إن دراسة مكونات الخلية ووظائفها تمثل أحد أهم الموضوعات التي يستند إليها الكثير من الباحثين، حيث تعتبر الخلية الوحدة الأساسية والحيوية التي تسهم في بقاء الكائنات الحية، وتنظيم تكاثرها ونموها بطريقة فعالة.
مكونات الخلية ووظائفها
- تظهر عظمة الخالق في تنوع الكائنات الحية الموجودة على سطح الأرض، حيث نجد مخلوقات صغيرة لا تُرى بالعين المجردة.
- تشمل هذه الكائنات، مثل الأشجار الكبيرة والحيوانات الضخمة، وتعتبر الخلايا هي الوحدة الأساسية للحياة في جميع هذه الكائنات.
- تُعرف الخلايا بأنها الوحدات الهيكلية والوظيفية لجميع أشكال الحياة، وهي صغيرة الحجم ولا تُرى إلا بواسطة الميكروسكوب، حيث يبلغ حجم أكبر الخلايا حوالي 100 ميكرومتر.
أنواع الخلايا
- تنقسم الخلايا إلى نوعين رئيسيين: الخلايا بدائية النواة، التي تحتوي على الحمض النووي في السيتوبلازم ولا تمتلك نواة حقيقية.
- بينما تتميز الخلايا حقيقية النواة بوجود نواة محاطة بغشاء نووي تفصل مكوناتها عن السيتوبلازم، مثل البكتيريا التي تُعتبر مثالًا على الخلايا بدائية النواة، مقارنةً بالكائنات المعقدة مثل الطلائعيات والفطريات.
تركيب الوظائف الخلوية
تتكون الخلايا حقيقية النواة عادة من البُنى والعضيات التالية:
- غشاء البلازما: هو الغشاء المحيط بالخلية، ويتميز بخصائص شبه نفاذية تسهم في تنظيم مرور العناصر الغذائية داخل الخلية.
- النواة: تحوي جميع الخلايا على نواة تُعتبر من الأجزاء الهامة التي تحتوي على المعلومات الوراثية (DNA) المسؤولة عن تنظيم نمو وتكاثر الخلايا.
- السيتوبلازم: مادة تشبه الجيل تحيط بالنواة وتحتوي على جميع العضيات اللازمة للخلية.
- الجهاز المركزي: هو العضية التي تساهم في تنظيم انقسام الخلايا وتساعد أيضًا في حركة الخلية. جهاز جولجي: يلعب دورًا في تصنيع وتخزين ونقل الجزيئات.
مكونات الخلية
- الشبكة الإندوبلازمية: هي شبكة تشبه الغشاء تمتد في السيتوبلازم، وتنقسم إلى نوعين: شبكة إندوبلازمية خشنة تحتوي على ريبوسومات وشبكة إندوبلازمية ناعمة.
- الليزوزومات: عضيات تقوم بعملية هضم وتفكيك الجزيئات الخلوية التي لم تعد الخلايا في حاجة إليها، مثل الأحماض النووية.
- الأنابيب الدقيقة: تعتبر هيكلًا داعمًا للخلايا وتساعد على إعطاء الخلايا شكلًا معينًا، بينما تُعتبر الميتوكوندريا مركزًا لتوليد الطاقة من خلال عملية التنفس الخلوي.
- البيروكسيسومات: تحتوي على إنزيمات تعمل على تكسير الدهون وتشكيل الأحماض الصفراوية.
- الريبوسومات: تلعب دورًا أساسيًا في إنتاج البروتين وتتشكل من مواد RNA والبروتين.
- البلاستيدات: تتواجد فقط في الخلايا النباتية وتعمل على تخزين المواد في البلاستيدات الخضراء، حيث يحدث التمثيل الضوئي.
وظائف الخلايا
- تتميز الكائنات الخلوية بتنوع وظائف خلاياها بحسب تركيبها، حيث تؤدي الأنواع المختلفة من الخلايا وظائف مختلفة تتماشى مع بنيتها.
- ومع ذلك، تشترك معظم الخلايا في وظائف عامة تشمل: تبادل المواد عبر غشاء البلازما، إنتاج البروتينات، وانقسام الخلايا.
تبادل المواد عبر أغشية الخلية
- غشاء البلازما أو الغشاء الخلوي يحيط بالخلية ويعتبر شبه منفذ ينظم مرور المواد داخل وخارج الخلية.
- يمكن أن يحدث تبادل المواد بعدة طرق، منها النقل السلبي حيث تنتقل الجسيمات من منطقة تركيز أعلى إلى منطقة تركيز أقل دون استهلاك الطاقة.
- من الأمثلة على النقل السلبي هو الانتشار البسيط حيث يتم نقل المادة المذابة من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل.
- أما تسهيل الانتشار فهو عملية نقل المواد المذابة عبر الغشاء مع مساعدة البروتينات، بينما تتم عملية نفاذ المذيبات من تركيز أقل إلى تركيز أعلى عبر غشاء شبه منفذ.
وظائف مكونات الخلية
- النقل النشط يتمثل في نقل المواد من منطقة تركيز أقل إلى منطقة تركيز أعلى، ويتطلب ذلك جزيئات طاقة والنقل مثل الإنزيمات.
- إن دخول الخلية يُعرف باسم endocytosis، والذي يشير إلى عملية نقل المواد من خارج الخلية إلى داخلها.
- بينما عملية خروج الخلية تشير إلى نقل المواد من الحويصلة الإفرازية خارج غشاء الخلية.
الانقسام الخلوي
يعتبر انقسام الخلايا العملية التي من خلالها يمكن للخلايا أن تنمو وتنتج خلايا جديدة، وينقسم إلى نوعين رئيسيين:
1- الانقسام الخيطي
- يعرف بالإنجليزية Mitosis، وهو الانقسام الذي يحدث في الخلايا الجسدية للكائن الحي، ويؤدي إلى إنتاج خليتين مماثلتين للخلية الأصلية.
- تمر الخلية بمرحلة وسيطة قبل الانقسام للتحضير لبداية العملية، تليها سلسلة من المراحل المتتابعة تشمل: المرحلة الأولية، ومرحلة الاستواء، ومرحلة التفكك.
2- الانقسام الاختزالي
- يحدث هذه النوع من الانقسام في الخلايا الجنسية لإنتاج الأمشاج مثل الحيوانات المنوية والبويضات.
- وهذا يعد هامًا لضمان عدد ثابت من الكروموسومات في الكائن الحي، حيث تحتوي الخلايا الجسدية في جسم الإنسان على 46 كروموسومًا.
- الأمشاج الناتجة من الانقسام الاختزالي تحتوي على 23 كروموسومًا، وهو نفس عدد الكروموسومات في البويضة.
- عند التخصيب، يتم تكوين خلية تحتوي على 46 كروموسومًا.
- تفصل الخلية بغشاء بلازما يشكل حاجزًا يسمح بمرور المواد الغذائية من خلال الانتشار أو التخفيف.
- تتكون الخلية من مجموعة من العضيات كل منها محاط بغشاء بلازمي.
- كما تحتوي الخلية على نواة تضم المعلومات الوراثية اللازمة لنموها وتكاثرها.
إنتاج البروتينات
- يتم إنتاج البروتين في سيتوبلازم الخلية، ويتضمن ذلك إنزيمات وهرمونات تنظم جميع التفاعلات الكيميائية في الخلية.
- تعد العديد من المواد البروتينية ضرورية للخلية، والمعلومات المسؤولة عن تخليق البروتين موجودة في النواة.
- تنقل جزيئات المرسال RNA التعليمات من الحمض النووي في النواة إلى السيتوبلازم.
- يستمر جسم الإنسان في إنتاج الخلايا من خلال عملية الانقسام، مما يسهم في النمو وإصلاح الأنسجة المتضررة.
- يمكن اعتبار الانقسام المتساوي الذي يحدث في الخلايا الجسدية والانقسام الاختزالي في الخلايا الجرثومية مثالين على ذلك.
- على الرغم من أن جميع الخلايا تشترك في مكونات معينة، فإن كل نوع من الخلايا يتخصص في وظائف معينة مختلفة.
- على سبيل المثال، تلعب الخلايا العصبية دورًا حيويًا في نظام الاتصال وإرسال المعلومات، بينما تؤدي الخلايا العضلية وظيفة حركية وظيفية أخرى.
