مكونات الخلية ونظرياتها

عناصر الموضوع

1- أنواع الخلايا

2- نظرية الخلية

3- ماهي مكونات الخلية؟

علم الخلية، أو السيتولوجيا كما يُعرف، هو مجال علمي مُثير يركز على دراسة الخلية، وحدة الحياة الأساسية. يهدف هذا العلم إلى فهم خواص الخلية وبنيتها ومكوناتها. علاوة على ذلك  العضيات الموجودة فيها وكيفية تفاعلها مع البيئة المحيطة.

• ما الذي يجعل علم الخلية مهمًا؟

• فهم آليات الحياة: يساعدنا علم الخلية على فهم كيفية عمل الخلايا الحية، من خلال دراسة تركيب عضياتها، وظائفها، والجزيئات الكربونية التي تنتجها.
• الكشف عن أسرار الحياة: يركز علم الخلية على دراسة أهم الجزيئات الحيوية، مثل الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينات، والتي تُشكل أساس الحياة.

1- أنواع الخلايا

تعتبر الخلايا اللبنة الأساسية لجسم الإنسان. علاوة على ذلك تعطي كل نوع من الخلايا وظيفة محددة تساهم في عمل الجسم ككل.

• الخلايا الجذعية (Stem cells):

تُعد الخلايا الجذعية بمثابة “خلايا غير متخصصة” تمكنها من التحول إلى أنواع مختلفة من الخلايا.

• توجد في الجنين، و بعض الأنسجة عند البالغين مثل نخاع العظم.
• تعدّ مصدرًا للخلايا الجديدة لإصلاح الأنسجة التالفة.

• خلايا العظم (Bone cells):

تتكوّن خلايا العظم من النسيج العظمي الذي يدعم الجسم ويحمي أعضائه، وتتكون من ثلاثة أنواع رئيسية:

• ناقضات العظم (Osteoclasts): تذيب العظم لإعادة تشكيله.
• بانيات العظم (Osteoblasts): تشكل العظم الجديد.
• الخلايا العظمية (Osteocytes): تحافظ على العظم.

• خلايا الدم (Blood cells):

تشمل خلايا الدم الذي ينقل الأكسجين والمواد المغذية لجميع أجزاء الجسم، وتتكون من ثلاثة أنواع رئيسية:

• خلايا الدم الحمراء (RBC): تنقل الأكسجين.
• خلايا الدم البيضاء (WBC): تشكل جزءًا من الجهاز المناعي وتُحارب العدوى.
• الصفائح الدموية (Platelets): تساعد على تجلط الدم لمنع النزيف.

• الخلايا العصبية (Nerve Cells):

تشرف الخلايا العصبية على الجهاز العصبي الذي يتحكم في جميع وظائف الجسم. علاوة على ذلك تنقل المعلومات على شكل إشارات كهربائية من خلال الدماغ والحبل الشوكي والأعضاء.

• الخلايا الغضروفية (Cartilage cells):

تبني الخلايا الغضروفية نسيجًا صلبًا يُوجد بين العظام ويُساعد على حركة الجسم. علاوة على ذلك لا تحتوي على أوعية دموية لذلك تُشفى ببطء.

• الخلايا العضلية (Muscle cells):

الخلايا العضلية أو  الأنسجة العضلية هي التي تساعد على حركة الجسم، وتُوجد ثلاثة أنواع من الأنسجة العضلية:

• أنسجة العضلات الهيكلية: تتحكم بها الإرادة.
• أنسجة عضلات القلب: تتحكم بها الجهاز العصبي اللاإرادي.
• أنسجة العضلات الملساء: توجد في الجهاز الهضمي و الأوعية الدموية.

• الخلايا الدهنية (Fat cells):

تخزن الخلايا الدهنية الدهون التي توفر الطاقة للجسم، وتُساهم في التوازن الهرموني و تنظيم التمثيل الغذائي.

• الخلايا الجلدية (Skin Cells):

تُغطي الخلايا الجلدية الجلد الذي يحمي الجسم من البيئة الخارجية، وتتكون من عدة أنواع:

• الخلايا الكيراتينية: تشكل الطبقة الخارجية من الجلد.
• خلايا ميركل: تساعد على الإحساس باللمس.
• خلايا لانجرهانز: تشكل جزءًا من الجهاز المناعي.
• الخلايا الصبغية: تنتج صبغة الميلانين التي تُعطي الجلد لونه.

• الخلايا الجنسية (Sex cells):

تمثل الخلايا الجنسية الخلايا التناسلية التي تشارك في عملية التكاثر. علاوة على ذلك توجد في الجهاز التناسلي للذكر والأنثى، وهي:

• الخلايا الجنسية الذكرية (الحيوانات المنوية): تنتج في الخصيتين.
• الخلايا الجنسية الأنثوية (البويضات): تنتج في المبايض.

تشكل هذه الخلايا الأساسية جسم الإنسان وتُساهم في الحفاظ على حياته و وظائفه المختلفة. [1]

2- نظرية الخلية

رحلة الاكتشاف

تعد نظرية الخلية من أهم المبادئ الأساسية في علم الأحياء. تُلخص هذه النظرية بأن جميع الكائنات الحية تتكون من خلايا. علاوة على ذلك أن الخلايا هي الوحدة الأساسية للحياة، وأن جميع الخلايا تنشأ من خلايا سابقة.

بداية الاكتشاف

روبرت هوك (1665): كان هوك أول من وصف الخلايا، وذلك عند ملاحظته للفلين تحت المجهر. لاحظ هوك غرفًا صغيرة داخل الفلين، وأطلق عليها اسم “الخلايا” (cells). علاوة على ذلك هوك لم يكن على علم بأن هذه الخلايا كانت ميتة، ولم يدرك أهميتها كالوحدة الأساسية للحياة.

التقدم في الفهم

ماتياس شليدن (1838): لاحظ شليدن أن الأنسجة النباتية تتكون من خلايا، واعتقد أن الخلايا تتشكل عن طريق التبلور.

ثيودور شوان (1839): لاحظ شوان أن الأنسجة الحيوانية تتكون أيضًا من خلايا، ولاحظ وجود تشابه بين الخلايا النباتية والحيوانية.

تطور نظرية الخلية

• روبرت ريماك (1852): قدم ريماك أدلة قوية على أن الخلايا تنشأ من انقسام خلايا أخرى.
• رودولف فيرشو (1855): نشر فيرشو مفهوم نظرية الخلية باستخدام العبارة اللاتينية “omnis cellula a cellula” (كل خلية تنشأ من خلية)، والتي تُعد المبدأ الثاني لنظرية الخلية الحديثة.

• أهمية نظرية الخلية:

• تعد نظرية الخلية أساسًا لفهم جميع جوانب الحياة، من بنية الكائنات الحية إلى وظائفها.
• تساعدنا نظرية الخلية على فهم الأمراض، وتطوير علاجات جديدة.
• تساهم نظرية الخلية في فهم التطور، وتنوع الحياة على الأرض

• رحلة من الاكتشاف إلى القبول

تعد نظرية الإندوسيمبيوتيك من أهم النظريات في علم الأحياء، حيث توضح أصل الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء داخل الخلايا حقيقية النواة.

بداية الاكتشاف

• روبرت براون: في عام 1831، وصف براون النوى في الخلايا النباتية.
• أندرياس شيمبر: في ثمانينيات القرن التاسع عشر، وصف شيمبر البلاستيدات الخضراء ودورها في عملية التمثيل الضوئي. لاحظ قدرتها على الانقسام بشكل مستقل عن النواة.
• الفرضية الأولى:

كونستانتين ميريشكوفسكي: في عام 1905، اقترح ميريشكوفسكي أن البلاستيدات الخضراء نشأت من بكتيريا ذاتية التمثيل الضوئي أسلاف تعيش بشكل تكافلي داخل خلية حقيقية النواة. كانت هذه أول فرضية للإندوسيمبيوتيك.

• دعم ودحض:

إيفان والين: في عشرينيات القرن الماضي، دعم والين فرضية ميريشكوفسكي من خلال دراسة أوجه التشابه بين الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء والبكتيريا. علاوة على ذلك زعم أنه استطاع زراعة الميتوكوندريا خارج الخلايا المضيفة، لكن تم دحض ادعائه لاحقًا بسبب التلوث البكتيري.

إحياء النظرية

لين مارغوليس: في الستينيات، مع اكتشاف الحمض النووي للميتوكوندريا والكلوروبلاست. بالإضافة إلى ذلك أعيد إحياء فرضية الإندوسيمبيوتيك. نشرت مارغوليس أفكارها حول أصل الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء في عام 1967، مستندة إلى الأدلة المجهرية والوراثية والبيولوجيا الجزيئية.

قبول النظرية

• الأدلة الجينية: مع تطور تقنيات تسلسل الحمض النووي، تم تأكيد نظرية الإندوسيمبيوتيك بشكل قوي. علاوة على ذلك أظهرت الدراسات أن الحمض النووي للميتوكوندريا والحمض النووي للكلوروبلاست مرتبطان ارتباطًا وثيقًا بنظرائهما البكتيرية.
• الخصائص المشتركة: تظهر الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء خصائص مشابهة للبكتيريا، مثل:
• الريبوسومات المشابهة للبكتيريا
• الانشطار الثنائي المشابه للبكتيريا
• وجود الحمض النووي الخاص بهما
• توسيع النظرية:

مارغوليس: في كتابها “التكافل في تطور الخلايا” (1981). علاوة على ذلك أوضحت مارغوليس أن الإندوسيمبيوتيك هو عامل رئيسي في تطور الكائنات الحية. [2]

3- ما هي مكونات الخلية؟

• تركيب الغشاء البلازمي

أظهرت الأبحاث أن أغشية الخلايا عبارة عن مزيج ديناميكي معقد من البروتينات والدهون. علاوة على ذلك يتكون الهيكل الأساسي للغشاء البلازمي من طبقة مزدوجة دهنية رقيقة جدًا، لكنها قوية ومرنة للغاية، ونفاذة أيضًا للسماح بتبادل الجزيئات بين الخلية وما يحيط بها.

• وظائف الغشاء البلازمي

• النفاذية الانتقائية: يسمح الغشاء البلازمي بمرور الماء والجزيئات الصغيرة مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بشكل محكم.
• البلعمة والإيماس: يمكن للغشاء ابتلاع المواد الخارجية الكبيرة (البلعمة) أو إخراج المحتويات الخلوية (الإيماس).
• الديناميكية: يستبدل الغشاء البلازمي بالكامل كل ساعة.

• نموذج الفسيفساء السائل:

يعرف نموذج الغشاء البلازمي باسم “الفسيفساء السائل” بسبب حركة جزيئات الدهون والبروتينات باستمرار داخل الطبقة المزدوجة الدهنية.

• وظائف البروتينات الغشائية:

• القنوات: تتحكم البروتينات الغشائية في التدفق المستمر للجزيئات عبر الغشاء.
• المستقبلات: تستقبل البروتينات الغشائية الإشارات من خارج الخلية وتمررها إلى داخلها.

• أهمية الغشاء البلازمي:

يعد الغشاء البلازمي ضروريًا للحياة الخلوية، حيث يمكنه الحفاظ على سلامة الخلية. بالإضافة إلى ذلك التحكم في تبادل المواد بين الخلية والبيئة الخارجية، واستقبال الإشارات من البيئة الخارجية، تنظيم وظائف الخلية.

• السايتوبلازم (Cytoplasm)

• الوصف: مادة هلامية شبه شفافة تملأ معظم مساحة الخلية.
• الوظيفة: يحتوي على العديد من الجسيمات الحية مثل الشبكة الإندوبلازمية، الريبوسومات، الميتوكوندريا، أجسام كولجي، الجسم المركزي، والنواة. كما يحتوي على مكونات غير حية مثل الفجوات، الكربوهيدرات، الدهون، والبروتينات. علاوة على ذلك يعمل السايتوبلازم كمسرح لعملية جسيمات الخلية الحية، مما يسمح لها بأداء وظائفها الحيوية.

• الشبكة الإندوبلازمية (Endoplasmic Reticulum):

• الوصف: مجموعة من القنوات الغشائية التي تربط بين الغشاء النووي وجسيمات الخلية الحية الأخرى. يوجد نوعان: الشبكة الإندوبلازمية الخشنة والشبكة الإندوبلازمية الملساء.
• الوظيفة: الشبكة الإندوبلازمية الخشنة: تحتوي على ريبوسومات على سطحها الخارجي، مما يجعلها مسؤولة عن تخليق البروتينات.
• الشبكة الإندوبلازمية الملساء: هي شبكة من الأغشية داخل الخلية. بالإضافة إلى ذلك لا تحمل على سطحها حبيبات صغيرة اسمها الريبوسومات. تقوم هذه الشبكة بوظائف حيوية مثل تصنيع الدهون والهرمونات، وتحييد السموم التي تدخل الخلية.
• الوظيفة العامة: نقل المواد الغذائية بين أجزاء الخلية، خاصة من السايتوبلازم إلى النواة والأغشية البلازمية.

• الريبوسومات (Ribosomes):

• الوصف: حبيبات دائرية دقيقة توجد على سطح الشبكة الإندوبلازمية الخشنة أو مبعثرة في السايتوبلازم أو داخل بعض مكونات الخلية مثل الميتوكوندريا.
• الوظيفة: غنية بالحامض النووي RNA والفوسفوليبيدات والبروتينات. تعد مواقع تخليق البروتينات.

• الميتوكوندريا (Mitochondria):

• الوصف: حبيبات صغيرة خيطية أو بيضوية الشكل تحتوي على السكريات، الأحماض العضوية، الأملاح المعدنية، الفيتامينات، وإنزيمات التنفس.
• الوظيفة: تعد مركز التمثيل الغذائي في الخلية. تتم فيها أكسدة العناصر الغذائية مثل الكربوهيدرات، البروتينات، والدهون وتحويلها إلى CO2+H2O بمساعدة إنزيمات التنفس. تخزن الطاقة الناتجة من هذه العملية على شكل ATP، وهو مركب غني جدا بالطاقة.

• أجسام كولجي (Golgi Bodies):

• الوصف: مجموعة من الأجسام الغشائية المترابطة.
• الوظيفة: يعتقد أنها تقوم بإفراز بعض المواد مثل الهرمونات، الإنزيمات، والبروتينات. ولكن وظيفتها الدقيقة لا تزال غير معروفة تمامًا.

• اللايسوسومات (Lysosomes):

• الوصف: أجسام حويصلية غنية بالإنزيمات المحللة (Hydrolytic enzymes).
• الوظيفة: إفراز إنزيمات هاضمة.

• مايكروبوديز (Microbodies):

• الوصف: أجسام صغيرة تساعد في أكسدة بعض العناصر الغذائية.
• الوظيفة: تعد مواقع لعمليات الأكسدة.

• الجسم المركزي (Centrosomes):

• الوصف: جسم شعاعي يوجد بالقرب من نواة الخلية. يتكون أساسًا من البروتينات الدهنية.
• الوظيفة: يقوم بفصل مجموعتي الكروموسومات الناتجة من انقسام النواة.

• النواة (Nucleus):

• الوصف: توجد داخل الخلية ومحاطة بغشاء نووي مزدوج ومثقب تحتوي على نوية أو أكثر،وكذلك على الشبكة الصبغية (Chromatin Reticulum) التي تتفكك إلى كروموسومات أثناء انقسام الخلية.
• الوظيفة: تعد أهم مكونات الخلية، فهي مركز نشاطها. بالإضافة إلى ذلك تحمل الصفات الوراثية. بالإضافة إلى ذلك وتنقلها من جيل إلى آخر ومن خلية إلى أخرى عن طريق الانقسام. [3]

وفي النهاية. وبعد الحديث عن مكونات الخلية وعلى الرغم من التنوع الهائل في أشكال الحياة على الأرض. بالإضافة إلى ذلك إلا أن الخلية هي الوحدة الأساسية المشتركة بين جميع الكائنات الحية. دراسة مكونات الخلية تساعدنا على فهم هذا التنوع البيولوجي. علاوة على ذلك كيفية تطور الكائنات الحية من أصل واحد.

• أنواع الخلايا في جسم الإنسانأنواع الخلايا -بتصرف
• الخليةنظرية الخلية -بتصرف
• الخلية (التركيب والوظيفة) ما هي مكونات الخلية -بتصرف

مشاركة المقال

وسوم