نسخة الفيديو النصية
في هذا الفيديو، سوف نتعرف على عضيات الخلايا الحقيقية النوى بشكل عام بالإضافة إلى العضيات الخاصة في الخلايا النباتية. وسوف نتعرف على تركيب هذه العضيات وكيف تتكيف مع وظائفها.
تتكون أجسام البشر، والعديد من الكائنات الحية الأخرى المتعددة الخلايا، من عدة أنواع مختلفة من الخلايا التي تؤدي الكثير من الوظائف المختلفة. وكل خلية من هذه الخلايا المفردة حية بذاتها، وتؤدي وظائفها من خلال تراكيب تحت خلوية متخصصة تعرف باسم العضيات. تتكيف كل عضية على نحو خاص لتلائم وظيفتها. وفي الواقع، تحتوي جميع أنواع الخلايا الحقيقية النوى على أنواع العضيات نفسها، وهذا دليل على أننا جميعًا ننحدر من أصل مشترك. لنلق نظرة فاحصة على هذه العضيات المختلفة وتركيبها ووظائفها. أمامنا مخطط لخلية حيوانية يوضح لنا بعض التراكيب المشتركة في الخلايا الحقيقية النوى.
جميع الخلايا الحية محاطة بغشاء خلوي. وربما تتمثل الوظيفة الأهم للغشاء الخلوي في أنه يتحكم فيما يدخل إلى الخلية وما يخرج منها. وهو يعين أيضًا حدود الخلية، مثلما يعين الجلد حدود الجسم. يتسم الغشاء الخلوي بالمرونة، والتجدد الذاتي، والنفاذية الاختيارية. ويتكون بشكل أساسي من فسفوليبيدات مرتبة في طبقتين يطلق عليهما الطبقة الثنائية. وتساعد جزيئات الكوليسترول على منح الغشاء الخلوي للخلية الحيوانية بنيته المميزة. كما تؤدي أنواع مختلفة من البروتينات وظائف مختلفة، مثل نقل المواد إلى داخل الخلية وخارجها أو إرسال الإشارات وتلقيها.
الصفة المميزة للخلية الحقيقية النواة هي وجود النواة، ووظيفتها التحكم في جميع الأنشطة المختلفة للخلية. يحيط بالنواة غشاء مزدوج، يطلق عليه أحيانًا الغلاف أو الغشاء النووي. ويحتوي الغلاف النووي على فتحات، تسمى مسام نووية، تسمح بدخول الجزيئات الكبيرة الحجم مثل الحمض النووي الريبوزي (RNA) إلى النواة والخروج منها. تحتوي النواة على المادة الوراثية، التي يطلق عليها أيضًا الحمض النووي (DNA)، وتحميها وتنظم عملية التعبير عنها، وبذلك تستطيع النواة أن تتحكم في أنشطة الخلية. كما تمتلئ النواة بمادة هلامية كثيفة تسمى بلازما النواة.
دائمًا ما تظهر في النواة منطقة كثيفة تعرف باسم النوية. والوظيفة الأساسية للنوية هي تكوين الريبوسومات. السيتوبلازم هو الوسط أو السائل الذي يملأ المساحة الداخلية للخلية. يتكون السيتوبلازم من ماء وبروتينات وأيونات ومغذيات، وعادة ما يكون عديم اللون. وتتواجد جميع العضيات والتراكيب الخلوية الأخرى معلقة في السيتوبلازم. كثيرًا ما نعتقد أن السيتوبلازم مادة خاملة غير نشطة. لكن معظم أنشطة الخلية تحدث في السيتوبلازم، كما يساعد حجم السيتوبلازم في إكساب الخلية بنيتها. لذلك لا بد من الحفاظ على تركيبه، حيث يشكل جزءًا مهمًّا من عملية تحقيق التوازن داخل الخلية.
توجد شبكة من البروتينات في جميع أنحاء السيتوبلازم تسمى الهيكل الخلوي. والهيكل الخلوي يمنح الخلية شكلها، ويحافظ على استقرار العضيات في مكانها، ويوجه حركة هذه العضيات. وهو مهم أيضًا من أجل حركة وهجرة الخلايا، وكذلك انقسامها. يتكون الهيكل الخلوي من خيوط دقيقة، وأنيبيبات دقيقة، وخيوط بينية. الميتوكوندريا هي العضيات التي تمد الخلية بالطاقة من خلال عملية تعرف بالتنفس الخلوي. وتحاط كل ميتوكوندريا بغشاء خارجي أملس وغشاء داخلي مطوي. يطلق على ثنايا الغشاء الداخلي الأعراف، والمساحة الموجودة داخل الغشاء الداخلي المطوي تعرف عمومًا بالحشوة. تحتوي الميتوكوندريا أيضًا على حمض نووي خاص بها، ويعد هذا دليلًا على أنها كانت فيما مضى كائنات مستقلة بدائية النوى.
الريبوسومات عضيات صغيرة غير محاطة بغشاء خاص. وهي مسئولة عن عملية ترجمة الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA)، ويشار إلى هذه العملية أيضًا باسم تخليق البروتين. تتكون الريبوسومات من حمض نووي ريبوزي ريبوسومي (rRNA) وبروتينات تتكون في النوية. يتكون الريبوسوم الواحد من جزئين متشابكين يطلق عليهما الوحدتان الفرعيتان الصغيرة والكبيرة. ويشار إلى ريبوسومات الخلايا الحقيقية النوى باسم ريبوسومات 80S لأنها أكبر من ريبوسومات 70S الموجودة في الخلايا البدائية النوى. أما الشبكة الإندوبلازمية فهي عبارة عن نظام متصل مكون من أغشية مطوية تشكل شبكة من الفراغات المترابطة داخل الخلية.
ويمكننا أن نصنف الشبكة الإندوبلازمية إلى نوعين، خشنة وناعمة. تمتلئ الشبكة الإندوبلازمية الخشنة بالريبوسومات. وغالبًا ما تتخذ شكلًا مسطحًا وترتبط ارتباطًا وثيقًا بالنواة. وهي مسئولة عن طي البروتينات حتى تصل إلى شكلها الأخير. في المقابل، تخلو الشبكة الإندوبلازمية الناعمة من الريبوسومات. وغالبًا ما تتخذ شكلًا أنبوبيًّا، وهي مسئولة عن تصنيع أنواع معينة من الليبيدات. أما جهاز جولجي فهو عبارة عن سلسلة من الأكياس الغشائية المسطحة. يستقبل جهاز جولجي المواد المصنعة في الشبكة الإندوبلازمية، ثم يعيد تصنيفها ويحيطها بحويصلات لتوصيلها إلى أجزاء مختلفة من الخلية.
يعرف أحد الأنواع المتخصصة من الحويصلات التي ينتجها جهاز جولجي بالجسم المحلل أو الليسوسوم. الأجسام المحللة مسئولة عن تكسير مواد الخلية وإعادة تدويرها. يمكن أن يحتوي الجسم المحلل الواحد على أكثر من 60 نوع مختلف من الإنزيمات ويمتلئ عادة بسائل حمضي. العضية الأخيرة التي سنتناولها في الخلية الحيوانية الحقيقية النواة هي الفجوة العصارية، وهي عبارة عن كيس غشائي يستخدم لتخزين المواد. تحتوي الأنواع المختلفة من الخلايا الحقيقية النوى على أعداد ومجموعات مختلفة من العضيات تبعًا لوظيفتها. فيما يلي سنلقي نظرة على الخلية النباتية.
الخلايا النباتية هي أيضًا خلايا حقيقية النوى، ومن ثم فهي تضم الكثير من العضيات التي تعرفنا عليها في الخلايا الحيوانية. وخلافًا للحيوانات، فالنباتات كائنات حية ثابتة غير متحركة. لذلك، تحاط الخلية النباتية بطبقة خارجية صلبة يطلق عليها الجدار الخلوي، وهو ما يمنحها شكلها وبنيتها. يتكون الجدار الخلوي في النباتات من السليولوز وهو ما يجعله مختلفًا عن الجدار الخلوي للبكتيريا والفطريات. تحتوي العديد من الخلايا النباتية أيضًا على البلاستيدات الخضراء، وهي موقع حدوث عملية البناء الضوئي. البناء الضوئي هو الطريقة التي يصنع بها النبات الجلوكوز من ضوء الشمس، وهو أحد أوجه التكيف التي تمكن النبات من أن يظل ثابتًا، حيث إنه غير مضطر للحركة من أجل إيجاد الغذاء.
تحاط البلاستيدات الخضراء بغشاء خارجي وغشاء داخلي. ويعرف السائل الذي يملأ الغشاء الداخلي بالاستروما. أما الكلوروفيل، الذي يسهل عملية البناء الضوئي، فيخزن في أكياس شبيهة بالعملات المعدنية تسمى ثايلاكويدات. وترتب جميع الثايلاكويدات على هيئة حزم تعرف بالجرانا. وللبلاستيدات الخضراء صفات خاصة تمكنها من القيام بعملية البناء الضوئي بكفاءة. تحتوي البلاستيدات الخضراء أيضًا على حمض نووي خاص بها، وهذا دليل على أنها كانت فيما مضى كائنات مستقلة بدائية النوى. عادة ما تكون الفجوة العصارية المركزية الكبيرة هي أكبر عضية تميز الخلية النباتية. وللفجوة العصارية المركزية وظيفتان أساسيتان، فهي مسئولة عن تخزين الماء والمغذيات.
وتتمثل الوظيفة الأخرى للفجوة العصارية المركزية في ملء الخلية والحفاظ على ضغط الجدار الخلوي حتى لا تفقد الخلية شكلها. لا تتكيف كل عضية مع وظيفتها فحسب، وإنما تتكيف أيضًا أعداد ومجموعات العضيات الموجودة داخل الخلية بما يلائم وظيفة الخلية. فالخلايا الأكثر نشاطًا، والتي تستخدم الكثير من الطاقة، مثل الخلايا العضلية أو العصبية، تحتوي على العديد من الميتوكوندريا داخلها. وفي المقابل، تحتوي الخلايا الأقل نشاطًا، التي تستهلك القليل من الطاقة، على عدد أقل من الميتوكوندريا، كما في خلايا الجلد. وبطريقة مماثلة، تحتوي الطبقة العليا من الخلايا داخل ورقة الشجر على العديد من البلاستيدات الخضراء لكي تمتص ضوء الشمس وتقوم بعملية البناء الضوئي. وفي المقابل، تخلو الخلايا الموجودة في جذر النبات، والتي لا تتعرض لضوء الشمس، من أية بلاستيدات خضراء.
بعد أن تعرفنا على تركيب الخلايا الحقيقية النوى وكيف تكيفت مع وظائفها، لنحل الآن سؤالًا تدريبيًّا.
توضح القائمة الآتية وظائف بعض العضيات في الخلايا الحقيقية النوى. (1) معالجة ونقل البروتينات. (2) تنسيق أنشطة الخلية، ومنها انقسام الخلية وتخليق البروتين. (3) توفير موقع لمراحل التنفس الهوائي. (4) توفير موقع لتفاعلات البناء الضوئي. (5) حفظ المادة الوراثية في صورة الحمض النووي (DNA). أي الوظائف المذكورة في القائمة تقوم بها النواة؟ أي الوظائف المذكورة في القائمة تقوم بها البلاستيدة الخضراء؟ أي الوظائف المذكورة في القائمة يقوم بها جهاز جولجي؟
يطلب منا هذا السؤال أن نربط بين واحدة أو أكثر من الوظائف الخمس الواردة في القائمة وبين العضيات الموجودة في كل سؤال. وللإجابة عن هذا السؤال، سنراجع معًا تركيب ووظيفة العضيات الواردة في الأسئلة، لكي نسهل الربط بينها وبين الوظائف الواردة في القائمة. ونظرًا لأن أحد الأسئلة يذكر البلاستيدة الخضراء، ونحن نعرف أن البلاستيدة الخضراء هي عضية لا توجد إلا في الخلايا النباتية، فسوف نستخدم الخلية النباتية في مثالنا التوضيحي.
لنبدأ بالنواة. تؤدي النواة العديد من الوظائف. فهي تخزن وتحفظ الحمض النووي. كما أنها تتحكم في أنشطة الخلايا وتوجهها. أما النوية، وهي الجزء الكثيف الموجود في منتصف النواة، فهي تصنع الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي (rRNA) الذي تتكون منه الريبوسومات. والآن لنربط بين ما نعرفه وبين الوظائف الواردة في القائمة. تنسق النواة أنشطة الخلية، بما في ذلك انقسام الخلية وتخليق البروتينات. كما أنها تحفظ المادة الوراثية في صورة حمض نووي.
بعد ذلك سنلقي نظرة على البلاستيدة الخضراء. البلاستيدة الخضراء هي عضية خضراء اللون داخل الخلية النباتية، وتكتسب لونها من مادة كيميائية يطلق عليها الكلوروفيل. والكلوروفيل مادة ضرورية لإجراء عملية البناء الضوئي. خلال عملية البناء الضوئي، تحول الخلايا النباتية الطاقة الموجودة في ضوء الشمس إلى جزيئات جلوكوز تستخدمها فيما بعد لإجراء عملية التنفس الخلوي وتوليد الطاقة الخلوية. والآن لنلق نظرة على القائمة. وظيفة البلاستيدات الخضراء هي توفير موقع لحدوث تفاعلات عملية البناء الضوئي.
وأخيرًا لنلق نظرة على جهاز جولجي. يبدو جهاز جولجي مثل مجموعة من الأكياس المسطحة المحاطة بغشاء. وهو يعمل على تغليف البروتينات ونقلها في تراكيب تعرف بالحويصلات. كما يكون حويصلة متخصصة يطلق عليها الجسم المحلل، وهو مسئول عن تكسير المواد القديمة في الخلية وإعادة تدويرها. نحن الآن مستعدون لإلقاء نظرة على القائمة. ونجد أن وظيفة جهاز جولجي هي معالجة البروتينات ونقلها.
والآن، لنلخص درسنا من خلال استعراض ما تعلمناه سريعًا. في هذا الفيديو، تعرفنا على التراكيب الموجودة في الخلايا الحقيقية النوى. كما عرفنا كيف تتكيف هذه التراكيب الخاصة المعروفة بالعضيات مع وظائفها. وعرفنا أيضًا كيف يمكن أن تحتوي الخلايا المختلفة على مجموعات وأعداد مختلفة من تراكيب معينة. على سبيل المثال، تحتوي الخلايا النباتية على بلاستيدات خضراء وجدار خلوي وفجوة عصارية مركزية كبيرة، وهي عضيات ليست موجودة في الخلايا الحيوانية.
