للقناة.
■ تصنيف القناة وفقا لحساسية الإشارات المختلفة. بناءً على هذه الميزة، يتم تقسيم القنوات إلى قنوات تعتمد على الجهد، وحساسة ميكانيكية، وتعتمد على المستقبلات، وتعتمد على بروتين G، وتعتمد على Ca 2+.
♦ مرشح انتقائييحدد أنواع الأيونات (الأنيونات أو الكاتيونات) أو الأيونات المحددة (على سبيل المثال، Na +، K +، Ca 2 +، Cl -) التي يمكنها الوصول إلى مسام القناة.
♦ لقد حان الوقت لقناة مفتوحة.بعد أن يكتسب بروتين القناة المتكاملة شكلًا يتوافق مع الحالة المفتوحة للقناة، يتم تشكيل مسام الغشاء، حيث تتحرك الأيونات.
Φ حالات القناة.نظرًا لوجود بوابة ومستشعر ومرشح انتقائي ومسام، يمكن أن تكون القنوات الأيونية في حالة سكون وتنشيط وتعطيل.
♦ حالة الراحة- القناة مغلقة ولكنها جاهزة للفتح استجابة للمحفزات الكيميائية أو الميكانيكية أو الكهربائية.
♦ حالة التنشيط- القناة مفتوحة وتسمح بمرور الأيونات من خلالها.
♦ حالة التعطيل- القناة مغلقة وغير قابلة للتفعيل. يحدث التعطيل مباشرة بعد فتح القناة استجابة لمحفز ويستمر من عدة إلى عدة مئات من المللي ثانية (اعتمادًا على نوع القناة).
Φ أمثلة.القنوات الأكثر شيوعًا هي Na+، K+، Ca 2 +، Cl -، HCO - 3.
♦ قنوات الصوديومموجودة في أي خلية تقريبًا. منذ فرق الجهد الكهروكيميائي عبر الغشاء لـ Na+ (Δμ?a) سلبي،عندما تكون قناة Na + مفتوحة، تندفع أيونات الصوديوم من الفضاء بين الخلايا إلى العصارة الخلوية (على اليسار في الشكل 2-8).
أرز. 2-8. نا+-، ك+-مضخة . نموذج Na+-, K+-ATPase المدمج في غشاء البلازما. إن مضخة Na+-, K+ عبارة عن بروتين غشائي متكامل يتكون من أربع وحدات SE (وحدتان فرعيتان حفزيتان α ووحدتان بروتين سكري β تشكلان القناة). تنقل مضخة Na+-, K+ الكاتيونات ضد التدرج الكهروكيميائي (μx) - تنقل Na+ من الخلية مقابل K+ (أثناء التحلل المائي لجزيء ATP واحد، يتم ضخ ثلاثة أيونات Na+ خارج الخلية ويتم ضخ أيونين K+ ضخ فيه). على يسار ويمين المضخة، تظهر الأسهم اتجاهات تدفق الأيونات والماء عبر الغشاء إلى داخل الخلية (Na+) وخارج الخلية (K+، Cl - والماء) نظرًا لاختلافهما Δμ x. ADP - ثنائي فوسفات الأدينوزين، Fn - الفوسفات غير العضوي.
■ في الهياكل القابلة للاستثارة كهربائيًا (على سبيل المثال، الخلايا العضلية الهيكلية، والخلايا العضلية القلبية، والخلايا الجذعية الصغيرة، والخلايا العصبية)، تولد قنوات الصوديوم AP، وبشكل أكثر دقة المرحلة الأولية لإزالة استقطاب الغشاء. قنوات الصوديوم التي يحتمل أن تكون قابلة للإثارة هي مغاير. أنها تحتوي على وحدة فرعية كبيرة α (السيد حوالي 260 كيلو دالتون) والعديد من الوحدات الفرعية (السيد 32-38 كيلو دالتون). يحدد الغشاء α-CE خصائص القناة.
■ في الأنابيب الكلوية والأمعاء، تتركز قنوات Na+ في قمة الخلايا الظهارية، لذلك يدخل Na+ إلى هذه الخلايا من التجويف ثم يدخل إلى الدم، مما يسمح بإعادة امتصاص الصوديوم في الكلى وامتصاص الصوديوم في الجهاز الهضمي.
♦ قنوات البوتاسيوم(انظر الشكل 2-6) - بروتينات الغشاء المتكامل، وتوجد هذه القنوات في البلازما لجميع الخلايا. فرق الجهد الكهروكيميائي عبر الغشاء لـ K+ (Δμ κ) قريب من الصفر (أو إيجابي قليلا)لذلك، عندما تكون قناة K+ مفتوحة، تنتقل أيونات البوتاسيوم من العصارة الخلوية إلى الفضاء خارج الخلية ("تسرب" البوتاسيوم من الخلية، على اليمين في الشكل 2-8). المهامقنوات K+ - الحفاظ على MP أثناء الراحة (سلبي على السطح الداخلي للغشاء)، وتنظيم حجم الخلية، والمشاركة في إكمال AP، وتعديل الاستثارة الكهربائية للهياكل العصبية والعضلية، وإفراز الأنسولين من خلايا بيتا في جزر لانجرهانز.
♦ قنوات الكالسيوم- مجمعات البروتين، تتكون من عدة SEs (α ρ α 2، β، γ، δ). نظرًا لأن فرق الجهد الكهروكيميائي عبر الغشاء لـ Ca 2 + (Δμ ca) كبير سلبي،ثم عندما تكون قناة Ca^ مفتوحة، تتدفق أيونات الكالسيوم من الداخل أغشية الخلايا"مستودعات الكالسيوم" النهائية والفضاء بين الخلايا في العصارة الخلوية. عندما يتم تنشيط القنوات، يحدث زوال استقطاب الغشاء، وكذلك تفاعل الروابط مع مستقبلاتها. تنقسم قنوات Ca 2+ إلى قنوات ذات بوابات جهد كهربي وقنوات ذات بوابات مستقبلات (على سبيل المثال، الأدرينالية).
♦ قنوات أنيونية.تحتوي على العديد من الخلايا أنواع مختلفةالقنوات الانتقائية الأنيونية التي من خلالها يحدث النقل السلبي لـ Cl - وبدرجة أقل HCO - 3. نظرًا لأن فرق الجهد الكهروكيميائي عبر الغشاء لـ Cl - (Δμ α) معتدل سلبي،عندما تكون قناة الأنيون مفتوحة، تنتشر أيونات الكلور من العصارة الخلوية إلى الفضاء بين الخلايا (في الشكل 2-8).
النقل النشط
النقل النشط - الغشاء المعتمد على الطاقة النقل ضد التدرج الكهروكيميائي.هناك وسائل النقل النشطة الأولية والثانوية. يتم تنفيذ النقل النشط الأساسي مضخات(ATPases المختلفة)، الثانوية - المتعاطفون(النقل المشترك أحادي الاتجاه) و أنتيبورترز(حركة المرور متعددة الاتجاهات قدوم).
النقل النشط الأساسيتوفير المضخات التالية: ATPases الصوديوم والبوتاسيوم، ATPases البروتون والبوتاسيوم، Ca 2+ - نقل ATPases، ATPases الميتوكوندريا، مضخات البروتون الليزوزومية، إلخ.
Φ الصوديوم والبوتاسيوم أتباز(انظر الشكل 2-8) ينظم تدفق الكاتيونات الرئيسية عبر الغشاء (Na +، K +) وبشكل غير مباشر - الماء (الذي يحافظ على حجم خلية ثابت)، ويوفر نقل عبر الغشاء ذي الصلة (symport و antiport) للعديد من تشارك الجزيئات العضوية وغير العضوية في إنشاء MF أثناء الراحة وتوليد PD للعناصر العصبية والعضلية.
Φ بروتونو البوتاسيوم أتباز(ح+-، ك+-مضخة). بمساعدة هذا الإنزيم، تشارك الخلايا الجدارية للغدد المخاطية في المعدة في تكوين حمض الهيدروكلوريك (التبادل المحايد إلكترونيًا لاثنين من أيونات K + خارج الخلية لأيونات H + داخل الخلايا أثناء التحلل المائي لجزيء ATP واحد).
Φ Ca 2+ - نقل ATPases(Ca 2 + -ATPase) ضخ أيونات الكالسيوم من السيتوبلازم مقابل البروتوناتضد التدرج الكهروكيميائي الكبير Ca 2+.
Φ الميتوكوندريا أتبازالنوع F (F 0 F :) - سينسيز ATP للغشاء الداخلي للميتوكوندريا - يحفز المرحلة الأخيرة من تخليق ATP. تحتوي أعراف الميتوكوندريا على سينسيز ATP، الذي يجمع بين الأكسدة في دورة كريبس والفسفرة من ADP إلى ATP. يتم تصنيع ATP عن طريق التدفق العكسي للبروتونات إلى المصفوفة من خلال قناة في مجمع تصنيع ATP (ما يسمى بالاقتران الكيميائي).
Φ مضخات البروتون الليزوزومية[H+-ATPases type V (من الحويصلات)]، مدمج في الأغشية التي تحيط بالجسيمات الحالة (أيضًا مجمع جولجي والحويصلات الإفرازية)، ينقل H+ من العصارة الخلوية إلى هذه العضيات المرتبطة بالغشاء. ونتيجة لذلك، تنخفض قيمة الرقم الهيدروجيني، مما يحسن وظائف هذه الهياكل.
النقل النشط الثانويهناك نوعان معروفان من وسائل النقل الثانوي النشط - مجتمعين (سيمبورت)والعداد (مضاد)(أنظر الشكل 2-5).
Φ سيمبورتتنفيذ بروتينات الغشاء المتكامل. نقل المادة X ضد كهروكيميائيتها
يحدث dient (μ x) في معظم الحالات بسبب الدخول إلى العصارة الخلوية من الفضاء بين الخلايا على طول تدرج انتشار أيونات الصوديوم (أي بسبب Δμ Na))، وفي بعض الحالات بسبب الدخول إلى العصارة الخلوية من الفضاء بين الخلايا على طول بروتونات التدرج الانتشاري (أي بسبب Δμ H. ونتيجة لذلك، تتحرك كل من الأيونات (Na+ أو H+) والمادة X (على سبيل المثال، الجلوكوز، والأحماض الأمينية، والأنيونات غير العضوية، وأيونات البوتاسيوم والكلور) من مادة بين الخلايافي العصارة الخلوية. Φ أنتيبورت(النقل المضاد أو التبادلي) يقوم عادةً بنقل الأنيونات مقابل الأنيونات والكاتيونات مقابل الكاتيونات. تتشكل القوة الدافعة للمبادل بسبب دخول Na+ إلى الخلية.
الحفاظ على التوازن الأيوني داخل الخلايا
تهدف النفاذية الانتقائية للأغشية البيولوجية، التي يتم إجراؤها باستخدام النقل السلبي والانتشار الميسر والنقل النشط، إلى الحفاظ على معلمات التوازن الأيوني والأيونات الأخرى المهمة لعمل الخلايا، وكذلك الرقم الهيدروجيني () والماء (الجدول 2-1) والعديد من المركبات الكيميائية الأخرى.
التوازنو يتضمن الحفاظ على تدرج غير متماثل وهام عبر الغشاء لهذه الكاتيونات، ويضمن الاستقطاب الكهربائي لأغشية الخلايا، فضلاً عن تراكم الطاقة لنقل المواد الكيميائية المختلفة عبر الغشاء.
Φ التدرج عبر الغشاء كبير وغير متماثل.
وتتميز بتدرج كبير وغير متماثل عبر الغشاء لهذه الكاتيونات: الكاتيونات خارج الخلية أعلى بحوالي 10 مرات من العصارة الخلوية، في حين أن الكاتيونات داخل الخلايا أعلى بحوالي 30 مرة من الكاتيونات خارج الخلية. يتم ضمان الحفاظ على هذا التدرج بالكامل تقريبًا بواسطة Na+-، K+-ATPase (انظر الشكل 2-8).
Φ استقطاب الغشاء.إن مضخة Na+-, K+- هي مضخة كهربائية: حيث يساعد عملها في الحفاظ على إمكانات الغشاء (MP)، أي. شحنة موجبة على السطح الخارجي (خارج الخلية) للغشاء وشحنة سالبة على السطح الداخلي (داخل الخلايا) للغشاء. تبلغ قيمة الشحنة (V m) المقاسة على السطح الداخلي للغشاء تقريبًا. -60 مللي فولت.
Φ عبر الغشاء الكهروكيميائي Na + التدرج،موجه إلى الخلية ، ويعزز الدخول السلبي لـ Na + في العصارة الخلوية و- الأهم من ذلك! - تراكم الطاقة. هذه هي الطاقة التي تستخدمها الخلايا لحل عدد من المشاكل. مهام مهمة- ضمان النقل النشط الثانوي والانتقال عبر الخلايا، وفي الخلايا المثيرة - توليد إمكانات العمل (AP).
♦ نقل عبر الخلايا.في الخلايا الظهارية، تشكيل جدار الأنابيب والتجاويف المختلفة (على سبيل المثال، أنابيب النيفرون، الأمعاء الدقيقة، التجاويف المصلية، وما إلى ذلك)، وتقع قنوات Na+ على السطح القمي للظهارة، ويتم دمج مضخات Na+ و K+ في البلازما على السطح القاعدي للخلايا. يسمح هذا الترتيب غير المتماثل لقنوات Na+ والمضخات ضخ أكثرأيونات الصوديوم من خلال الخلية، أي. من تجويف الأنابيب والتجاويف الموجودة فيها البيئة الداخليةجسم.
♦ إمكانات العمل(PD). في العناصر الخلوية القابلة للاستثارة كهربائيًا (الخلايا العصبية، والخلايا العضلية القلبية، والخلايا العضلية الهيكلية، والخلايا العضلية الهيكلية)، يعد الدخول السلبي إلى العصارة الخلوية من خلال قنوات Na + ذات الجهد الكهربي أمرًا بالغ الأهمية لتوليد AP (لمزيد من التفاصيل، انظر الفصل 5).
التوازن.بما أن العصارة الخلوية Ca 2+ تعمل كرسول ثانٍ (داخل الخلايا) ينظم العديد من الوظائف، إذن في العصارة الخلوية للخلية في حالة
الراحة ضئيلة (<100 нМ, или 10 -7 M). В то же время внеклеточная около 1 мМ (10 -3 M). Таким образом, разни- ца трансмембранного электрохимического градиента для Ca 2+ (Δμ^) гигантская - 4 порядка величины μ Ca ! Другими словами, между цитозолем и внеклеточной средой (а также между цитозолем и внутриклеточными депо кальция, в первую очередь цистернами эндоплазматической сети) существует весьма значительный трансмембранный градиент Ca 2+ . Именно поэтому поступление Ca 2+ в цитозоль происходит практически мгновенно: в виде «выброса» Ca 2 + из кальциевых депо или «вброса» Ca 2 + из межклеточного пространства. Поддержание столь низкой в цитозоле обеспечивают Са 2 +-АТФазы, Na+-Ca 2 +-обменники и Ca 2 +-буферные внутриклеточные системы (митохондрии и Ca 2 +-связывающие белки).
التوازن. في جميع الخلايا، يوجد ما يقرب من 10 مرات أقل في العصارة الخلوية خارج الخلية. يتم دعم هذا الوضع عن طريق القنوات الأنيونية (Cl - يمر بشكل سلبي إلى العصارة الخلوية)، وNa-/K-/Cl-ناقل مشترك وCl-HCO^-exchanger (Cl - يدخل الخلية)، بالإضافة إلى K-/Cl-ناقل مشترك (إخراج K+ وCl - من الخلية).
الرقم الهيدروجيني.للحفاظ على الرقم الهيدروجيني، يعد [HCO-3] وPCO 2 ضروريين أيضًا. الرقم الهيدروجيني خارج الخلية هو 7.4 (مع [HCO - 3 ] حوالي 24 ملم وPCO 2 حوالي 40 ملم زئبق). في الوقت نفسه، تكون قيمة الرقم الهيدروجيني داخل الخلايا 7.2 (تنتقل إلى الجانب الحمضي، بينما تكون هي نفسها على جانبي الغشاء، ويجب أن تكون القيمة المحسوبة لـ [HCO - 3 ] حوالي 16 ملم، بينما في الواقع هي كذلك 10 ملم). وبالتالي، يجب أن تحتوي الخلية على أنظمة تطلق H+ منها أو تلتقط HCO-3. وتشمل هذه الأنظمة مبادل Na + - ^، ومبادل Na + -Cl - -HCO - 3 وNa + -HCO - 3 - ناقل مشترك. جميع أنظمة النقل هذه حساسة للتغيرات في الرقم الهيدروجيني: يتم تنشيطها عندما يتم تحميض العصارة الخلوية وانسدادها عندما يتحول الرقم الهيدروجيني داخل الخلايا إلى الجانب القلوي.
النقل المائي وصيانة حجم الخلية
بحكم التعريف، فإن الغشاء شبه المنفذ نفسه (وهو الغشاء البيولوجي) غير منفذ للماء. علاوة على ذلك، فإن نقل المياه عبر الغشاء يكون دائمًا سلبيًا
عملية (يحدث انتشار بسيط للمياه من خلال قنوات أكوابورين، ولكن لم يتم العثور على مضخات خاصة لنقل المياه النشطة)، يتم تنفيذها من خلال مسام وقنوات الغشاء كجزء من الناقلات والمضخات الأخرى. ومع ذلك، فإن توزيع الماء بين الأجزاء الخلوية، والعصارة الخلوية والعضيات الخلوية، بين الخلية والسائل الخلالي ونقله عبر الأغشية البيولوجية له أهمية كبيرة في توازن الخلية (بما في ذلك تنظيم حجمها). تدفق المياه من خلال الأغشية البيولوجية(التنافذ) يحدد الفرق بين الضغط الأسموزي والضغط الهيدروستاتيكي على جانبي الغشاء.
التنافذ- تدفق الماء عبر غشاء شبه منفذ من حجرة ذات تركيز أقل من المواد المذابة في الماء إلى حجرة ذات تركيز أعلى. بمعنى آخر، يتدفق الماء من حيث تكون إمكاناته الكيميائية (Δμa) أعلى إلى حيث تكون إمكاناته الكيميائية أقل، نظرًا لأن وجود المواد الذائبة في الماء يقلل من الإمكانات الكيميائية للماء.
الضغط الاسموزي(الشكل 2-9) يعرف بأنه ضغط المحلول الذي يوقف التخفيف بالماء من خلال غشاء شبه منفذ. عدديًا، الضغط الأسموزي عند التوازن (توقف الماء عن اختراق الغشاء شبه المنفذ) يساوي الضغط الهيدروستاتيكي.
معامل التناضحي(Φ). عادة ما تكون قيمة Φ للكهارل في التركيزات الفسيولوجية أقل من 1 وعندما يتم تخفيف المحلول، تقترب Φ من 1.
الأسمولية.المصطلحان "الأوسمولية" و"الأوسمولية" هما وحدات غير نظامية. أوسمول(osm) هي الكتلة الجزيئية للمادة المذابة بالجرام، مقسومة على عدد الأيونات أو الجزيئات التي تتفكك إليها في المحلول. الأسمولية(التركيز الأسموزي) هو درجة تركيز المحلول، معبرًا عنها بالأسمولات، و الأسمولية من الحل(Fic) يتم التعبير عنها بالأوسمول لكل لتر.
أسموزية المحاليل.اعتمادًا على الأسمولية ، يمكن أن تكون المحاليل متساوية الأسموزية أو مفرطة أو ناقصة الأسموزي (في بعض الأحيان يتم استخدام المصطلح "منشط" غير الصحيح تمامًا ، وهو صالح لأبسط الحالات - للإلكتروليتات). تقييم الاسموزية للحلول (أو Cy-
أرز. 2-9. الضغط الاسموزي . يفصل الغشاء شبه المنفذ بين الحجرتين A (المحلول) و B (الماء). يتم قياس الضغط الاسموزي للمحلول في الحجرة A. ويخضع المحلول الموجود في الحجرة A للضغط الهيدروستاتيكي. عندما يكون الضغط الأسموزي والهيدروستاتيكي متساويًا، يتم تحقيق التوازن (لا يخترق الماء الغشاء شبه المنفذ). يتم وصف الضغط الأسموزي (π) بواسطة معادلة فانت هوف.
العصارة الخلوية والسائل الخلالي) منطقية فقط عند مقارنة محلولين (على سبيل المثال، A&B، العصارة الخلوية والسائل الخلالي، محاليل التسريب والدم). على وجه الخصوص، بغض النظر عن الأسمولية للمحلولين، تحدث حركة تناضحية للماء بينهما حتى يتم الوصول إلى حالة التوازن. وتعرف هذه الاسموزية ب الاسموزية الفعالة(توترية لمحلول المنحل بالكهرباء).
الحل الأيزوموتي أ: الضغط الأسموزي للمحاليل A وB نفس الشيء.
الحل الخافض للحركة أ: أقلالضغط الأسموزي للمحلول ب. محلول فرط التناضح أ:الضغط الأسموزي للمحلول أ أكثرالضغط الأسموزي للمحلول ب.
حركية النقل المائيمن خلال الغشاء خطي وغير مشبع وهو دالة لمجموع القوى الدافعة للنقل (Δμماء، مجموع)، أي الفرق في الإمكانات الكيميائية على جانبي الغشاء (Δμماء a) والفرق في الضغط الهيدروستاتيكي (Δμضغط الماء) على جانبي الغشاء.
التورم الأسموزي والانكماش الأسموزي للخلايا.تتم مناقشة حالة الخلايا عندما تتغير الاسموزية لمحلول الإلكتروليت الذي يتم فيه تعليق الخلايا في الشكل. 2-10.
أرز. 2-10. حالة كريات الدم الحمراء المعلقة في محلول كلوريد الصوديوم . الإحداثي السيني هو تركيز (C) من كلوريد الصوديوم (مم)، والإحداثي هو حجم الخلية (V). عند تركيز كلوريد الصوديوم بمقدار 154 ملي مولار (308 ملي مولار من الجسيمات النشطة تناضحيًا)، يكون حجم الخلايا هو نفسه الموجود في بلازما الدم (محلول كلوريد الصوديوم، C0، V0، متساوي التوتر لخلايا الدم الحمراء). مع زيادة تركيز كلوريد الصوديوم (محلول كلوريد الصوديوم عالي التوتر)، يترك الماء خلايا الدم الحمراء وتتقلص. عندما ينخفض تركيز كلوريد الصوديوم (محلول كلوريد الصوديوم منخفض التوتر)، يدخل الماء إلى خلايا الدم الحمراء فتنتفخ. عندما يكون المحلول منخفض التوتر، أي ما يقرب من 1.4 مرة أكبر من قيمة المحلول متساوي التوتر، يحدث تدمير الغشاء (تحلل).
تنظيم حجم الخلية. في التين. 2-10 تعتبر أبسط حالة - تعليق خلايا الدم الحمراء في محلول كلوريد الصوديوم. في هذه التجربة النموذجية في المختبرتم الحصول على النتائج التالية: إذا كان الضغط الاسموزي لمحلول NaCl يزيد،ثم يخرج الماء من الخلايا بالتناضح، فتتقلص الخلايا؛ إذا كان الضغط الأسموزي لمحلول NaCl يتناقص،يدخل الماء إلى الخلايا فتنتفخ الخلايا. لكن الوضع في الجسم الحيأكثر صعوبة. على وجه الخصوص، الخلايا ليست في محلول إلكتروليت واحد (NaCl)، ولكن في بيئة حقيقية
العديد من الأيونات والجزيئات ذات الخصائص الفيزيائية والكيميائية المختلفة. وبالتالي، فإن غشاء البلازما للخلايا غير منفذ للعديد من المواد خارج الخلايا وداخلها (على سبيل المثال، البروتينات)؛ بالإضافة إلى ذلك، في الحالة المذكورة أعلاه، لم يتم أخذ شحنة الغشاء بعين الاعتبار. خاتمة.نلخص أدناه البيانات المتعلقة بتنظيم توزيع المياه بين الأجزاء المفصولة بغشاء نصف نافذ (بما في ذلك بين الخلايا والمواد خارج الخلية).
وبما أن الخلية تحتوي على بروتينات سالبة الشحنة ولا تمر عبر الغشاء، فإن قوى دونان تتسبب في تضخم الخلية.
تستجيب الخلية لفرط الأسمولية خارج الخلية عن طريق تراكم المواد المذابة العضوية.
يضمن التدرج اللوني (الأسمولية الفعالة) التدفق الأسموزي للمياه عبر الغشاء.
يؤدي تسريب المحاليل الملحية والخالية من الملح (5٪ جلوكوز)، بالإضافة إلى إعطاء NaCI (أي ما يعادل محلول ملحي متساوي التوتر) إلى زيادة حجم السائل بين الخلايا، ولكن له تأثيرات مختلفة على حجم الخلية والأوسمولية خارج الخلية. في الأمثلة أدناه، تعتمد جميع الحسابات على القيم الأولية التالية: إجمالي مياه الجسم - 42 لترًا (60% من جسم رجل يزن 70 كجم)، المياه داخل الخلايا - 25 لترًا (60% من إجمالي المياه)، المياه خارج الخلية - 17 لتر (40% من إجمالي الماء). الأسمولية للسائل خارج الخلية والمياه داخل الخلايا هي 290 ملي أوسمال.
Φ المحاليل الملحية متساوية التوتر.يؤدي حقن محلول ملحي متساوي التوتر (0.9% NaCI) إلى زيادة حجم السائل الخلالي ولكنه لا يؤثر على حجم السائل داخل الخلايا.
Φ حلول خالية من الملح متساوي التوتر.إن تناول 1.5 لتر من الماء أو تسريب محلول خالي من الملح متساوي التوتر (5٪ جلوكوز) يزيد من حجم كل من السائل بين الخلايا وداخل الخلايا.
Φ كلوريد الصوديوم.يؤدي إدخال NaCI (أي ما يعادل محلول ملحي متساوي التوتر) إلى الجسم إلى زيادة حجم الماء بين الخلايا، ولكنه يقلل من حجم الماء داخل الخلايا.
التوليد الكهربائي الغشائي
تؤدي التركيزات المختلفة للأيونات على جانبي البلازما لجميع الخلايا (انظر الجدول 2-1) إلى اختلاف الغشاء في الجهد الكهربائي - Δμ - جهد الغشاء (MP، أو V m).
غشاء المحتملة
يستريح النائب- الفرق في الجهد الكهربائي بين الأسطح الداخلية والخارجية للغشاء في حالة الراحة، أي. في حالة عدم وجود منبه كهربائي أو كيميائي (إشارة). في حالة الراحة، يكون لاستقطاب السطح الداخلي لغشاء الخلية قيمة سالبة، وبالتالي فإن قيمة MF أثناء الراحة تكون سلبية أيضًا.
قيمة النائبيعتمد بشكل كبير على نوع الخلايا وحجمها. وبالتالي، فإن MP البلازمي للخلايا العصبية والخلايا العضلية القلبية يتراوح من -60 إلى -90 مللي فولت، والبلازما للهيكل العظمي MV - -90 مللي فولت، وSMC - حوالي -55 مللي فولت، وكريات الدم الحمراء - حوالي -10 مللي فولت. يتم وصف التغييرات في حجم MP بمصطلحات خاصة: فرط الاستقطاب(زيادة في قيمة MP)، إزالة الاستقطاب(انخفاض في قيمة MP)، إعادة الاستقطاب(زيادة في قيمة MP بعد إزالة الاستقطاب).
طبيعة النائبيتم تحديدها بواسطة التدرجات الأيونية عبر الغشاء (التي تتشكل مباشرة بسبب حالة القنوات الأيونية، ونشاط الناقلات، وبشكل غير مباشر بسبب نشاط المضخات، في المقام الأول Na + -/K + -ATPase) وموصلية الغشاء.
تيار أيون عبر الغشاء. تعتمد قوة التيار (I) المتدفق عبر الغشاء على تركيز الأيونات على جانبي الغشاء، وMP ونفاذية الغشاء لكل أيون.
إذا كان الغشاء منفذًا للأيونات K+ وNa+ وCl- والأيونات الأخرى، فإن إجمالي التيار الأيوني لها هو مجموع التيار الأيوني لكل أيون:
المجموع = I K + + I Na + + + أنا CI- + أنا X + + أنا X1 +... +أنا اكسن.
إمكانات العمل (PD) تمت مناقشته في الفصل 5.
نقل الحويصلات الغشائية
تحدث عمليات نقل الخلية ليس فقط من خلال الغشاء شبه المنفذ، ولكن أيضًا بمساعدة حويصلات غشاء النقل التي تنفصل عن البلازما أو تندمج معها، وكذلك تنفصل عن الأغشية المختلفة داخل الخلايا وتندمج معها (الشكل 2). -11). بمساعدة مثل هذه الحويصلات الغشائية، تمتص الخلية الماء والأيونات والجزيئات والجزيئات من البيئة خارج الخلية (الالتقام الخلوي)، وتطلق منتجات إفرازية (الإخراج الخلوي)، وتقوم بالنقل بين العضيات داخل الخلية. تعتمد كل هذه العمليات على السهولة الاستثنائية التي تطلق بها طبقة الأغشية الفوسفورية الثنائية في الطور المائي ("تفك") مثل هذه الحويصلات (الجسيمات الشحمية، التي تسمى مجتمعة الإندوسومات) في العصارة الخلوية وتصرف في العصارة الخلوية.
أرز. 2-11. الالتقام (A) والإخراج (B) . أثناء الالتقام الخلوي، يغزو جزء من الغشاء البلازمي وينغلق. يتم تشكيل حويصلة داخلية تحتوي على الجزيئات الممتصة. أثناء خروج الخلايا، يندمج غشاء النقل أو الحويصلات الإفرازية مع غشاء البلازما ويتم إطلاق محتويات الحويصلات في الفضاء خارج الخلية. وتشارك بروتينات خاصة في اندماج الأغشية.
معهم. في عدد من الحالات، تم تحديد البروتينات الغشائية التي تعزز اندماج طبقات ثنائية الفوسفوليبيد.
الالتقام(إندو- داخلي، داخلي + يوناني. kytos- خلية + يونانية داء- الحالة والعملية) - الامتصاص (الاستبطان) بواسطة الخلية للمواد والجسيمات والكائنات الحية الدقيقة (الشكل 2-11، أ). المتغيرات من الالتقام الخلوي هي الاحتساء، الالتقام بوساطة المستقبلات والبلعمة.
Φ كثرة الخلايا(اليونانية بينو- مشروب + يوناني kytos- خلية + يونانية داء- الحالة والعملية) - عملية امتصاص المواد السائلة والمذابة مع تكوين فقاعات صغيرة. تتشكل الحويصلات بينوسيتوتيك في مناطق متخصصة من غشاء البلازما - حفر تحدها (الشكل 2-12).
Φ بوساطة مستقبلات الإلتقام(انظر الشكل 2-12) يتميز بامتصاص جزيئات كبيرة محددة من السائل خارج الخلية. تقدم العملية: ربط مستقبلات الليجند والغشاء - تركيز المجمع مستقبل يجندعلى سطح الحفرة الحدودية - الانغماس في خلية داخل حويصلة محاطة. وبالمثل، تمتص الخلية الترانسفيرين والكوليسترول بالإضافة إلى البروتين الدهني منخفض الكثافة (LDL) والعديد من الجزيئات الأخرى.
Φ البلعمة(اليونانية phagein- أكل ويلتهم + يوناني. kytos- خلية + يونانية داء- الحالة، العملية) - الامتصاص
أرز. 2-12. بوساطة مستقبلات الإلتقام . ترتبط العديد من الجزيئات الكبيرة خارج الخلية (الترانسفيرين، LDL، الجسيمات الفيروسية، إلخ) بمستقبلاتها في البلازما. تتشكل حفر يحدها كلاثرين، ومن ثم تتشكل حويصلات محاطة تحتوي على مركب مستقبلات الربيطة. الحويصلات المتاخمة بعد تحررها من الكلاثرين هي إندوسومات. داخل الإندوسومات، يتم فصل الربيطة عن المستقبل.
جزيئات كبيرة (على سبيل المثال، الكائنات الحية الدقيقة أو حطام الخلايا). يتم تنفيذ البلعمة (الشكل 2-13) بواسطة خلايا خاصة - الخلايا البالعة (الضامة، كريات الدم البيضاء العدلة). أثناء البلعمة، تتشكل حويصلات داخلية كبيرة - البلغومات.تندمج البلغومات مع الليزوزومات لتشكل البلعمية.يتم إحداث البلعمة عن طريق إشارات تعمل على المستقبلات في بلازما الخلايا البالعة. يتم توفير إشارات مماثلة عن طريق الأجسام المضادة (وهي أيضًا مكملة للمكون C3b)، والتي تعمل على تشويش الجسيم المبتلع (تُعرف مثل هذه البلعمة بالمناعة). طرد خلوي(إكسو- خارجي، خارجي + يوناني. kytos- خلية + يونانية داء- الحالة أو العملية) أو الإفراز هي عملية يتم فيها دمج الحويصلات الإفرازية داخل الخلايا (على سبيل المثال، متشابك) والحويصلات الإفرازية والحبيبات مع البلازما، ويتم إطلاق محتوياتها من الخلية (انظر الشكل 2-11، ب) ). يمكن أن تكون عملية الإفراز عفوية ومنظمة.
أرز. 2-13. البلعمة . يتم بلعمة البكتيريا المغلفة بجزيئات IgG بشكل فعال بواسطة البلاعم أو العدلات. ترتبط أجزاء Fab من IgG بمحددات المستضدات الموجودة على سطح البكتيريا، وبعد ذلك تتفاعل جزيئات IgG نفسها، مع شظايا Fc الخاصة بها، مع مستقبلات جزء Fc الموجودة في غشاء البلازما للخلية البلعمية وتنشط البلعمة.
ملخص الفصل
يتكون الغشاء البلازمي من بروتينات تقع بين طبقتين من الدهون الفوسفاتية. يتم غمر البروتينات المتكاملة في سمك الطبقة الدهنية الثنائية أو اختراق الغشاء من خلالها. ترتبط البروتينات المحيطية بالسطح الخارجي للخلايا.
يتم تحديد الحركة السلبية للمواد المذابة عبر الغشاء من خلال تدرجها وتصل إلى التوازن في اللحظة التي تتوقف فيها حركة الجزيئات الذائبة.
الانتشار البسيط هو مرور المواد القابلة للذوبان في الدهون عبر غشاء البلازما عن طريق الانتشار بين طبقة الدهون الثنائية.
الانتشار الميسر هو مرور المواد والأيونات القابلة للذوبان في الماء عبر مسارات محبة للماء تم إنشاؤها بواسطة بروتينات متكاملة مدمجة في الغشاء. يتم التوسط في مرور الأيونات الصغيرة بواسطة بروتينات قناة أيونية محددة.
النقل النشط هو استخدام الطاقة الأيضية لتحريك الجزيئات الذائبة ضد تدرجات تركيزها.
يحدث المرور السريع للمياه عبر أغشية البلازما من خلال بروتينات القناة، والتي تسمى أكوابورينات. حركة الماء هي عملية سلبية، يتم تفعيلها من خلال الاختلافات في الضغط الاسموزي.
تنظم الخلايا حجمها عن طريق تحريك الجزيئات الذائبة للداخل أو للخارج، مما يخلق سحبًا تناضحيًا لدخول الماء أو خروجه، على التوالي.
يتم تحديد إمكانات الغشاء أثناء الراحة من خلال الحركة السلبية للأيونات عبر القنوات المفتوحة باستمرار. في الخلية العضلية، على سبيل المثال، تكون نفاذية الغشاء لأيونات الصوديوم أقل مقارنة بأيونات البوتاسيوم، ويتم إنشاء جهد الغشاء أثناء الراحة عن طريق الإطلاق السلبي لأيونات البوتاسيوم من الخلية.
حويصلات غشاء النقل هي الوسيلة الرئيسية لنقل البروتينات والدهون داخل الخلية.
أهم وظائف الأغشية: تتحكم الأغشية في تكوين البيئة داخل الخلايا، وتوفر وتسهل نقل المعلومات بين الخلايا وداخل الخلايا، وتضمن تكوين الأنسجة من خلال الاتصالات بين الخلايا.
العضيات (العضيات) في الخلية هي أجزاء دائمة من الخلية لها بنية محددة وتؤدي وظائف محددة.هناك عضيات غشائية وغير غشائية. ل عضيات الغشاء تشمل الشبكة السيتوبلازمية (الشبكة الإندوبلازمية)، والمركب الصفائحي (جهاز جولجي)، والميتوكوندريا، والجسيمات الحالة، والبيروكسيسومات. العضيات غير الغشائية ممثلة بالريبوسومات (متعددة الريبوسومات) ومركز الخلية والعناصر الهيكلية الخلوية: الأنابيب الدقيقة والهياكل الليفية.
أرز. 8.رسم تخطيطي للهيكل المجهري للخلية:
1 - الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية، التي توجد على أغشيتها الريبوسومات المرفقة؛ 2 – الشبكة الإندوبلازمية عديمة الحبيبات. 3 – مجمع جولجي . 4 – الميتوكوندريا. 5 – تطوير يبلوع. 6 – الليزوزوم الأولي (حبيبات التخزين)؛ 7 – البلعمي. 8 – الحويصلات الداخلية. 9 – الليزوزوم الثانوي. 10 - الجسم المتبقي. 11 - بيروكسيسوم. 12 – الأنابيب الدقيقة. 13 - الخيوط الدقيقة. 14 - المريكزات. 15 - الريبوسومات الحرة. 16 - فقاعات النقل. 17 – الحويصلة exocytotic. 18 - شوائب دهنية (انخفاض الدهون)؛ 19 - شوائب الجليكوجين. 20 - كاريوليما (الغشاء النووي)؛ 21 - المسام النووية. 22 - النواة. 23 – الهيتروكروماتين. 24 - الكروماتين الحقيقي. 25 – الجسم القاعدي للكيليوم. 26 - رمش. 27 – اتصال خاص بين الخلايا (ديسموسوم)؛ 28 – فجوة الاتصال بين الخلايا
2.5.2.1. العضيات الغشائية (العضيات)
الشبكة الإندوبلازمية (الشبكة الإندوبلازمية، الشبكة السيتوبلازمية) عبارة عن مجموعة من الأنابيب المترابطة والفجوات و"الصهاريج"، التي يتكون جدارها من الأغشية البيولوجية الأولية.افتتح بواسطة ك.ر. بورتر في عام 1945. يرجع اكتشاف ووصف الشبكة الإندوبلازمية (ER) إلى إدخال المجهر الإلكتروني في ممارسة الدراسات الخلوية. تختلف الأغشية التي تشكل EPS عن البلازما في الخلية بسمكها الأصغر (5-7 نانومتر) وتركيزها العالي من البروتينات، خاصة تلك ذات النشاط الأنزيمي. . هناك نوعان من EPS(الشكل 8): خشن (حبيبي) وسلس (حبيبي). XPS الخام ويمثلها صهاريج مسطحة توجد على سطحها الريبوسومات والبوليزومات.تحتوي أغشية ER الحبيبية على بروتينات تعزز ربط الريبوسومات وتسطيح الصهاريج. تم تطوير ER الخام بشكل جيد بشكل خاص في الخلايا المتخصصة في تخليق البروتين. تتكون الشبكة الإندوبلازمية الملساء من الأنابيب والأنابيب والحويصلات الصغيرة المتشابكة.لا يتم التمييز بين قنوات وخزانات EPS من هذين النوعين: تنتقل أغشية من نوع واحد إلى أغشية من نوع آخر لتشكل ما يسمىEPS الانتقالية (العابرة).
رئيسيوظائف EPS الحبيبية نكون:
1) تخليق البروتينات على الريبوسومات المرفقة(البروتينات المفرزة، بروتينات أغشية الخلايا وبروتينات محددة لمحتويات عضيات الغشاء)؛ 2) الهيدروكسيل والكبريتات والفسفرة والغليكوزيل للبروتينات. 3) نقل الموادداخل السيتوبلازم. 4) تراكم المواد المصنعة والنقل؛ 5) تنظيم التفاعلات الكيميائية الحيوية،يرتبط بالتوطين المنظم في هياكل EPS للمواد التي تدخل في التفاعلات، وكذلك محفزاتها - الإنزيمات.
XPS سلس ويتميز بغياب البروتينات (الريبوفورين) على الأغشية التي تربط وحدات الريبوسوم الفرعية.من المفترض أن يتم تشكيل ER السلس نتيجة لتكوين نواتج ER الخشنة التي يفقد غشاءها الريبوسومات.
وظائف EPS السلس هي: 1) تخليق الدهون،بما في ذلك الدهون الغشائية. 2) تركيب الكربوهيدرات(الجليكوجين، وما إلى ذلك)؛ 3) تخليق الكولسترول. 4) تحييد المواد السامةأصل داخلي وخارجي. 5) تراكم أيونات الكالسيوم 2+ ; 6) ترميم كاريوليمافي الطور النهائي للانقسام. 7) نقل المواد. 8) تراكم المواد.
كقاعدة عامة، تكون ER الناعمة أقل تطورًا في الخلايا من ER الخام، ولكنها تتطور بشكل أفضل بكثير في الخلايا التي تنتج المنشطات والدهون الثلاثية والكوليسترول، وكذلك في خلايا الكبد التي تزيل سموم المواد المختلفة.
أرز. 9. مجمع جولجي:
1 – كومة من الخزانات المسطحة. 2 – فقاعات. 3- الحويصلات الإفرازية (الفجوات)
EPS الانتقالية (العابرة). - هذا هو موقع انتقال ER الحبيبي إلى ER الحبيبي، والذي يقع على سطح تشكيل مجمع جولجي. تتفكك أنابيب وأنابيب الشبكة الإندوبلازمية الانتقالية إلى أجزاء، والتي تتشكل منها الحويصلات التي تنقل المواد من الشبكة الإندوبلازمية إلى مجمع جولجي.
المجمع الصفائحي (مجمع جولجي، جهاز جولجي) هو عضية خلوية تشارك في التكوين النهائي لمنتجاتها الأيضية.(الأسرار، الكولاجين، الجليكوجين، الدهون وغيرها من المنتجات)،وكذلك في تركيب البروتينات السكرية. تمت تسمية العضو العضوي على اسم عالم الأنسجة الإيطالي سي. جولجي، الذي وصفه في عام 1898. تتكون من ثلاثة مكونات(الشكل 9): 1) كومة من الخزانات المسطحة (الأكياس)؛ 2) الفقاعات؛ 3) الحويصلات الإفرازية (الفجوات).تسمى منطقة تراكم هذه العناصر dictyosomes. قد يكون هناك العديد من هذه المناطق في الخلية (أحيانًا عدة عشرات أو حتى مئات). يقع مجمع جولجي بالقرب من نواة الخلية، وغالبًا ما يكون بالقرب من المريكزات، وغالبًا ما يكون منتشرًا في جميع أنحاء السيتوبلازم. في الخلايا الإفرازية، يقع في الجزء القمي من الخلية، والذي يتم من خلاله إطلاق الإفراز عن طريق الإخراج الخلوي. من 3 إلى 30 صهريجًا على شكل أقراص منحنية يبلغ قطرها 0.5-5 ميكرون تشكل كومة.يتم فصل الخزانات المجاورة بمسافات 15-30 نانومتر. تتميز المجموعات المنفصلة من الصهاريج داخل الدكتيوسوم بتركيبة خاصة من الإنزيمات التي تحدد طبيعة التفاعلات الكيميائية الحيوية، وخاصة معالجة البروتين، وما إلى ذلك.
العنصر الثاني المكون للدكتيوسوم هو الحويصلاتوهي تكوينات كروية يبلغ قطرها 40-80 نانومتر، ومحتوياتها متوسطة الكثافة محاطة بغشاء. تتشكل الفقاعات عن طريق الانفصال عن الخزانات.
العنصر الثالث من الدكتيوسوم هو الحويصلات الإفرازية (الفجوات)وهي عبارة عن تكوينات غشائية كروية كبيرة نسبيًا (0.1-1.0 ميكرومتر) تحتوي على إفراز ذو كثافة معتدلة يخضع للتكثيف والضغط (فجوات التكثيف).
من الواضح أن مجمع جولجي مستقطب رأسياً. أنه يحتوي على سطحين (قطبين):
1) رابطة الدول المستقلة السطح، أو سطح غير ناضج، ذو شكل محدب، يواجه الشبكة الإندوبلازمية (النواة) ويرتبط بحويصلات نقل صغيرة منفصلة عنها؛
2) عبر السطح، أو السطح المواجه للبلازما البلازمية المقعرة (الشكل 8)، حيث يتم فصل الفجوات (الحبيبات الإفرازية) من جانبها عن صهاريج مجمع جولجي.
رئيسيوظائف مجمع جولجي هي: 1) تخليق البروتينات السكرية والسكريات. 2) تعديل الإفراز الأولي وتكثيفه وتعبئتهفي الحويصلات الغشائية (تكوين حبيبات إفرازية) ؛ 3) المعالجة الجزيئية(الفسفرة، الكبريتة، الأسيلة، الخ)؛ 4) تراكم المواد التي تفرزها الخلية. 5) تشكيل الليزوزومات. 6) فرز البروتينات التي تصنعها الخليةعلى السطح قبل نقلها النهائي (يتم إنتاجه من خلال بروتينات المستقبلات التي تتعرف على مناطق الإشارة للجزيئات الكبيرة وتوجهها إلى الحويصلات المختلفة)؛ 7) نقل المواد:من حويصلات النقل، تخترق المواد كومة صهاريج مجمع جولجي من سطح رابطة الدول المستقلة، وتخرج منها على شكل فجوات من السطح العابر. يتم شرح آلية النقل من خلال نموذجين:أ) نموذج لحركة الحويصلات الناشئة من الصهريج السابق والاندماج مع الصهريج اللاحق بالتتابع في الاتجاه من سطح رابطة الدول المستقلة إلى السطح العابر؛ ب) نموذج لحركة الصهاريج، يعتمد على فكرة التكوين الجديد المستمر للصهاريج بسبب اندماج الحويصلات على سطح رابطة الدول المستقلة والتفكك اللاحق في فجوات الصهاريج التي تتحرك نحو السطح العابر.
تتيح لنا الوظائف الرئيسية المذكورة أعلاه أن نذكر أن المركب الصفائحي هو أهم عضية في الخلية حقيقية النواة، مما يضمن تنظيم وتكامل عملية التمثيل الغذائي داخل الخلايا. في هذه العضية، تحدث المراحل النهائية من تكوين ونضج وفرز وتعبئة جميع المنتجات التي تفرزها الخلية، والإنزيمات الليزوزومية، وكذلك البروتينات والبروتينات السكرية لجهاز سطح الخلية والمواد الأخرى.
عضيات الهضم داخل الخلايا. الليزوزومات عبارة عن حويصلات صغيرة يحدها غشاء أولي يحتوي على إنزيمات حلمهة. يقوم غشاء الليزوزوم، الذي يبلغ سمكه حوالي 6 نانومتر، بالتقسيم السلبي،فصل الإنزيمات المحللة مؤقتًا (أكثر من 30 نوعًا) عن الهيالوبلازم. في الحالة السليمة، يكون الغشاء مقاومًا لعمل الإنزيمات المحللة ويمنع تسربها إلى الهيالوبلازم. تلعب هرمونات الكورتيكوستيرويد دورًا مهمًا في تثبيت الغشاء. يؤدي تلف أغشية الليزوزوم إلى الهضم الذاتي للخلية بواسطة الإنزيمات المحللة.
يحتوي الغشاء الليزوزومي على مضخة بروتون تعتمد على ATP،ضمان تحمض البيئة داخل الليزوزومات. هذا الأخير يعزز تنشيط إنزيمات الليزوزوم - هيدرولاز الحمض. جنبا إلى جنب مع يحتوي غشاء الليزوزوم على مستقبلات تحدد ارتباط الليزوزومات لنقل الحويصلات والجسيمات البلعمية.يضمن الغشاء أيضًا انتشار المواد من الليزوزومات إلى الهيالوبلازم. يؤدي ربط بعض جزيئات الهيدرولاز بغشاء الليزوزوم إلى تعطيلها.
هناك عدة أنواع من الليزوزومات:الليزوزومات الأولية (حويصلات هيدرولاز)، والجسيمات الحالة الثانوية (البلعميات، أو الفجوات الهضمية)، والجسيمات الداخلية، والجسيمات البلعمية، والجسيمات الحالبة الذاتية، والأجسام المتبقية(الشكل 8).
الإندوسومات عبارة عن حويصلات غشائية تنقل الجزيئات الكبيرة من سطح الخلية إلى الليزوزومات عن طريق الالتقام الخلوي.أثناء عملية النقل، قد لا تتغير محتويات الإندوسومات أو تخضع للانقسام الجزئي. في الحالة الأخيرة، تخترق الهيدرولاز الإندوسومات أو تندمج الإندوسومات مباشرة مع حويصلات الهيدرولاز، ونتيجة لذلك يصبح الوسط محمضًا تدريجيًا. تنقسم الإندوسومات إلى مجموعتين: مبكر (محيطي)و الإندوسومات المتأخرة (حول النووية).
الإندوسومات المبكرة (المحيطية). تتشكل في المراحل المبكرة من الالتقام بعد فصل الحويصلات ذات المحتويات الملتقطة من البلازما.وهي تقع في الطبقات المحيطية من السيتوبلازم و تتميز ببيئة محايدة أو قلوية قليلاً. فيها، يتم فصل الروابط عن المستقبلات، ويتم فرز الروابط، وربما يتم إرجاع المستقبلات في حويصلات خاصة إلى البلازما.جنبا إلى جنب مع في الإندوسومات المبكرة، انقسام الكومونات
أرز. 10 (أ). مخطط تكوين الليزوزومات ومشاركتها في عملية الهضم داخل الخلايا.(ب)صورة مجهرية إلكترونية لقسم من الليزوزومات الثانوية (مشار إليها بالأسهم):
1 – تكوين حويصلات صغيرة مع إنزيمات من الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية. 2- نقل الإنزيمات إلى جهاز جولجي؛ 3 – تشكيل الليزوزومات الأولية. 4 – عزل واستخدام (5) هيدروليز أثناء الانقسام خارج الخلية. 6 - البلغومات. 7 – اندماج الليزوزومات الأولية مع البلغومات؛ 8, 9 – تشكيل الليزوزومات الثانوية (البلعوميات); 10 – إفراز الهيئات المتبقية. 11 – اندماج الليزوزومات الأولية مع هياكل الخلايا المنهارة؛ 12 – جسيم ذاتي الالتهام
مجمعات "هرمون المستقبل" ، "الجسم المضاد للمستضد" ، الانقسام المحدود للمستضدات ، تعطيل الجزيئات الفردية.في ظل الظروف الحمضية (الرقم الهيدروجيني = 6.0) البيئة في الإندوسومات المبكرة، قد يحدث انهيار جزئي للجزيئات الكبيرة. تدريجيًا، وبالتحرك بشكل أعمق في السيتوبلازم، تتحول الإندوسومات المبكرة إلى إندوسومات متأخرة (محيط النواة) تقع في الطبقات العميقة من السيتوبلازم،المحيطة بالنواة. يصل قطرها إلى 0.6-0.8 ميكرون تختلف عن الإندوسومات المبكرة في محتوياتها الأكثر حمضية (الرقم الهيدروجيني = 5.5) ومستوى أعلى من الهضم الأنزيمي للمحتويات.
الجسيمات البلعمية (الجسيمات البلعمية المتغايرة) هي حويصلات غشائية تحتوي على مواد تلتقطها الخلية من الخارج، تخضع لعملية الهضم داخل الخلايا.
الليزوزومات الأولية (حويصلات هيدرولاز) - حويصلات يبلغ قطرها 0.2-0.5 ميكرون تحتوي على إنزيمات غير نشطة (الشكل 10). يتم التحكم في حركتها في السيتوبلازم بواسطة الأنابيب الدقيقة. تنقل حويصلات الهيدرولاز الإنزيمات المحللة من المجمع الصفائحي إلى عضيات المسار الداخلي (البلعميات، والإندوسومات، وما إلى ذلك).
الليزوزومات الثانوية (البلعميات، الفجوات الهضمية) هي حويصلات يتم فيها الهضم داخل الخلايا بشكل فعالمن خلال الهيدرولاز عند درجة الحموضة ≥5. قطرها يصل إلى 0.5-2 ميكرون. الليزوزومات الثانوية (البلعمية والجسيمات الحالبة الذاتية) يتشكل عن طريق اندماج الجسيم البلعمي مع الجسيم الداخلي أو الليزوزوم الأولي (البلعمي) أو عن طريق اندماج الجسيم البلعمي الذاتي(حويصلة غشائية تحتوي على مكونات الخلية نفسها) مع الليزوزوم الأولي(الشكل 10) أو الإندوسوم المتأخر (جسيم البلعمة الذاتية). تضمن الالتهام الذاتي هضم مناطق السيتوبلازم والميتوكوندريا والريبوسومات وشظايا الغشاء وما إلى ذلك.ويتم تعويض فقدان هذه الأخيرة في الخلية من خلال تكوينها الجديد، مما يؤدي إلى تجديد ("تجديد") الهياكل الخلوية. وهكذا، في الخلايا العصبية البشرية، التي تعمل لعدة عقود، تتجدد معظم العضيات خلال شهر واحد.
يسمى نوع الليزوزوم الذي يحتوي على مواد (هياكل) غير مهضومة بالأجسام المتبقية. يمكن أن يبقى الأخير في السيتوبلازم لفترة طويلة أو يحرر محتوياته من خلال خروج الخلايا خارج الخلية.(الشكل 10). وهناك نوع شائع من الأجسام المتبقية في جسم الحيوانات حبيبات ليبوفوسسينوهي عبارة عن حويصلات غشائية (0.3-3 ميكرومتر) تحتوي على صبغة الليبوفوسسين البنية القابلة للذوبان بشكل طفيف.
البيروكسيسومات عبارة عن حويصلات غشائية يصل قطرها إلى 1.5 ميكرومتر، تحتوي المصفوفة على حوالي 15 إنزيمًا(الشكل 8). ومن بين الأخير هو الأكثر أهمية الكاتلاز,والذي يمثل ما يصل إلى 40٪ من إجمالي البروتين في العضية، وكذلك بيروكسيداز,أوكسيديز الأحماض الأمينية، إلخ. تتشكل البيروكسيسومات في الشبكة الإندوبلازمية وتتجدد كل 5-6 أيام. جنبا إلى جنب مع الميتوكوندريا، تعتبر البيروكسيسومات مركزًا مهمًا لاستخدام الأكسجين في الخلية.على وجه الخصوص، تحت تأثير الكاتالاز، ينهار بيروكسيد الهيدروجين (H 2 O 2)، الذي يتكون أثناء أكسدة الأحماض الأمينية والكربوهيدرات والمواد الخلوية الأخرى. وهكذا، تحمي البيروكسيسومات الخلية من التأثيرات الضارة لبيروكسيد الهيدروجين.
عضيات استقلاب الطاقة. الميتوكوندريا تم وصفه لأول مرة بواسطة R. Kölliker في عام 1850 في عضلات الحشرات التي تسمى الساركوزومات. تمت دراستها ووصفها لاحقًا بواسطة R. Altman في عام 1894 باسم "البلاستات الحيوية"، وفي عام 1897 أطلق عليها K. Benda اسم الميتوكوندريا. الميتوكوندريا هي عضيات مرتبطة بغشاء تزود الخلية (الكائن الحي) بالطاقة. مصدر الطاقة المخزنة على شكل روابط فوسفاتية من ATP هي عمليات الأكسدة. جنبا إلى جنب مع وتشارك الميتوكوندريا في التخليق الحيوي للستيرويدات والأحماض النووية، وكذلك في أكسدة الأحماض الدهنية.
م أرز. أحد عشر.
مخطط هيكل الميتوكوندريا: 1 – الغشاء الخارجي. 2 – الغشاء الداخلي. 3 - أعراف. 4 – المصفوفة
تمتلك الإيتوكوندريا أشكالًا بيضاوية، وكروية، وعصوية، وخيطية، وغيرها من الأشكال التي يمكن أن تتغير خلال فترة زمنية معينة. أبعادها هي 0.2-2 ميكرون في العرض و2-10 ميكرون في الطول. يختلف عدد الميتوكوندريا في الخلايا المختلفة بشكل كبير، حيث يصل إلى 500-1000 في الخلايا الأكثر نشاطًا. ويبلغ عددها في خلايا الكبد (خلايا الكبد) حوالي 800، ويبلغ الحجم الذي تشغله حوالي 20٪ من حجم السيتوبلازم. في السيتوبلازم، يمكن أن توجد الميتوكوندريا بشكل منتشر، ولكنها عادة ما تتركز في المناطق ذات الاستهلاك الأقصى للطاقة، على سبيل المثال، بالقرب من مضخات الأيونات، والعناصر المقلصة (الليفات العضلية)، وعضيات الحركة (محور الحيوانات المنوية). تتكون الميتوكوندريا من أغشية خارجية وداخلية،
مفصولة بمساحة بين الغشاء،وتحتوي على مصفوفة الميتوكوندريا التي يتم فيها طيات الغشاء الداخلي - الأعراف - الوجه
(الشكل 11، 12).
ن
أرز. 12.
صورة إلكترونية للميتوكوندريا (مقطع عرضي)
يحتوي الحيز الغشائي للميتوكوندريا، الذي يبلغ عرضه 10-20 نانومتر، على كمية صغيرة من الإنزيمات. ويحدها من الداخل غشاء الميتوكوندريا الداخلي، الذي يحتوي على بروتينات النقل، وإنزيمات السلسلة التنفسية، ونازعة هيدروجين السكسينات، بالإضافة إلى مركب إنزيم ATP. يتميز الغشاء الداخلي بنفاذية منخفضة للأيونات الصغيرة.وهي تشكل طيات بسمك 20 نانومتر، والتي غالبا ما تكون متعامدة مع المحور الطولي للميتوكوندريا، وفي بعض الحالات (العضلات والخلايا الأخرى) - طوليا. ومع زيادة نشاط الميتوكوندريا، يزداد عدد الطيات (مساحتها الإجمالية). على العرف هيالجسيمات المؤكسدة - تكوينات على شكل فطر تتكون من رأس مستدير قطره 9 نانومتر وساق سمكه 3 نانومتر. يحدث تخليق ATP في منطقة الرأس.يتم فصل عمليتي الأكسدة وتخليق ATP في الميتوكوندريا، ولهذا السبب لا تتراكم كل الطاقة في ATP، حيث تتبدد جزئيًا على شكل حرارة. يكون هذا الانفصال أكثر وضوحًا، على سبيل المثال، في الأنسجة الدهنية البنية، والتي تستخدم في "الإحماء" الربيعي للحيوانات التي كانت في حالة "السبات".
تمتلئ الغرفة الداخلية للميتوكوندريا (المنطقة الواقعة بين الغشاء الداخلي والأعراف).مصفوفة (الشكل 11، 12)، تحتوي على إنزيمات دورة كريبس، وإنزيمات تخليق البروتين، وإنزيمات أكسدة الأحماض الدهنية، والحمض النووي للميتوكوندريا، والريبوسومات، وحبيبات الميتوكوندريا.
يمثل الحمض النووي للميتوكوندريا الجهاز الجيني الخاص بالميتوكوندريا. وله مظهر جزيء دائري مزدوج، يحتوي على حوالي 37 جينًا. يختلف الحمض النووي للميتوكوندريا عن الحمض النووي في محتواه المنخفض من التسلسلات غير المشفرة وغياب الروابط مع الهستونات. يشفر الحمض النووي للميتوكوندريا mRNA وtRNA وrRNA، ولكنه يوفر تخليق 5-6٪ فقط من بروتينات الميتوكوندريا(إنزيمات نظام النقل الأيوني وبعض إنزيمات تخليق ATP). يتم التحكم في تخليق جميع البروتينات الأخرى، وكذلك ازدواجية الميتوكوندريا، بواسطة الحمض النووي النووي. يتم تصنيع معظم بروتينات الريبوسوم الميتوكوندريا في السيتوبلازم ثم يتم نقلها إلى الميتوكوندريا. وراثة الحمض النووي للميتوكوندريا في العديد من أنواع حقيقيات النوى، بما في ذلك البشر، تحدث فقط من خلال خط الأم: يختفي الحمض النووي للميتوكوندريا الأب أثناء تكوين الأمشاج والإخصاب.
تتمتع الميتوكوندريا بدورة حياة قصيرة نسبيًا (حوالي 10 أيام). يتم تدميرها من خلال الالتهام الذاتي، ويحدث التكوين الجديد من خلال الانقسام (الربط).الميتوكوندريا السابقة. ويسبق هذا الأخير تكرار الحمض النووي للميتوكوندريا، والذي يحدث بشكل مستقل عن تكرار الحمض النووي النووي في أي مرحلة من مراحل دورة الخلية.
لا تحتوي بدائيات النوى على ميتوكوندريا، ويتم تنفيذ وظائفها عن طريق غشاء الخلية. وفقا لإحدى الفرضيات، نشأت الميتوكوندريا من البكتيريا الهوائية نتيجة للتكاثر الحيوي.هناك افتراض حول مشاركة الميتوكوندريا في نقل المعلومات الوراثية.
خلية. هيكل الخلية النباتية
الخلية هي نظام بيولوجي حي يكمن وراء بنية جميع الكائنات الحية وتطورها وعملها. هذا نظام مستقل بيولوجيًا يتميز بجميع عمليات الحياة: النمو والتطور والتغذية والتنفس والأكسجين والتكاثر وما إلى ذلك. تم اكتشاف التركيب الخلوي للنباتات والحيوانات عام 1665 على يد العالم الإنجليزي روبرت هوك. شكل وبنية الخلايا متنوعة للغاية. هناك:
1) خلايا الحمة - طولها يساوي العرض؛
2) الخلايا prosenchymal - طول هذه الخلايا يتجاوز العرض.
يتم تغطية الخلايا النباتية الصغيرة تذكر الذكريات(التكلفة لكل ألف ظهور). يتكون من طبقة مزدوجة من الدهون وجزيئات البروتين. تقع بعض البروتينات بشكل فسيفسائي على جانبي الغشاء، لتشكل أنظمة إنزيمية. تخترق بروتينات أخرى طبقات الدهون لتشكل المسام. توفر CPMs البنية لجميع عضيات الخلية والنواة؛ الحد من السيتوبلازم من غشاء الخلية والفجوة. لديك نفاذية انتقائية. ضمان تبادل المواد والطاقة مع البيئة الخارجية.
الهيالوبلازم هو نظام غرواني عديم اللون وشفاف بصريًا يوحد جميع الهياكل الخلوية التي تؤدي وظائف مختلفة. السيتوبلازم هو الركيزة الأساسية للحياة لجميع عضيات الخلية. هذه هي المحتويات الحية للخلية. ويتميز بعلامات: الحركة، النمو، التغذية، التنفس، إلخ.
يتضمن تكوين السيتوبلازم: الماء 75-85٪، البروتينات 10-20٪، الدهون 2-3٪، المواد غير العضوية 1٪.
العضيات الغشائية للخلايا النباتية
تشكل الأغشية الموجودة داخل السيتوبلازم الشبكة الإندوبلازمية (ER) - وهي نظام من الفجوات والأنابيب الصغيرة المتصلة ببعضها البعض. تحمل الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية الريبوسومات، بينما تفتقر الشبكة الإندوبلازمية الملساء إليها. يضمن ER نقل المواد داخل الخلية وبين الخلايا المجاورة. وتشارك EPS الحبيبية في تخليق البروتين. في قنوات EPS، تكتسب جزيئات البروتين هياكل ثانوية وثلاثية ورباعية، ويتم تصنيع الدهون ونقل ATP.
الميتوكوندريا- في أغلب الأحيان عضيات بيضاوية أو مستديرة يصل حجمها إلى 1 ميكرون. مغطاة بغشاء مزدوج. يشكل الغشاء الداخلي نتوءات - أعراف. تحتوي مصفوفة الميتوكوندريا على إنزيمات الأكسدة والاختزال والريبوسومات والحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي الدائري. هذا هو مركز التنفس والطاقة للخلية. في مصفوفة الميتوكوندريا، يتم تكسير المواد العضوية وإطلاق الطاقة، والتي تستخدم في تخليق ATP (على العرف).
مجمع جولجيعبارة عن نظام من الخزانات المسطحة والمقوسة والمتوازية، والتي تحدها محطة ضاغط مركزية. يتم فصل الحويصلات عن حواف الصهاريج، وتنقل السكريات المتكونة في مجمع جولجي. يشاركون في بناء جدار الخلية. تتراكم منتجات تركيب وتكسير المواد في الخزانات، وتستخدمها الخلية أو يتم إزالتها للخارج.
البلاستيدات- اعتمادا على وجود أصباغ معينة، يتم التمييز بين ثلاثة أنواع من البلاستيدات: البلاستيدات الخضراء، البلاستيدات الملونة، البلاستيدات البيضاء.
البلاستيدات الخضراء بيضاوية الشكل، بحجم 4-10 ميكرون، وعضيات ذات غشاء مزدوج لجميع الأجزاء الخضراء من النبات. يشكل الغشاء الداخلي نتوءات - ثايلاكويدات، تشكل مجموعات منها جرانا (مثل كومة من العملات المعدنية). تقع الثايلاكويدات في السدى وتوحد الجرانا مع بعضها البعض. يوجد على السطح الداخلي للثايلاكويد صبغة خضراء - الكلوروفيل. تحتوي سدى البلاستيدات الخضراء على إنزيمات وريبوسومات وحمض نووي خاص بها. الوظيفة الرئيسية للبلاستيدات الخضراء هي التمثيل الضوئي (تكوين الكربوهيدرات من ثاني أكسيد الكربون وH2O، والمعادن باستخدام الطاقة الشمسية)، وكذلك تخليق ATP، ADP، وتوليف النشا الاستيعابي، والبروتينات الخاصة بها. بالإضافة إلى الكلوروفيل، تحتوي البلاستيدات الخضراء على أصباغ مساعدة - الكاروتينات.
البلاستيدات الملونة - البلاستيدات الملونة - متنوعة الشكل؛ باللون الأحمر والأصفر والبرتقالي. تحتوي على أصباغ - كاروتين (برتقالي)، زانثوفيل (أصفر). أنها تعطي بتلات الزهور اللون الذي يجذب الحشرات الملقحة. تلوين الثمار مما يسهل توزيعها على الحيوانات. فهي غنية بثمر الورد، والكشمش، والطماطم، وجذور الجزر، وبتلات القطيفة، وما إلى ذلك.
البلاستيدات البيضاء هي بلاستيدات صغيرة، مستديرة الشكل، عديمة اللون. إنها بمثابة موقع لترسيب العناصر الغذائية الاحتياطية: النشا والبروتينات وتكوين حبيبات النشا واليورون. الواردة في الفواكه والجذور والجذور. البلاستيدات قادرة على التحويل المتبادل: تتحول البلاستيدات البيضاء إلى البلاستيدات الخضراء في الضوء (تخضير درنات البطاطس)، وتتحول البلاستيدات الخضراء إلى البلاستيدات الخضراء (تخضير جذور الجزر في الضوء أثناء النمو).
تتكون النباتات والفطريات من ثلاثة أجزاء رئيسية: الغشاء البلازمي والنواة والسيتوبلازم. وتختلف البكتيريا عنها في أنها لا تحتوي على نواة، ولكنها تحتوي أيضًا على غشاء وسيتوبلازم.
كيف يتم هيكلة السيتوبلازم؟
هذا هو الجزء الداخلي من الخلية الذي يمكن من خلاله التمييز بين الهيالوبلازم (الوسط السائل) والشوائب والشوائب - وهي تكوينات غير دائمة في الخلية، وهي في الأساس قطرات أو بلورات من العناصر الغذائية الاحتياطية. العضيات هي هياكل دائمة. كما أن الوحدات الوظيفية الرئيسية في الجسم هي الأعضاء، كذلك في الخلية يتم تنفيذ جميع الوظائف الرئيسية بواسطة العضيات.
عضيات الخلايا الغشائية وغير الغشائية
وتنقسم الأولى إلى غشاء واحد وغشاء مزدوج. الأخيران هما الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء. تشتمل الخلايا ذات الغشاء الواحد على الليزوزومات، ومعقد جولجي، والشبكة، والفجوات. سنتحدث أكثر عن العضيات غير الغشائية في هذه المقالة.
عضيات الخلية ذات البنية غير الغشائية
وتشمل هذه الريبوسومات ومركز الخلية بالإضافة إلى الهيكل الخلوي الذي يتكون من الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة. تتضمن هذه المجموعة أيضًا عضيات الحركة التي تمتلكها الكائنات وحيدة الخلية، بالإضافة إلى الخلايا التناسلية الذكرية للحيوانات. دعونا ننظر بالترتيب إلى عضيات الخلايا غير الغشائية وبنيتها ووظائفها.
ما هي الريبوسومات؟
هذه هي الخلايا التي تتكون من البروتينات النووية الريبية. يتضمن هيكلها جزأين (وحدات فرعية). أحدهما صغير والآخر كبير. في حالة الهدوء يتم فصلهم. يتصلون عندما يبدأ الريبوسوم في العمل.
هذه العضيات الخلوية غير الغشائية مسؤولة عن تخليق البروتين. وهي عملية الترجمة - ربط الأحماض الأمينية في سلسلة بولي ببتيد بترتيب معين، ويتم نسخ المعلومات حولها من الحمض النووي وتسجيلها على الرنا المرسال.
ويبلغ حجم الريبوسومات عشرين نانومترا. يمكن أن يصل عدد هذه العضيات في الخلية إلى عدة عشرات الآلاف.
في حقيقيات النوى، توجد الريبوسومات في الهيالوبلازم وعلى سطح الشبكة الإندوبلازمية الخشنة. وهي موجودة أيضًا داخل العضيات ذات الغشاء المزدوج: الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء.
مركز الخلية
تتكون هذه العضية من جسيم مركزي، محاط بغلاف مركزي. يتم تمثيل الجسيم المركزي بواسطة اثنين من المريكزات - أسطوانات داخلية فارغة تتكون من الأنابيب الدقيقة. يتكون الغلاف المركزي من أنابيب دقيقة تمتد بشكل قطري من مركز الخلية. كما أنه يحتوي على خيوط وسيطة وألياف دقيقة.
يؤدي مركز الخلية وظائف مثل تشكيل مغزل الانقسام. وهو أيضًا مركز تنظيم الأنابيب الدقيقة.
أما بالنسبة للتركيب الكيميائي لهذه العضية، فإن المادة الرئيسية هي بروتين توبولين.
وتقع هذه العضية في المركز الهندسي للخلية، ولهذا سميت بهذا الاسم.
الخيوط الدقيقة والأنابيب الدقيقة
الأول هو خيوط بروتين الأكتين. قطرها 6 نانومتر.
يبلغ قطر الأنابيب الدقيقة 24 نانومتر. جدرانها مصنوعة من بروتين توبولين.
تشكل هذه العضيات الخلوية غير الغشائية هيكلًا خلويًا يساعد في الحفاظ على شكل ثابت.
وظيفة أخرى للأنابيب الدقيقة هي النقل، حيث يمكن للعضيات والمواد الموجودة في الخلية أن تتحرك على طولها.
عضويات الحركة
أنها تأتي في نوعين: أهداب وسياط.
الأول هو كائنات وحيدة الخلية مثل أهداب النعال.
تحتوي الكلاميدوموناس على سوط، وكذلك حيوانات منوية.
تتكون عضيات الحركة من بروتينات مقلصة.
خاتمة
في الختام، نحن نقدم معلومات عامة.
| عضوي | الموقع في القفص | بناء | المهام |
| الريبوسومات | وهي تطفو بحرية في الهيالوبلازم وتقع أيضًا على الجانب الخارجي لجدران الشبكة الإندوبلازمية الخشنة | تتكون من أجزاء صغيرة وكبيرة. التركيب الكيميائي - البروتينات النووية. | تخليق البروتين |
| مركز الخلية | المركز الهندسي للخلية | اثنان من المريكزات (اسطوانات الأنابيب الدقيقة) والغلاف المركزي - الأنابيب الدقيقة الممتدة شعاعيًا. | تشكيل المغزل، وتنظيم الأنابيب الدقيقة |
| خيوط دقيقة | في سيتوبلازم الخلية | خيوط رقيقة مصنوعة من بروتين الأكتين المقلص | خلق الدعم، وفي بعض الأحيان توفير الحركة (على سبيل المثال، في الأميبا) |
| أنابيب مجهرية | في السيتوبلازم | أنابيب توبولين مجوفة | إنشاء الدعم ونقل عناصر الخلية |
| أهداب والأسواط | من الخارج للغشاء البلازمي | تتكون من البروتينات | حركة كائن حي وحيد الخلية في الفضاء |
لذلك نظرنا إلى جميع العضيات غير الغشائية للنباتات والحيوانات والفطريات والبكتيريا وبنيتها ووظائفها.
