طرق البحث الخلوي

علم الخلايا هو علم يدرس التفاعل الخلوي وهيكل الخلية ، والذي يعد بدوره مكونًا أساسيًا لأي كائن حي. المصطلح نفسه يأتي من المفاهيم اليونانية القديمة "kitos" و "اللوغوس" ، والتي تعني ، على التوالي ، قفص وعقيدة.

ظهور العلم وتطوره المبكر

علم الخلايا هو أحد مجرات العلوم الكاملة التي انبثقت عن علم الأحياء في العصر الحديث. كان أول ظهور له هو اختراع المجهر في القرن السابع عشر. من خلال مراقبة الحياة من خلال مثل هذه البنية الأكثر بدائية ، اكتشف الإنجليزي لأول مرة أن كل شيء يتكون من خلايا ، وهكذا وضع الأساس لما يدرسه علم الخلايا اليوم. بعد عشر سنوات ، اكتشف عالم آخر - أنتوني ليوينهوك - أن الخلايا لها بنية وأنماط وظيفية مرتبة بدقة. كما أنه يمتلك اكتشاف وجود النوى. ومع ذلك ، لا يزال لفترة طويلةتعرقل فهم الخلية وعملها بسبب الجودة غير المرضية للمجاهر في ذلك الوقت. تم اتخاذ الخطوات المهمة التالية في منتصف القرن التاسع عشر. ثم تم تحسين التقنية بشكل كبير ، مما جعل من الممكن إنشاء مفاهيم جديدة يدين علم الخلايا بتطورها المكثف. هذا أولاً وقبل كل شيء اكتشاف البروتوبلازم وظهورها

ظهور نظرية الخلية

بناءً على المعرفة التجريبية التي تراكمت في ذلك الوقت ، اقترح عالما الأحياء M. Schleiden و T. ووظائف الكائن الحي. هذا مفهوم معقدة اشكال الحياةعلى الكوكب تأثير كبير على المسار الذي يتبعه علم الخلايا. هذا ينطبق أيضا على تطورها الحديث.

اكتشاف البروتوبلازم

كان الإنجاز المهم التالي في مجال المعرفة المذكور هو اكتشاف ووصف خصائص البروتوبلازم. إنها المادة التي تملأ الكائنات الخلوية، وهو أيضًا وسيط لأعضاء الخلية. في وقت لاحق ، تطورت معرفة العلماء حول هذه المادة. اليوم يطلق عليه السيتوبلازم.

مزيد من التطوير واكتشاف الوراثة الجينية

في النصف الثاني من القرن التاسع عشر ، تم اكتشاف أجسام منفصلة ، واردة في الكروموسومات. كشفت دراستهم للبشرية قوانين الاستمرارية الجينية. تم تقديم أهم مساهمة في هذا المجال في نهاية القرن التاسع عشر من قبل النمساوي جريجور مندل.

الوضع الحالي للعلم

بالنسبة للمجتمع العلمي الحديث ، يعد علم الخلايا أحد أهم الفروع المعرفة البيولوجية. أدى تطوير المنهجية العلمية والقدرات التقنية إلى جعلها كذلك. تُستخدم طرق علم الخلايا الحديثة على نطاق واسع في الأبحاث المفيدة للأشخاص ، على سبيل المثال ، في الدراسة ورم سرطانيوزراعة الأعضاء الاصطناعية ، وكذلك في التربية وعلم الوراثة وتكاثر أنواع جديدة من الحيوانات والنباتات ، وما إلى ذلك.

علم الخلية الهيكلية و وحدات وظيفيةتقريبا جميع الكائنات الحية. في كائن متعدد الخلايا ، تنشأ جميع المظاهر المعقدة للحياة نتيجة للنشاط المنسق للخلايا المكونة لها. تتمثل مهمة عالم الخلايا في تحديد كيفية عمل ملف خلية حيةوكيف تؤدي وظائفها العادية. يدرس علماء الأمراض الخلايا أيضًا ، لكنهم مهتمون بالتغيرات التي تحدث في الخلايا أثناء المرض أو بعد الموت. على الرغم من حقيقة أن العلماء قاموا منذ فترة طويلة بتجميع الكثير من البيانات حول تطور وهيكل الحيوانات والنباتات ، إلا أنه في عام 1839 فقط تمت صياغة المفاهيم الأساسية لنظرية الخلية وبدأ تطوير علم الخلايا الحديث.

الخلايا هي أصغر وحدات الحياة ، كما يتضح من قدرة الأنسجة على الانقسام إلى خلايا ، والتي يمكن أن تستمر بعد ذلك في العيش في "نسيج" أو مزرعة خلوية وتتكاثر مثل الكائنات الدقيقة. وفقًا لنظرية الخلية ، تتكون جميع الكائنات الحية من خلية واحدة أو أكثر. هناك عدة استثناءات لهذه القاعدة. على سبيل المثال ، في جسم قوالب الوحل (الفطريات المخاطية) وبعضها صغير جدًا الديدان المفلطحةلا يتم فصل الخلايا عن بعضها البعض ، ولكنها تشكل هيكلًا أكثر أو أقل اندماجًا يسمى. سينسيتيوم. ومع ذلك ، يمكن افتراض أن مثل هذا الهيكل نشأ للمرة الثانية نتيجة لتدمير أجزاء من أغشية الخلايا التي كانت موجودة في أسلاف التطور لهذه الكائنات. تنمو العديد من الفطريات في أنابيب خيطية طويلة أو خيوط. يمكن أيضًا اعتبار هذه الواصلة ، التي غالبًا ما يتم تقسيمها بواسطة الحاجز إلى أجزاء ، غريبة خلايا ممدودة. تتكون أجسام الطلائعيات والبكتيريا من خلية واحدة.

بين الخلايا البكتيرية وخلايا جميع الكائنات الحية الأخرى هناك واحد فرق مهم: النوى والعضيات ("الأعضاء الصغيرة") من الخلايا البكتيرية ليست محاطة بأغشية ، وبالتالي تسمى هذه الخلايا بدائية النواة ("ما قبل النواة") ؛ جميع الخلايا الأخرى تسمى حقيقيات النوى (مع "نوى حقيقية"): نواتها وعضياتها محاطة بأغشية. هذه المقالة تتعامل فقط مع الخلايا حقيقية النواة. أنظر أيضا .

ومع ذلك ، فإن أكثر تطبيق مهمطرق علم الخلايا في الطب هي التشخيص الأورام الخبيثة. في الخلايا السرطانية، خاصة في نواتها ، هناك تغييرات محددة يعترف بها أخصائيي علم الأمراض ذوي الخبرة. أنظر أيضاسرطان.

تشينتسوف ي. . علم الخلايا العام، الطبعة الثالثة. م ، 1995
جرين إن ، ستاوت دبليو ، تايلور د. علم الأحياء، المجلد. 1. M. ، 1996

المستوى الجيني الجزيئي والخلوي

منظمات الحياة أساس حياة المنظمة

أساسيات علم الأحياء

علم الخلية- فرع من فروع علم الأحياء ، يعمل حاليًا كعلم مستقل يدرس الهيكلية والوظيفية و السمات الجينيةخلايا جميع الكائنات الحية.

حاليا ، الدراسات الخلوية لديها بارِزلتشخيص الأمراض ، لأنها تسمح بدراسة علم الأمراض على أساس وحدة أولية من بنية المادة الحية وعملها وتكاثرها - الخلايا. على مستوى الخلية ، تتجلى جميع الخصائص الأساسية للكائن الحي: التمثيل الغذائي ، واستخدام المعلومات البيولوجية ، والتكاثر ، والنمو ، والتهيج ، والوراثة ، والقدرة على التكيف. تتميز خلايا الكائنات الحية بمجموعة متنوعة من التشكل والتعقيد البنيوي (حتى داخل نفس الكائن الحي) ، ولكن توجد ميزات معينة في جميع الخلايا دون استثناء.

افتتاح التنظيم الخلويالكائنات الحية سبقت اختراع أدوات مكبرة. لذا فإن أول مجهر قد صنعه أخصائيو البصريات الهولنديان هانز وزاكاري يانسن (1590). صنع جاليليو جاليلي العظيم مجهرًا في عام 1612. ومع ذلك ، تعتبر بداية دراسة الخلية عام 1665 ، عندما استخدم الفيزيائي الإنجليزي روبرت هوك اختراع مواطنه كريستيان هيغنز (في عام 1659 صمم عدسة عينية) ، وطبقها على مجهر للبحث هيكل غرامةزحمة السير. ولاحظ أن مادة الفلين تتكون من عدد كبير من التجاويف الصغيرة مفصولة عن بعضها بجدران سماها الخلايا. كانت هذه بداية البحث المجهري.

وتجدر الإشارة بشكل خاص إلى دراسات A. Leeuwenhoek ، الذي اكتشف في عام 1696 عالم الكائنات وحيدة الخلية (البكتيريا والأهداب) ولأول مرة رأى خلايا حيوانية (كريات الدم الحمراء والحيوانات المنوية).

في عام 1825 ، لاحظ J.Purkinje لأول مرة النواة في بيضة دجاج ، وكان T. Schwann أول من وصف النواة في الخلايا الحيوانية.

بحلول الثلاثينيات من القرن التاسع عشر ، تراكمت مواد واقعية مهمة الهيكل المجهريوعام 1838 طرح م. شلايدن فكرة الهوية زرع الخلايامن حيث تنميتها. قام T. Schwann بالتعميم النهائي ، وفهم معنى الخلية و البنية الخلويةباعتبارها الهيكل الرئيسي للحياة وتطور الكائنات الحية.

نظرية الخلية، التي أنشأها M. Schleiden و T. Schwann ، تشير إلى أن الخلايا هي الأساس البنيوي والوظيفي للكائنات الحية. قام R. Virchow بتطبيق نظرية خلية شلايدن شوان في علم الأمراض الطبية، مع استكمالها بأحكام مهمة مثل "كل خلية من خلية" و "كل تغيير مؤلم مرتبط ببعض عملية مرضيةفي الخلايا التي يتكون منها الجسم.

أهم الأحكام الحديثة نظرية الخلية:

1. الخلية - وحدة أولية من بنية وعمل وتكاثر وتطور جميع الكائنات الحية ، لا توجد حياة خارج الخلية.

2. الخلية عبارة عن نظام متكامل يحتوي على عدد كبير منالعناصر المرتبطة ببعضها البعض - العضيات.

3. الخلايا الكائنات الحية المختلفةمتشابهة (متجانسة) في البنية والخصائص الأساسية ولها أصل مشترك.

4. تحدث زيادة في عدد الخلايا من خلال انقسامها ، بعد تكرار الحمض النووي الخاص بها: خلية - من خلية.

5. كائن متعدد الخلايا نظام جديد، مجموعة معقدة من عدد كبير من الخلايا ، متحدة ومتكاملة في أنظمة الأنسجة والأعضاء ، مترابطة بعوامل كيميائية: خلطية وعصبية.

6. الخلايا الكائنات متعددة الخلاياتوتيبوتنت - أي خلية في كائن متعدد الخلايا لها نفس الصندوق الإجمالي للمادة الوراثية لهذا الكائن الحي ، كل الفاعلية الممكنةلإظهار هذه المادة - ولكنها تختلف في مستوى التعبير (العمل) للجينات الفردية ، مما يؤدي إلى تنوعها المورفولوجي والوظيفي - التمايز.

وهكذا ، بفضل النظرية الخلوية ، تم إثبات فكرة وحدة الطبيعة العضوية.

دراسات علم الخلايا الحديثة:

هيكل الخلايا وعملها كنظم حية أولية ؛

وظائف المكونات الخلوية الفردية ؛

عمليات تكاثر الخلايا وإصلاحها ؛

التكيف مع الظروف البيئية ؛

ملامح الخلايا المتخصصة.

الدراسات الخلوية ضرورية لتشخيص الأمراض التي تصيب الإنسان.

الكلمات والمفاهيم الأساسية:علم الخلايا ، الخلية ، نظرية الخلية

معلومات عامة عن الخلايا

يمكن تصنيف جميع أشكال الحياة المعروفة على الأرض على النحو التالي:

أشكال الحياة غير الخلوية

الفيروسات

فيروس (اللات. فايروس- السم) - كائن غير خلوي ، يتراوح حجمه بين 20 - 300 نانومتر.

تتكون Virions (جزيئات فيروسية) من اثنين أو ثلاثة مكونات: جوهر الفيروس هو مادة وراثية على شكل DNA أو RNA (بعضها يحتوي على كلا النوعين من الجزيئات) ، حوله عبارة عن غلاف بروتيني (قفيصة) مكونة من وحدات فرعية (قسيمية). في بعض الحالات ، ينشأ غمد بروتين دهني إضافي غشاء بلازميمالك. في كل فيروس ، يتم ترتيب قسيمات الكبسولة بدقة ترتيب معين، بسبب ظهور نوع خاص من التناظر ، على سبيل المثال ، الحلزوني (شكل أنبوبي - فيروس فسيفساء التبغ أو كروي في فيروسات الحيوانات المحتوية على الحمض النووي الريبي) والمكعب (فيروسات متساوية القياس) أو مختلطة (الشكل 1).

أرز. 1 مخطط هيكل الفيروسات: أ - فيروس أنبوبي (على شكل قضيب) له هيكل حلزوني: 1 - بروتينات ؛ 2 - حمض نووي. ب - متعدد الوجوه مع نوع مختلطالتناظر (العاثية): 1 - الرأس بالحمض النووي. 2 - عملية الذيل ؛ 3 - الصفيحة القاعدية 4 - خيوط العملية.

تتضمن دورة حياة الفيروس عدة مراحل: التعلق بسطح الخلية (بعض الفيروسات ، مثل فيروس نقص المناعة البشرية ، تصيب فقط أنواعًا معينة من الخلايا) ؛ اختراق الخلية من خلال استراتيجيات مختلفة و "حقن" مادتها الوراثية.

تتميز قدرة الفيروس على إحداث المرض بالمصطلح خبث. تموت معظم الخلايا عند ملامستها للفيروس بسبب التحلل. في الكائنات متعددة الخلايا ، عندما يموت عدد كبير من الخلايا ، يعاني الكائن الحي ككل بسبب انتهاك التوازن ، مما يؤدي إلى الإصابة بالأمراض. ومع ذلك ، يمكن أن توجد فيروسات فردية داخل الجسم وتكون غير ضارة نسبيًا في حالة وقت الإستجابة(فيروسات الهربس). في هذه الحالة ، يمكن للفيروسات أن تكون مفيدة ، لأن وجودها يمكن أن يؤدي إلى استجابة مناعية ضد مسببات الأمراض البكتيرية. في الحالات التي تسبب فيها الفيروسات مدى الحياة و الالتهابات المزمنة(التهاب الكبد B و C) ، يعمل المرضى كمستودع لفيروس معدي. يقولون إذا كانت نسبة الناقلين بين السكان عالية الأوبئة.

يمكن تصنيف جميع طرق انتقال الفيروس بشكل مشروط إلى نوعين:

الانتقال العمودي للفيروس - من الأم إلى الطفل (التهاب الكبد B ، فيروس نقص المناعة البشرية) ؛

أفقيًا من شخص لآخر: أثناء نقل سوائل الجسم أثناء الاتصال الجنسي ، على سبيل المثال ، في فيروس نقص المناعة البشرية ؛ عن طريق الدم ، على سبيل المثال ، في فيروس التهاب الكبد الوبائي سي ؛ انتقال اللعاب فيروس ابشتاين بار؛ ابتلاع الماء أو الطعام الملوث - نوروفيروس ؛ عند استنشاق الهواء الذي هم فيه virions(الجسيمات الفيروسية) - مثل فيروس الأنفلونزا ؛ الحشرات.

سرعة انتقال عدوى فيروسيةيعتمد على عوامل مثل الكثافة السكانية وحالة المناعة البشرية وجودة الرعاية الصحية وما إلى ذلك.

هناك عدد من الفيروسات المسببة للأمراض للإنسان: هذه هي عائلة فيروسات الجدري (تسبب عددًا من عدوى الجدري) ، فيروسات من مجموعة الهربس (القروح الباردة على الشفاه ، حُماق) والفيروسات الغدية (الأمراض الجهاز التنفسيوالعين) ، عائلة فيروس البابوفا (الثآليل ونمو الجلد الآخر) ، فيروسات الكبد (فيروس التهاب الكبد B) ؛ فيروسات بيكورنا (شلل الأطفال ، التهاب الكبد أ ، الحاد نزلات البرد) ؛ فيروسات myxovirus و paramyxoviruses (سبب أشكال مختلفةالانفلونزا والحصبة و النكاف(الخنازير)) ؛ فيروسات مفصليات الأرجل (التي تحملها المفصليات - العوامل المسببة لبعض التهاب الدماغ والحمى الصفراء وأمراض خطيرة أخرى) ؛ reoviruses هي مسببات الأمراض النادرة للجهاز التنفسي و أمراض معويةشخص.

تتطلب مناقشة منفصلة فيروس نقص المناعة البشرية (HIV) ، الذي يصيب أحد أشكال الخلايا الليمفاوية - T-helpers ، التي تنشط T-killers التي تدمر مسببات الأمراض. امراض عديدةيسبب مرض الإيدز (متلازمة نقص المناعة المكتسب). يتميز فيروس نقص المناعة البشرية بتنوع كبير (حوالي خمسة أضعاف تنوع فيروس الأنفلونزا وأكبر بمئة مرة من تنوع فيروس التهاب الكبد B) ، مما يعقد مشكلة الحصول على لقاح ويجعل من الصعب الوقاية من الإيدز على وجه التحديد. طرق انتقال فيروس نقص المناعة البشرية: الاتصال الجنسي ، واستخدام غير معقم الأدوات الطبيةالتي غالبا ما يستخدمها مدمنو المخدرات ؛ احتمالية انتقال العدوى عن طريق الدم والبعض الأدوية، في زراعة الأعضاء والأنسجة؛ يمكن أن تحدث العدوى أثناء الحمل أو أثناء ولادة الطفل أو أثناءه الرضاعة الطبيعيةالأم المصابة بفيروس نقص المناعة البشرية أو الإيدز. يتميز الإيدز بفترة طويلة جدًا فترة الحضانة(من لحظة الهزيمة إلى ظهور العلامات الأولى للمرض) - بمعدل 5 سنوات ، يمكن خلالها للمصابين أن يصيبوا أشخاصًا آخرين. ومن مظاهر إصابة الإنسان بفيروس الإيدز هزيمة الجهاز المركزي الجهاز العصبي.

لفترة طويلة ، تم اعتبار الفيروسات PRIONS- جزيئات البروتين المعدية التي لا تحتوي على RNA أو DNA وتنتمي إلى نفس أشكال الحياة الخلوية مثل الفيروسات. البريونات قادرة على تحفيز تكوين نسخها الخاصة. يعزز شكل البريون ، الذي يتفاعل مع البروتين الطبيعي ، تحوله إلى شكل بريون.

يرتبط اكتشاف الفاونيا بتاريخ تكوين عقيدة ما يسمى بالعدوى البطيئة ، والتي تتميز بما يلي:

فترة حضانة طويلة بشكل غير عادي (شهور وسنوات) ؛

الطبيعة التدريجية ببطء للدورة ؛

ضرر غير عادي للأعضاء والأنسجة ؛

حتمية الموت.

يختلف الشكل المرضي لهذه المجموعة الخاصة من العدوى البطيئة اختلافًا كبيرًا في أصالتها الواضحة ، والتي تتجلى فقط في هزيمة الجهاز العصبي المركزي. آلية تطور الأمراض على النحو التالي: على أساس العمليات التنكسية الأولية التي تحدث دون علامات الالتهاب ، فإنها تتطور الصورة المميزةتشكيل حالة تشبه الإسفنج من اللون الرمادي أو مادة بيضاءالرأس ، وأحيانًا الحبل الشوكي- ما يسمى بالاعتلال الدماغي الإسفنجي المعدي (TSE).

في الوقت الحالي ، تعتبر أمراض البريون نادرة جدًا. يبلغ معدل حدوثها واحدًا لكل مليون سنويًا ، ولكن في بعض المناطق (سلوفاكيا وإسرائيل وتشيلي) يكون معدل الإصابة أعلى من ذلك بكثير. تشمل أمراض البريون البشرية الدجاج ، ومرض كروتزفيلد جاكوب ، ومتلازمة جيرستمان-شتراوسلر-شينكر ، والأرق العائلي المميت. بالنسبة للبشر ، تمثل هذه الأمراض معاناة نادرة.

الكلمات والمفاهيم الأساسية:فيروس ، قفيصة ، قسيم قسيم ، عاثيات ، ضراوة ، كمون ، وباء ، فيريون ، فيروس نقص المناعة البشرية ، الإيدز ، البريونات.

أشكال الحياة الخلوية

البروكاريوتيس

بدائيات النوى – كائنات ما قبل النووية، والخلية التي لا تحتوي على نواة مشكلة محدودة الغشاء. تشتمل بدائيات النوى على حوالي 3 آلاف نوع: اللولبيات ، والبكتيريا ، والبكتيريا المخاطية ، والبكتيريا الزرقاء ، والبكتيريا البدائية ، والريكتسيا ، والميكوبلازما ، والفطريات الشعاعية ، وعدد من الكائنات الحية الأخرى التي لها وضع منهجي غير مؤكد ، لذلك يمكن أن يصل تنوعها الفعلي إلى حوالي 100 ألف نوع.

الملامح الرئيسية لهيكل خلية بدائيات النوى (الشكل 2):

أرز. 2. مخطط الهيكل خلية بكتيرية: 1 - كبسولة مخاطية ، 2 - جدار الخلية، 3 - الغشاء السيتوبلازمي ، 4 - العصارة الخلوية ، 5 - النواة ، 6 - الريبوسومات ، 7 - الميزوزومات ، 8 - الحويصلات ، 9 - الثيلاكويدات ، 10 - حبيبات الجليكوجين ، 11 - قطرات الزيت ، 12 - حبيبات الفولوتين ، 13 - قطرات الكبريت ، 14 - سوط.

- جدار الخليةللبكتيريا بنية صلبة تحدد شكل الخلية والحماية والتلامس معها بيئة خارجية؛ جدار الخلية بكتيريا مختلفةملطخ بشكل غير متساو وفقًا لـ Gram: يبلغ سمك جدار الخلية للبكتيريا موجبة الجرام 20-80 نانومتر ويتكون 90 ٪ من مورين ببتيدوغليكان ، متجانس تشريحيًا ؛ في البكتيريا سالبة الجرام ، يبلغ سمك جدار الخلية حوالي 10 أمتار ، ويحتوي على 1-10 ٪ مورين وله هيكل متعدد الطبقات ؛

المحتويات الداخلية للخلية البكتيرية ( بروتوبلاست) بكتلة غروانية شبه سائلة - العصارة الخلوية ومحاطة البلازما، القادرة على تكوين غزوات في الخلية - الميزوزوماتيتصرف مثل كل الخلوية عضيات الغشاءو لدي هيئة مختلفة: نبيبات- أنبوبي حويصلات- شكل الفقاعة ثايلاكويدات- رقائقي في الخلية البروتوبلاست هناك الريبوسومات- العضيات غير الغشائية التي يتم فيها التخليق الحيوي للبروتين ؛

الكروموسوم الوحيد ، والذي يكون دائريًا في أغلب الأحيان ، من بدائيات النوى ( نووي) يلعب دور النواة التي لا تنفصل الأغشية عن السيتوبلازم ؛

يمكن أن توجد هياكل وراثية صغيرة في الخلايا البكتيرية - البلازميداتقادرة على تكرار وتحمل مستقل معلومات إضافية;

في حالة وجود شوائب في خلية بدائية النواة ، فإنها إما تؤدي وظيفة احتياطية أو يتم تمثيلها بواسطة المنتجات الأيضية للخلية البكتيرية ؛ ممثلة بحبوب السكريات ، قطرات الزيت ، الكبريت ؛

تؤدي فلاجيلا ، بيلي ، أهداب وظيفة حركية (سوط) ، تعمل على الالتصاق بالركيزة ، أو تشارك في عملية نقل البلازميدات من خلية إلى أخرى أثناء الاقتران (الشعيرة).

من الناحية الشكلية ، تختلف البكتيريا في الشكل والحجم الموقف النسبيالخلايا ، ووجود أو عدم وجود سوط وكبسولات ، والقدرة على التبويض ، إلخ.

حسب الشكل ، تنقسم الخلايا البكتيرية إلى (الشكل 3):

البكتيريا الكروية– المكورات- ليس لديك سوط ولا تشكل بوغ ؛ تشكل عدة أنواع من المستعمرات الدقيقة:

Micrococci - تنقسم في نفس المستوى ، بعد التقسيم تقع منفردة ؛

المكورات الثنائية - بعد انقسام الخلايا ، يتم ترتيبها في أزواج ؛

تي إتراكوتشي– تنقسم الخلايا في مستويين متعامدين بشكل متبادل ، وتتشكل مجموعات من 4 خلايا ؛

مع المكورات الثلاثية -تنقسم الخلايا في مستوى واحد ، بعد الانقسام تبقى الخلايا في سلاسل ؛

- السرخس -تنقسم الخلايا في ثلاث مستويات متعامدة بشكل متبادل ، وتتشكل حزم من 8 أو 64 خلية ؛

مع تابيلوكوكسي -تنقسم الخلايا إلى اتجاهات غير محددة، تشكل مجموعة من الخلايا تشبه عناقيد العنب ؛

البكتيريا على شكل قضيب - المجموعة الأكثر عددًا وتنوعًا من البكتيريا التي تختلف شكليًا في حجم الخلية ، وشكل نهاياتها ، ووجود أو عدم وجود الأسواط ، وكذلك في القدرة على التكاثر. غالبًا ما يتم تقسيمهم إلى مجموعات فرعية:

أ) بكتيريا- أشكال على شكل قضيب (لا تشكل جراثيم ، يكون الانقسام الخلوي عرضيًا) ؛ يمكن توصيل خليتين - مضاعفة البكتيرياوفي السلسلة العقدية.

ب) عصيات -أشكال قضيب قادرة على لا الظروف المواتيةإثارة الجدل حسب الموضع النسبي للخلايا دبلوباسيليو العقدية;

الشكل 3. مورفولوجيا البكتيريا (تفسيرات في النص)

البكتيريا الملتوية- العصي المنحنية والتي تختلف في درجة التقوس:

الاهتزازات– العصي القصيرة ، بطول 1-3 ميكرون ، مثنية بنصف طول موجي ، تشبه الفاصلة في الشكل ؛

سبيريلا– قضبان بطول 15-20 ميكرون ، منحنية إلى الطول الموجي الكامل ، تذكرنا بالحرف اللاتيني S الممتد ؛

اللولبيات– الخلايا الطويلة الرقيقة ، 20-30 ميكرون ، مع عدد كبير من الانحناءات ، تشبه الحلزون الممتد ، ولها انقسام خلوي طولي.

من الناحية الشكلية ، تختلف البكتيريا أيضًا في طبيعة موقع السوط:

رتيب -لها سوط قطبي واحد ؛

lophotrichous -تحتوي البكتيريا على حزمة واحدة من الأسواط ؛

أمفيتريش -حزمتان من الأسواط تقع في أقطاب متقابلة ؛

ص erythriches - السطح الكامل للخلية البكتيرية مغطى بالعديد من الأسواط.

تتكاثر الكائنات بدائية النواة عن طريق الانقسام الخلوي إلى النصف ، أحيانًا عن طريق التبرعم ، ونادرًا عن طريق الاقتران. يتكاثرون بمعدل هائل. لذلك ، في ظل ظروف مواتية ، تنقسم خلاياهم كل 20-30 دقيقة. لذلك ، فهم قادرون على زيادة أعدادهم بسرعة في فترة زمنية قصيرة. في ظل ظروف غير مواتية ، تتشكل قشرة كثيفة متعددة الطبقات على سطح الخلية البكتيرية. يتم تعليق جميع عمليات الحياة في الخلية ، ولا تنقسم. هكذا يتشكل الجدل. يمكن للخلية بدائية النواة أن تعيش كبوغ منذ وقت طويل، فإنه يقاوم عالية أو درجات الحرارة المنخفضة، جفاف. في ظل ظروف مواتية ، يتم تدمير قشرة البوغ ، واستئناف العمليات الحيوية في الخلية.

البكتيريا بدائية النواة موجودة في كل مكان. تستقر على السطح أو داخل الكائنات الحية الأخرى (البشر والحيوانات والنباتات) ، وتوجد بأعداد كبيرة في التربة والأجسام المائية العذبة والمالحة. على سبيل المثال ، يحتوي جرام واحد فقط من التربة على مليون خلية بكتيرية. كمية كبيرةيتم احتواؤها في وحدة حجم الماء أو الهواء الجوي. العديد منهم ممرض ويؤدي إلى مشاكل صحية خطيرة واضطرابات في النمو والوفاة.

إن طيف الأمراض المعدية التي تسببها البكتيريا متنوع للغاية ، لكن درجة انتشار وشدة كل منها تعتمد ، كقاعدة عامة ، على ثلاثة عوامل:

خصائص البكتيريا نفسها

حالة الكائن الحي (الإنسان) في وقت المرض ؛

ملامح الجهاز الذي تتطور فيه العملية المرضية في الغالب.

تسمى القدرة المحتملة للبكتيريا على التسبب في الأمراض المعدية ، والتي هي سمة الأنواع الخاصة بها المرض، أو الإمراضية. من المعروف أنه في نفس النوع من البكتيريا ، يمكن أن تختلف درجة ظهور الخصائص المسببة للأمراض بشكل كبير. خبثاسم درجة الإمراضية للسلالة نوع معينبكتيريا.

تسبب البكتيريا العديد من الأمراض. على سبيل المثال ، تسبب المكورات العقدية الذبحة الصدرية ، وغالبًا ما تسبب المكورات الرئوية التهاب الأذن الوسطى ؛ تسبب المتفطرات مرض السل. تساهم المكورات السحائية في ظهور التهاب أغشية الدماغ و (أو) النخاع الشوكي (التهاب السحايا). بارزة أخرى الالتهابات البكتيرية: كُزاز، الجمرة الخبيثةوالتيفوس والكوليرا والطاعون. تسبب البكتيريا أيضًا بعض أمراض الطفولة ، مثل السعال الديكي والحمى القرمزية والدفتيريا.

الكلمات والمفاهيم الأساسية:بدائيات النوى ، النواة ، البلازميدات ، المكورات ، المكورات الدقيقة ، المكورات المزدوجة ، الرباعي ، المكورات العقدية ، السارنس ، المكورات العنقودية ، البكتيريا على شكل قضيب ، البكتيريا ، البكتيريا ، البكتيريا العقدية ، العصيات ، الضمات ، spirilli ، اللولبيات ، الإمراضية.

حقيقيات النواة

السمة المميزةحقيقيات النوى هي وجود نواة قادرة على الانقسام والعملية الجنسية.

يمكن تقسيم الكائنات الحية ذات النوع من التنظيم حقيقيات النوى بشكل مشروط إلى نوعين فرعيين: الأول هو سمة من سمات الكائنات الحية الأبسط ، والثاني - للكائنات متعددة الخلايا.

بروتينات

سمة من سمات المنظمة الكائنات الاوليههي أنها (باستثناء الأشكال الاستعمارية) تتوافق هيكليًا مع مستوى خلية واحدة ، ومن الناحية الفسيولوجية مع فرد كامل الأهلية. تتراوح أحجام الأبسط من 2 إلى 50 ميكرون وأكثر.

أرز. 4. مجموعة متنوعة من البروتوزوا: 1 - الحذاء الهدبي. 2 - اليوجلينا الخضراء ؛ 3 - المثقبيات. 4 - لامبليا ؛ 5 - أوبالين 6 - شعاعي 7 - بروتين الأميبا ؛ 8 - الأميبا الزحاري. 9 - المشعرات ؛ 10 - فولفوكس.

مورفولوجيا البروتوزوا (الشكل 5). يتكون جسم البروتوزوان من جبلة، شوائب أساسية ومختلفة. يحتوي البروتوبلازم على بنية خلوية وفيه ، حتى في أكثر البروتوزوا تنظيمًا منخفضًا ، تتميز طبقتان: الطبقة الداخلية - الإندوبلازم، حيث توجد النواة والمحتويات الأخرى ، والطبقة الخارجية ، الخارجية ، الأكثر كثافة وشفافية - ectoplasm ، والتي تعمل على تحريك والتقاط الطعام وحماية البروتوزوان.

تحرك البروتوزوا طرق مختلفة: الزحف على طول الركيزة بمساعدة pseudopods ، بمساعدة الأسواط والأهداب.

تشبه نواة البروتوزوا نوى الخلايا الحيوانية الأخرى. في معظم الحالات ، تحتوي البروتوزوا على نواة واحدة ، لكن لدى الشركات العملاقة نواة واحدة - ماكرو - ونواة صغيرة. بعض الأوليات لها نوى متعددة. يمكن أن تكون النواة على شكل فقاعة (في الأميبات والعديد من الأوليات الأخرى) وضخمة (نواة كبيرة من ciliates).

تتكاثر البروتوزوا لاجنسيًا وجنسًا. في التكاثر اللاجنسيأولاً ، يتم تقسيم نواتهم إلى جزأين أو أكثر ، ثم يتم تقسيم السيتوبلازم إلى جزأين (متساويين أو غير متساويين) أو العديد (وفقًا لعدد النوى المشكلة حديثًا). نتيجة لذلك ، تنشأ مخلوقات جديدة (متساوية أو غير متساوية في الحجم) أو عدة مخلوقات جديدة من كائن حي واحد. أثناء التكاثر الجنسي ، يندمج شخصان متطابقان أو مختلفان في الحجم والبنية (ذكور وإناث) مع بعضهما البعض في فرد واحد - الزيجوت ، والذي يبدأ بعد ذلك في التكاثر. لاجنسي. في بعض الأحيان ، يلمس شخصان من هذا النوع من الأوليات بعضهما البعض فقط ، ويتبادلان جزءًا من نواتهما.

الشكل 5. التنظيم الهيكلي لأهداب الحذاء: 1 - أهداب ، 2 - فجوات هضمية ، 3 - نواة كبيرة (نواة كبيرة) ، 4 - نواة صغيرة (نواة صغيرة) ، 5 - فتحة عن طريق الفم والبلعوم ، 6 - بقايا غير مهضومةطرد الطعام ، 7 - تكيسات الشعر ، 8 - فجوة مقلصة

العديد من البروتوزوا ، التي تعيش في ظروف معيشية غير مواتية ، تتحول إلى خراجات ، بينما يتم تقريب أجسامها ، وتكون مغطاة بقشرة سميكة. في هذه الحالة ، يمكن أن يبقى البروتوزوا لفترة طويلة حتى يجدون أنفسهم في ظروف أكثر ملاءمة لوجودهم. ثم يخرج الحيوان من غلاف الكيس ويبدأ في القيادة الصور المتحركةحياة.

في شكل معويالأميبات في المقطع العلويفي الأمعاء الغليظة ، يحدث بؤرة للالتهاب ، وتتشكل القرحات ، وأحيانًا يحدث نخر الأنسجة. بواسطة الأوعية الدمويةيمكن للأميبا أن تخترق الكبد ، وتشكل بؤرًا ثانوية هناك - خراجات ؛ الخامس التجويف الجنبيوالرئتين ، التامور ، تجويف البطن؛ يمكن أن ينتقل إلى الدماغ والجلد والأعضاء الأخرى.

من المرجح أن يعاني الأطفال من داء الجيارديات (خاصة في كثير من الأحيان من 1 إلى 4 سنوات). الأعراض: ألم في الجزء العلوي من البطن أو في السرة ، انتفاخ ، قرقرة ، غثيان ، تعرق ، يليه إسهال (براز أصفر مع كمية صغيرة من المخاط) ، خلل في الحركة. القنوات الصفراوية, مرض في الجلد, ضعف عام، والتعب ، والتهيج ، وفقدان الشهية ، والصداع ، حلم سيئ. في بعض الأحيان يستمر المرض دون مظاهر واضحة ويوجد ، كقاعدة عامة ، بعد مرض آخر. هناك تباطؤ في نمو وزن الطفل.

داء المقوسات- مرض يسببه داء المقوسات مصادره أنواع مختلفة(أكثر من 180) من الثدييات الداجنة والبرية (القطط والكلاب والأرانب وما إلى ذلك).

داء المشعرات - عدوى، ينتقل عن طريق الاتصال الجنسي ، بسبب كائن حي دقيق وحيد الخلية - Trichomonas. يحتل داء المشعرات المرتبة الأولى في انتشار أمراض الجهاز البولي التناسلي والأمراض المنقولة عن طريق الاتصال الجنسي. خطر هذا المرضيكمن في حقيقة أنه في 70-80 ٪ من الأمراض بين الرجال هي أشكال بدون أعراض ولا تظهر إلا في مرحلة المضاعفات. عند النساء ، يظهر المرض عادة في أول 1 إلى 4 أسابيع. داء المشعرات خطير في المقام الأول بسبب عواقب وخيمة في شكل مضاعفات يمكن أن تسبب العقم. يمكن اكتشاف المرض لدى المرأة أثناء الحمل - فهو لا يؤثر على النمو فحسب ، بل يؤثر أيضًا على نمو الجنين. أيضا ، داء المشعرات البولي التناسلي يمكن أن يسبب الإجهاض ، الولادة المبكرةأو مضاعفات الحمل نفسه.

الكلمات والمفاهيم الأساسية:حقيقيات النوى ، البروتوزوا ، البروتوبلازم ، الإندوبلازم ، الظاهر ، الملاريا ، داء الأميبات ، داء المقوسات ، داء المشعرات.

الخصائص العامة

هياكل خلية حيوانية من كائن متعدد الخلايا

أغشية بيولوجية

أساس تنظيم التنظيم الداخلي لأي خلية هو تقسيممحتواه عبارة عن تقسيم إلى "خلايا" ، يتم تنفيذه بفضل الأغشية البيولوجية التي لها بنية واحدة لجميع الخلايا وعضياتها دون استثناء (الشكل 6).

أرز. 6. التنظيم الجزيئيالغشاء البيولوجي: طبقة دهنية: 1- "رأس" محبة للماء ، 2- "ذيل" كاره للماء: جزيئات البروتين: 3 - سطح ، 4 - محيطي (مغمور) ، 5 - متكامل (نفاذي).

في الوقت الحاضر ، يتم التعرف بشكل عام على نموذج الفسيفساء السائل للغشاء البيولوجي الذي اقترحه نيكولسون وسينجر في عام 1971 ، والذي وفقًا له أساس هيكله هو طبقة مزدوجة من الدهون (طبقة ثنائية الليبيدات). في الأساس ، يتم تمثيل الدهون الغشائية بواسطة الدهون الفوسفورية. تمتلك الدهون خاصية البرمائيات (أو البرمائية) ، لأنها تحتوي في تركيبتها على "رأس" قطبي ماء و "ذيل" غير قطبي مسعور ، مرتبطان ببعضهما البعض في الطول تقريبًا 1: 4. بسبب هذا الهيكل ، في البيئة المائيةتميل الدهون إلى ترتيب نفسها بطريقة تتلامس مع ذيول غير قطبية مع بعضها البعض ، وتتلامس "الرؤوس" القطبية مع الماء ، وبالتالي ، تشكل الدهون في بيئة محبة للماء تلقائيًا طبقة مزدوجة (طبقة ثنائية): مناطق كارهة للماء في الداخل ، والمناطق المحبة للماء في الخارج. هذا التنظيم لجزيئات الدهون يتوافق مع الحالة مع أصغر قيمةإمكانات جيبس. لا تشكل الطبقة ثنائية الدهون الناتجة حوافًا ، ولكنها تميل إلى الانغلاق على نفسها. على سبيل المثال ، يتم تشكيل الجسيمات الشحمية.

تحتوي الأغشية على عدد كبير من البروتينات المختلفة. يعتمد تركيز بروتينات الغشاء على نوع الخلية. على سبيل المثال ، في غلاف النخاعين في المحور العصبي ، هناك بروتينات أقل بمقدار 2.5 مرة من الدهون ، وفي غشاء كرات الدم الحمراء ، على العكس من ذلك ، هناك 2.5 مرة أكثر من البروتينات. توجد بعض البروتينات على سطح الغشاء (البروتينات السطحية) ، والبعض الآخر مغمور جزئيًا في الطبقة الدهنية أو يخترق الغشاء من خلال (البروتينات المحيطية والمتكاملة).

تمتلك البروتينات المتكاملة ، مثل الدهون ، خاصية البرمائية: يتكون ذلك الجزء من البروتين الموجود في الغشاء من أحماض أمينية كارهة للماء ، وعادة ما تكون ملتوية في شكل حلزوني ؛ يتكون الجزء الآخر البارز من الغشاء من الأحماض الأمينية المحبة للماء. يتم الاحتفاظ بالبروتينات المتكاملة في الغشاء بسبب التفاعلات الكارهة للماء ، بالإضافة إلى ذلك ، أحيانًا أيضًا عن طريق جزيئات الهيكل الخلوي - الأنابيب الدقيقة أو الأغشية الدقيقة. يمكن ربط الكربوهيدرات بنهاية البروتين المتكامل البارز في البيئة خارج الخلية. غالبًا ما تكون هذه المجمعات ، المسماة بالبروتينات السكرية ، مستقبلات ولعب دور مهمالخامس ردود الفعل المناعيةالكائن الحي. أمثلة على البروتينات المتكاملة هي بروتين أغشية المستقبلات الضوئية - بكتريورودوبسين ، الذي يخترق الغشاء سبع مرات ، وبروتين كريات الدم الحمراء - جليكوفرين ، إلى سلسلة البولي ببتيد التي يمكن أن تعلق بها سكريات قليلة السكاريد المختلفة ؛ تحدد هذه البروتينات السكرية فصيلة الدم لنظام AB0. تشكل العديد من البروتينات المتكاملة قنوات يمكن من خلالها للجزيئات والأيونات الذائبة في الماء أن تمر. في هذه الحالة الجزء الداخليتحتوي القناة على جذور الأحماض الأمينية المحبة للماء.

يمكن أن توجد البروتينات المحيطية سواء مع البروتينات الداخلية أو معها الخارجأغشية. عادةً ما ترتبط بالغشاء عن طريق التفاعلات الكهروستاتيكية ، أي أضعف بكثير من البروتينات المتكاملة ، لذلك يمكن إزالة العديد من البروتينات الطرفية بسهولة من الغشاء.

سماكة أغشية بيولوجيةهي 5-10 نانومتر ، ومع ذلك ، فإن حصتها في الكتلة الجافة للخلايا تتجاوز 50 ٪. ويرجع ذلك إلى التعبئة الكثيفة لمكونات الغشاء ، فضلاً عن المساحة الكلية الكبيرة للأغشية السيتوبلازمية وداخل الخلايا.

جميع الأغشية الطبيعية غير متماثلة ، أي جزيئات دهنية متطابقة موجودة على السطح الخارجي و الأسطح الداخليةأغشية بتركيزات مختلفة. تختلف الدهون في هذين السطحين ، كقاعدة عامة ، في رؤوسهما المحبة للماء. خاصية عدم التناسق متأصلة أيضًا في ترتيب بروتينات الغشاء. على سبيل المثال ، تم العثور على مكونات الكربوهيدرات من غشاء جليكوليبيدات فقط خارج الخلية. غالبًا ما يساهم عدم تناسق الأغشية في حقيقة أن نقل المواد يتم في اتجاه واحد فقط.

تؤدي أغشية الخلايا عددًا من الوظائف: الحاجز (التحديد) ، وتنظيم وتوفير النفاذية الانتقائية للمواد ، وتشكيل واجهات بين المراحل المائية (المحبة للماء) وغير المائية (الكارهة للماء) مع وضع معقدات الإنزيم على هذه الأسطح. يختلف التركيب الجزيئي للأغشية ومجموعة المركبات والأيونات الموجودة على سطحها من هيكل إلى آخر. هذا يحقق التخصص الوظيفي لأغشية الخلايا. إن إدراج جزيئات المستقبل في غشاء الخلية يجعلها عرضة للمركبات النشطة بيولوجيًا ، مثل الهرمونات. يتم تجميع الأجسام العضوية على الأغشية (انظر "جهاز جولجي") - هذه هي الوظيفة الاصطناعية للأغشية. يحدث انتقال النبضة (الإثارة) في الخلية والكائن الحي أيضًا بمشاركة مجمعات الغشاء.

جدار الخلية(الغشاء السيتوبلازمي أو غشاء البلازما)

يتكون غشاء البلازما في الخلايا الحيوانية من غشاء ، توجد خارجه طبقة من جلايكوكاليكس بسمك 10-20 نانومتر. وهو يتألف من بروتينات غشائية وأجزاء كربوهيدراتية من جليكوليبيدات وبروتينات سكرية. يلعب الكاليكس دورًا مهمًا في وظيفة المستقبل ، ويضمن "إضفاء الطابع الفردي" على الخلية - فهو يحتوي على مستقبلات توافق الأنسجة.

من الداخل ، توجد طبقة قشرية (قشرية) من السيتوبلازم بسمك 0.1-0.5 ميكرون متجاورة مع الغشاء ، حيث لا توجد الريبوسومات والحويصلات ، ولكن في كمية كبيرةهي الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة ، التي تحتوي على بروتينات مقلصة.

في الخارج غشاء الخليةينظم التبادل المستمر للمواد بين الخلية و بيئة. تمر الجزيئات عبر الأغشية بثلاث عمليات مختلفة: الانتشار البسيط والانتشار الميسر والنقل النشط. أثناء مرور الماء ، لا تسمح أغشية الخلايا بمرور معظم المواد الذائبة فيه. تسمى هذه الأغشية شبه منفذة أو منفذة بشكل انتقائي. يسمى انتشار الماء عبر الأغشية شبه النفاذة بالتناضح. المواد غير القطبية (كارهة للماء) الدهنية القابلة للذوبان تخترق الغشاء عن طريق الانتشار البسيط (بما في ذلك الأكسجين). هذا مثال على النقل السلبي ، والذي يتم تحديد اتجاهه فقط من خلال الاختلاف في تركيز مادة ما على جانبي الغشاء. معظم المواد التي تحتاجها الخلية قطبية ويتم نقلها عبر الغشاء بمساعدة ناقلات البروتينات المغمورة فيه. هناك نوعان من النقل بمساعدة البروتين: الانتشار الميسر والنقل النشط. يرجع الانتشار الميسر إلى تدرج التركيز (اختلاف التركيز) ، وتتحرك الجزيئات وفقًا لهذا التدرج. لا يمكن للانتشار البسيط ولا الميسر أن يتعارض مع تدرج التركيز. هذان نوعان من النقل السلبي للمواد.

يتطلب نقل المواد المذابة مقابل تدرج التركيز طاقة ويسمى النقل النشط. أحد أكثر أنظمة النقل النشطة دراسة هو مضخة الصوديوم والبوتاسيوم(الشكل 8). تحافظ معظم الخلايا الحيوانية والبشرية على تدرجات تركيز مختلفة لأيونات الصوديوم والبوتاسيوم - داخل الخلية ، يبقى تركيز منخفض من الصوديوم وتركيز عالٍ من أيونات K +. هذا ضروري للحفاظ على حجم الخلية (تنظيم التناضح) ، للحفاظ على النشاط الكهربائي في العصب و خلايا العضلات، وكذلك للنقل الفعال للمواد الأخرى ، مثل الأحماض الأمينية والسكريات. تركيزات عاليةأيونات البوتاسيوم مطلوبة أيضًا لتخليق البروتين والعمليات المهمة الأخرى.

أرز. 7. أنواع النقل عبر الغشاء

أرز. 8. مخطط مضخة الصوديوم والبوتاسيوم

يمكن نقل مواد مختلفة عبر الغشاء من خلال عمليات نشطة أخرى - الالتقام(النقل إلى القفص) و طرد خلوي(النقل خارج الخلية). أثناء الالتقام الخلوي ، تدخل المواد إلى الخلية نتيجة لانغماس غشاء البلازما ، ثم تنفصل الحويصلات الناتجة مع المحتويات عن غشاء البلازما وتنتقل إلى السيتوبلازم. وبالمثل ، يحدث إطلاق المواد من الخلية (خروج الخلايا) ، ويشكل الغشاء نتوءات فقط.

يسمى التقاط الجسيمات الكثيفة ، مثل البكتيريا البلعمة. كثير الكائنات الحية وحيدة الخلية(على سبيل المثال ، الأميبا) تتغذى بهذه الطريقة. يسمى امتصاص المذابات كثرة الخلايا، والتي توجد في كل من الكائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا. على الرغم من اختلاف البلعمة والبكتيريا ، للوهلة الأولى ، عن أنظمة النقل الغشائي التي تتضمن الجزيئات الحاملة ، إلا أنهما لهما نفس الأساس. تعتمد كل هذه الآليات على قدرة الغشاء على "التعرف" على جزيئات معينة.

جبلة

جبلةتمثل الخلايا جوهرو السيتوبلازم. من ناحية أخرى ، يحتوي السيتوبلازم الهيالوبلازم- المحتوى السائل من السيتوبلازم ، حيث يتم غمرها العضيات.

كل ذلك تحت المجهر الإلكتروني الهيالوبلازم له هيكل دقيق الحبيبات. إنه نظام غرواني معقد قادر على الانتقال من حالة شبيهة بالمحلول (السائل) إلى حالة شبيهة بالهلام (في عملية مثل هذه التحولات ، يتم العمل). مركبات كيميائية، بما في ذلك الإنزيمات ، مما يدل على دورها في النشاط الكيميائي الحيوي للخلية. يوحد الهيالوبلازم جميع الهياكل الخلوية ويضمن تفاعلها.يمكن أن ترتبط وظائف التوحيد والإطار للمصفوفة بشبكة دقيقة تتكون من ألياف رقيقة بسمك 2-3 نانومتر وتخترق السيتوبلازم بأكمله.

نواة الخلية

جوهر- المكون المطلوب الخلايا حقيقية النواة(الشكل 9). في الخلايا التي تتكاثر بالقسمة ، من المعتاد التمييز بين حالتين شكليتين للنواة - الطور البيني (في الفترة الفاصلة بين الانقسامات) والقسمة. شكل النواة بتنسيق خلايا مختلفةيمكن أن تختلف أيضًا: كروية ، بيضاوية ، حدوة حصان ، إلخ. تحتوي معظم الخلايا البشرية على نواة واحدة لكل منها ، ولكن يوجد ثنائي النواة (بعض خلايا الكبد) ومتعدد النوى (في ألياف الأنسجة العضلية المخططة).

تتكون نواة الخلية من غشاء وعصير نووي ونواة وكروماتين.

المغلف النووييفصل المادة الوراثية عن السيتوبلازم ، وينظم أيضًا التفاعلات الثنائية بين النواة والسيتوبلازم. مبني المغلف النوويغشاءان مغلقان يفصل بينهما فراغ حول النواة يمكن أن يتواصل مع أنابيب الشبكة الإندوبلازمية. يتخلل الغشاء النووي مسام قطرها 80-90 نانومتر ، وتحيط به هياكل خيطية قادرة على الانكماش. تمتلئ المسام نفسها بمادة كثيفة. هذا الهيكل المعقد يسمى مجمع المسام. يعتمد عدد المسام على الحالة الوظيفيةالخلايا. كلما زاد النشاط التركيبي في الخلية ، زاد عددها. لقد ثبت أنه ليس فقط جزيئات mRNA ، ولكن أيضًا الجزيئات الكبيرة ، جزيئات الريبوسومات ، تمر عبر الغشاء النووي عن طريق النقل النشط بمساعدة المواد الحاملة الخاصة. تم العثور على الريبوسومات على سطح الغشاء النووي ، لذلك يحدث تخليق البروتين هنا. أثناء الانقسام ، ينقسم الغشاء النووي إلى حويصلات صغيرة ، تُبنى منها أصداف النوى في الخلايا الوليدة.

أرز. 9. مخطط هيكل نواة الخلية (http://biology-of-cell.narod.ru): 1 - الغشاء النووي (غشاءان - داخلي وخارجي ، والفضاء المحيط بالنواة) ، 2 - المسام النووي ، 3 - كروماتين مكثف ، 4 - كروماتين منتشر ، 5 - نواة ، 6 - حبيبات بين كروماتين (RNP) ، 7 - حبيبات بيريكروماتين (RNP) ، 8 - ألياف بيركروماتين (RNP) ، 9 - كريوبلازم ، عصير نووي

أساس عصير نووي(karyoplasms) تشكل البروتينات (بما في ذلك الخيطية ، أو الليفية ، التي ترتبط بها وظيفة الدعم) ؛ في karyoplasm هي المنتجات الأساسية لنسخ المعلومات الوراثية - RNA غير متجانس (hn-RNA) ، والتي تتم معالجتها هنا ، وتحويلها إلى m-RNA.

نوية- الهياكل غير الغشائية التي يحدث فيها تكوين ونضج الحمض النووي الريبي الريباسي (الرنا الريباسي). تحتل جينات الرنا الريباسي أقسامًا معينة من كروموسوم واحد أو أكثر (في البشر ، أزواج 13-15 و21-22) - المنظمون النوويون، حيث تتشكل النوى. مثل هذه المناطق في الكروموسومات الطورية تبدو وكأنها انقباضات وتسمى انقباضات ثانوية.

تشتمل النواة على جزيئات عملاقة من سلائف PKN ، والتي منها جزيئات أصغر من الحمض النووي الريبي الناضج (3-5٪ من الوزن الجاف للنواة) والبروتين (80-85٪ من الوزن الجاف) (مكون خيطي أو ليفي) ثم تشكلت وكذلك الدهون. في عملية النضج ، يتم تحويل الألياف إلى حبيبات بروتين نووي (حبيبات) ، والتي تمثل المكون الحبيبي. تتمثل الوظيفة الرئيسية للنواة في تكوين الريبوسومات. أثناء الانقسام ، تتفكك النواة ، وفي نهايتها تتشكل من جديد.

هياكل الكروماتينفي شكل كتل مبعثرة في النيوكليوبلازم ، فهي شكل طور لوجود كروموسومات الخلية. يحتوي الكروماتين على DNA بالاشتراك مع البروتينات. عند التقسيم ، يتم تحويل خيوط الحمض النووي إلى كروموسومات ، وعددها وشكلها خاصان تمامًا بالأنواع.

عضيات (عضيات))

العضيات هي هياكل دائمة من السيتوبلازم تؤدي وظائف حيوية في الخلية.

عزل العضيات معنى عاموخاصة. هذه الأخيرة موجودة بأعداد كبيرة في الخلايا المتخصصة لأداء وظيفة محددة ، ولكن في كمية صغيرةيمكن العثور عليها أيضًا في أنواع الخلايا الأخرى. وتشمل هذه ، على سبيل المثال ، ميكروفيلي لسطح الشفط للخلية الظهارية المعوية ، وأهداب ظهارة القصبة الهوائية والشعب الهوائية ، والحويصلات المشبكية التي تنقل المواد - ناقلات الإثارة العصبيةمن خلية عصبية إلى أخرى أو خلية العضو العامل ، اللييفات العضلية ، التي يعتمد عليها تقلص العضلات. يتم تضمين دراسة مفصلة للعضيات الخاصة في مهمة مسار الأنسجة.

تشمل العضيات ذات الأهمية العامة للخلايا البشرية والحيوانية عناصر من النظام الأنبوبي والفجوي في شكل شبكة إندوبلازمية خشنة وسلسة ، ومركب جولجي ، والميتوكوندريا ، والريبوسومات ، ومتعدد الجسيمات ، والجسيمات الحالة ، والبيروكسيسومات ، واللييفات الدقيقة والأنابيب الدقيقة ، والمريكزات في مركز الخلية.

الشبكة الإندوبلازمية (ER)

الشبكة الإندوبلازمية عبارة عن غشاء مرتبط نظام معقدالأنابيب والفجوات والصهاريج ، التي تتخلل سيتوبلازم الخلية بأكمله (الشكل 10). تم تطوير EPS بشكل غير متساو في خلايا مختلفة ، والتي ترتبط بوظائف الأخيرة.

هناك نوعان من الشبكة الإندوبلازمية: خشن(حبيبي) و سلس(حبيبي). الميزة الهيكلية للشبكة الخشنة هي أن الريبوسومات مرتبطة بأغشيتها ، والتي تؤدي معها وظيفة تخليق فئة معينة من البروتينات التي يتم إزالتها بشكل أساسي من الخلية ، على سبيل المثال ، التي تفرزها خلايا الغدة. يحدث أيضًا تكوين البروتينات والدهون في ER الخام. الأغشية السيتوبلازميةوتجمعهم. معبأة بكثافة في هيكل متعدد الطبقات ، فإن صهاريج الشبكة الخشنة هي مواقع تخليق البروتين الأكثر نشاطًا وتسمى إرغاستوبلازم.

أغشية ER الملساء خالية من polysomes. يرتبط EPS الأملس بعملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والدهون والمواد الأخرى غير البروتينية ، على سبيل المثال هرمونات الستيرويد(في الغدد الجنسية ، الطبقة القشرية من الغدد الكظرية).

الشكل 10. شبكة Endoplasmic: 1 - أنبوب صغير ، 2 - polysomes ، 3 - حويصلات ، 4 - غشاء ، 5 - خزانات ؛ aEPS - EPS agraular ، PEPS - EPS انتقالي ، GREPS - EPS محبب

من خلال الأنابيب والصهاريج ، تتحرك المواد ، على وجه الخصوص ، المادة التي تفرزها الخلية الغدية ، من موقع التوليف إلى منطقة التعبئة إلى حبيبات. في مناطق خلايا الكبد الغنية بالبنى الشبكية الملساء ، يتم تدمير المواد الضارة ومعادلتها. مواد سامةبعض الأدوية (الباربيتورات). في الحويصلات والأنابيب للشبكة الملساء للعضلات المخططة ، يتم تخزين أيونات الكالسيوم (المترسبة) ، والتي تلعب دورًا مهمًا في عملية الانكماش.

يتميز كلا النوعين من EPS بالتراكم الأولي للمنتجات المركبة ونقلها اللاحق إلى أجزاء مختلفة من الخلية ، خاصة إلى جهاز جولجي.

الريبوسومات

الريبوسوماتهي جزيئات بروتين نووي كروية كروية ، قطرها 20-30 نانومتر ، غير مقيدة بغشاء ، والتي تشمل البروتينات وجزيئات الحمض النووي الريبي بنسب متساوية تقريبًا. يمكن أن توجد الريبوسومات بحرية في السيتوبلازم أو تعلق على السطح الخارجي لأغشية الشبكة الإندوبلازمية ، في نواة الخلية ، والميتوكوندريا. يتكون كل ريبوسوم من وحدات فرعية كبيرة وصغيرة بتكوين معقد: يتم ثني الصغير على شكل مستقبل هاتف ، ويشبه الكبير دلوًا (الشكل 11). ارتباطهم الذي يحدث في وجود مصفوفة (رسول) الحمض النووي الريبي (مرنا). تتشكل فجوة ضيقة عند نقطة اتصالهم. عادةً ما يجمع جزيء mRNA عدة ريبوسومات مثل سلسلة من الخرزات. يسمى هذا الهيكل متعدد الروح.

تتشكل الريبوسومات في النواة (انظر "النووية")

أرز. 11. Ribosama: 1 - وحدة فرعية صغيرة ، 2 - وحدة فرعية كبيرة

يحدث تخليق البروتين على الريبوسومات. علاوة على ذلك ، في تعدد الجسيمات في الهيالوبلازم ، تتشكل البروتينات لتلبية احتياجات الخلية الخاصة ، وفي تعدد الجسيمات في الشبكة الحبيبية ، يتم تصنيع البروتينات التي تفرز من الخلية وتستخدم لاحتياجات الجسم (على سبيل المثال ، الانزيمات الهاضمة، السناجب حليب الثديوما إلى ذلك وهلم جرا.).

جهاز جولجي (معقد)

يتضمن مجمع جولجي ثلاثة مكونات رئيسية:

نظام من الخزانات المسطحة المحاطة بأغشية ملساء - الديكتوسومات;

يغادر من الديكتوسومات نظام الأنابيب، والتي تشكل شبكة معقدة تحيط بالدبابات وتربطها ؛

- حويصلات(حويصلات) ، من الأجزاء الطرفية للأنابيب.

أغشية مجمع جولجي لها نفس بنية غشاء الخلية الخارجية وأغشية الشبكة الإندوبلازمية. كل هذه المكونات الثلاثة للخلية مترابطة: تستخدم الخلية حويصلات (حويصلات) جهاز جولجي لبناء غشاء البلازما. يتكون المعقد نفسه بسبب نشاط EPS (الشكل 12) ، والذي يتضح من حقيقة أن الإنزيمات موجودة في المجمع ، بما في ذلك تلك المرتبطة بتوليف السكريات والدهون.

في الخلايا المتمايزة للفقاريات والبشر ، عادة ما يتم تجميع الديكتوسومات في المنطقة المحيطة بالنواة من السيتوبلازم.

في مجمع جولجي ، تتراكم نفايات الخلية (حتى أن العضوي قادر على تراكم المواد السامة التي تدخل الخلية من الخارج) ، والتي يجب إزالتها من الخلية ، والتي يتم ارتداؤها في غمد الغشاء. تتشكل الجسيمات الحالة في المركب الرقائقي. تدخل البولي ببتيدات المتكونة على الريبوسومات قنوات الشبكة الإندوبلازمية ، ومن هناك إلى جهاز جولجي ، حيث "تنضج". يتم تصنيع السكريات المتعددة في الديكتوزومات ، بالإضافة إلى مجمعاتها مع البروتينات (البروتينات السكرية) والدهون (الجليكوليبيدات) ، والتي يمكن العثور عليها بعد ذلك في غشاء الخلية glycocalyx.

أرز. 12. تفاعل وعمل الشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي (تظهر الأسهم النقل الموجه للمواد المركبة)

يشارك مجمع جولجي أيضًا في التركيب مركبات اساسيهخلايا نوع الكولاجين النسيج الضام، الذي يلعب دورًا معينًا في تخليق صفار البيض ، وتخليق السكريات والدهون.

الجسيمات المحللة

الجسيمات المحللةهي أكياس محدودة بغشاء واحد بقطر 0.2-0.8 ميكرون ، مملوءة بالعصير مع إنزيمات هيدرولاز الحمضية (يوجد أكثر من 40 منها) ، والتي تعمل مثل الإنزيمات الجهاز الهضمي، تحفيز تفكك الأحماض النووية والبروتينات والدهون والسكريات. تلعب الليزوزومات دورًا نشطًا في تحلل المواد التي تدخل الخلية عن طريق البلعمة والشفاء. بسبب إنزيمات الجسيمات الحالة ، يمكن هضم الهياكل الخلوية الفردية وحتى الخلايا الكاملة عند الموت. يحمي الغشاء الخلية التي يقع فيها الليزوزوم من عملية الهضم الذاتي.

اعتمادًا على درجة النشاط ، يتم تصنيف الجسيمات الحالة على النحو التالي (الشكل 13): الجسيمات الأولية(قطرها 100 نانومتر) - عضيات غير نشطة ، ثانوي -العضيات التي تحدث فيها عملية الهضم ، وتتكون الجسيمات الحالة الثانوية من الجسيمات الأولية. هم مقسمون إلى غير المتجانسة(البلعمة) و الجسيمات الذاتية(الجسيمات الخلوية). في الحالة الأولى ، يتم هضم المادة التي تدخل الخلية من الخارج عن طريق كثرة التقرحات والبلعمة ، وفي الثانية ، يتم تدمير الهياكل الخاصة بالخلية التي أكملت وظيفتها. تسمى الجسيمات الحالة الثانوية ، والتي تكتمل فيها عملية الهضم الجثث المتبقية(تيلوليسوسوميس). أنها تفتقر إلى hydrolases وتحتوي على مواد غير مهضومة.

الشكل 13. تكوين ووظائف الجسيمات الحالة: 1 - البلعوم. 2 - الحويصلة الصنوبرية. 3 - الليزوزوم الأولي ؛ 4 - جهاز جولجي ؛ 5- ليسوزوم ثانوي

الميتوكوندريا

الميتوكوندريا(الشكل 14) - وهو عبارة عن عضوي ثنائي الغشاء ، مستدير أو على شكل قضيب ، سمكه 0.5 ميكرومتر ويصل طوله إلى 5-10 ميكرومتر. في معظم الخلايا الحيوانية ، يتراوح عدد الميتوكوندريا من 150 إلى 1500 ، ولكن في الخلايا الجرثومية الأنثوية يصل عددها إلى مئات الآلاف. في الحيوانات المنوية ، غالبًا ما توجد ميتوكوندريا عملاقة ، ملتوية حلزونيًا حول الجزء المحوري من السوط.

يفصل الغشاء الخارجي الميتوكوندريا عن الهيالوبلازم. يشكل الغشاء الداخلي غزوات على شكل ورقة ( cristae) أو أنبوبي ( نبيبات). يقسم الغشاء الداخلي تجويف الميتوكوندريا إلى غرفتين ، مما يخلق مساحة بين الأغشية ومساحة داخلية للميتوكوندريا مليئة مصفوفة، حيث توجد الحبوب التي يبلغ قطرها 20-40 نانومتر. تتراكم أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم ، وكذلك السكريات ، مثل الجليكوجين. تحتوي المصفوفة على جهاز تخليق البروتين العضوي الخاص بها. يتم تمثيله بـ 2-6 نسخ من جزيء DNA دائري وخالي من الهيستون (كما في بدائيات النوى) ، الريبوسومات ، مجموعة من RNA للنقل (tRNA) ، إنزيمات تكرار الحمض النووي ، نسخ وترجمة المعلومات الوراثية. تقوم جينات الدنا الذاتي بتشفير متواليات النوكليوتيدات من الرنا الريباسي المتقدري و الرنا الحمض النووي الريبي ، بالإضافة إلى تسلسل الأحماض الأمينية لبعض بروتينات العضية ، وخاصة الغشاء الداخلي. من نواة الخلية وتتكون خارج العضية في السيتوبلازم.

الشكل 14. هيكل الميتوكوندريا

تحتوي الميتوكوندريا على نظام من الإنزيمات المؤكسدة التي تشارك في عمليات التنفس الخلوي. على الغشاء الخارجيوفي عمليات الأكسدة الهوائية المحيطة بالهيالوبلازم ( تحلل السكر) ، وعلى الغشاء الداخلي (على الجانب المواجه للمصفوفة) - الفسفرة التأكسدية- يعالج ذلك المواد العضويةيتحلل إلى ماء وثاني أكسيد الكربون بمشاركة الأكسجين. يتم تخزين الطاقة المنبعثة في شكل ATP. يتم إنفاق هذه الطاقة جزئيًا فقط على "الاحتياجات الداخلية" ، و معظمتنفق على العمليات التي تحدث خارج الميتوكوندريا.

من بين الوظائف الجانبية للميتوكوندريا ، يمكن للمرء أن يذكر المشاركة في تخليق هرمونات الستيرويد وبعض الأحماض الأمينية (على سبيل المثال ، الجلوتامين).

مركز الخلية (الجسيم المركزي)

مركز الخلية(الشكل 15) - عضية عديمة الغشاء ، مقدمة في الخلية المريكزون(من 2 إلى 10) ، محاطة بمنطقة متباينة من السيتوبلازم ، تتشكل سنتروسفير. عادة مركز الخليةتقع في المركز الهندسي للخلية ، ومن هنا جاء اسمها.

سنتريوللها شكل أسطوانة "مجوفة" يبلغ قطرها حوالي 150 نانومتر وطولها 300-500 نانومتر. يتكون جدارها من 27 أنبوبًا دقيقًا مجمعة في 9 ثلاثة توائم ، والتي تمتد منها الأجسام العمودية - الأقمار الصناعيةالتي تشكل الوسط. يبلغ قطر الأنبوب الصغير الأول من الأنبوب الثلاثي (A-microtubule) حوالي 25 نانومتر وسمك جداره 5 نانومتر ، والذي يتكون من 13 وحدة فرعية كروية. طول كل ثلاثة توائم يساوي طول المريكز. الأنابيب الدقيقة الثانية والثالثة (B و C) غير مكتملة ، وتحتوي على 11 وحدة فرعية ، وهي قريبة جدًا من جيرانها. يقع كل ثلاثي في ​​نصف قطر هذه الأسطوانة بزاوية تبلغ حوالي 400. بالإضافة إلى الأنابيب الدقيقة ، يشتمل المركز على عدد من الهياكل الإضافية. تنطلق ما يسمى بـ "المقابض" ، النواتج ، من الأنبوب الدقيق A ، حيث يتم توجيه أحدها (الخارجي) إلى الأنبوب الصغير C الخاص بالطرف الثلاثي المجاور ، والآخر (داخلي) - إلى مركز الأسطوانة. في الشكل الثنائي ، يتم ترتيب المريكزات بزوايا قائمة مع بعضها البعض. من المريكزين ، أحدهما يسمى "الأم" ، والآخر يسمى "الابنة" ، والمحور الطولي للأخير عمودي المحور الطوليالمريكزات الأمومية: يظهر مثل هذا العضو في الخلايا المريحة ، وفي الخلايا المنقسمة يصبح مركز الخلية جزءًا من التركيب المعقد لجهاز الانقسام. في الخلايا غير المنقسمة ، تحدد الجسيمات المركزية قطبية الخلايا الظهارية وتقع بالقرب من جهاز جولجي. يعتبر هذا الارتباط بين الجسيمات المركزية بجهاز جولجي سمة من سمات العديد من الخلايا ، بما في ذلك خلايا الدم و الخلايا العصبية. غالبًا ما تقع الجسيمات المركزية بالقرب من النواة ، الموجودة في مناطق انتشارها. على سبيل المثال ، في الكريات البيض متعددة الأشكال (الخلايا العصبية) ، يكمن الجسيم المركزي داخل انقلاب النواة على شكل حدوة حصان. يختفي المركز المركزي في مراحل معينة من الانقسام (لا يوجد على الإطلاق في عدد من الخلايا).

أرز. 15. مركز الخلية: I - مركز الخلية ، II - هيكل الطرد المركزي: 1 - Centriole ، 2 - myrotubules ، 3 - ثلاثي ، 4 - أقمار صناعية.

وظيفة المريكزات هي تكوين خيوط المغزل الانقسامية ، والتي تتكون أيضًا من الأنابيب الدقيقة ، وتستقطب المريكزات عملية انقسام الخلايا ، مما يضمن فصل الكروماتيدات الشقيقة (الكروموسومات) في طور طور الانقسام الفتيلي.

يشارك مركز الخلية في بناء مغزل الانقسام ، وتشكيل الأنابيب الدقيقة السيتوبلازمية ، والأهداب ، والسوط.

أنابيب مجهرية -تشكيلات أنبوبية ذات أطوال مختلفة يبلغ قطرها الخارجي 24 نانومتر ، وعرض التجويف 15 نانومتر ، وسمك الجدار حوالي 5 نانومتر.تقع الأنابيب الدقيقة في المادة الرئيسية للسيتوبلازم ، ولكن طبيعة موقعها في الخلايا المختلفة ليس نفس الشيء. تلعب الأنابيب الدقيقة أيضًا دورًا العناصر الهيكليةالأسواط ، الأهداب ، المغزل الانقسامي ، المريكزات.

يتم بناء الأنابيب الدقيقة من البروتين الكروي توبولين. الأنابيب الدقيقة تفعل الكثير وظائف مختلفة. في الحالة الحرة ، تؤدي الأنابيب الدقيقة وظيفة داعمة ، تحدد شكل الخلايا ، وهي أيضًا عوامل في الحركة الموجهة للمكونات داخل الخلايا ؛ تمر عبر محاور. الألياف العصبية، وتشارك في تكوين خيوط مغزل الانشطار.

الميكروفيلامينتسمى التكوينات الطويلة الرفيعة ، وتشكل أحيانًا حزمًا وتوجد في جميع أنحاء السيتوبلازم. هناك العديد أنواع مختلفةالميكروفيلامين. الأكتين الدقيقةنظرًا لوجود بروتينات مقلصة (أكتين) فيها ، فإنها تعتبر هياكل توفر أشكال الخلاياحركات مثل الأميبويد. يُنسب إليهم أيضًا دور الإطار والمشاركة في تنظيم الحركات داخل الخلايا للعضيات وأقسام الهيالوبلازم. على طول محيط الخلايا تحت البلازما ، وكذلك في المنطقة المحيطة بالنواة ، تم العثور على حزم من الخيوط الدقيقة بسمك 10 نانومتر - المتوسطة الشعيرات.في الخلايا الظهارية ، العصبية ، الدبقية ، العضلات ، الخلايا الليفية ، يتم بناؤها من بروتينات مختلفة. تؤدي الخيوط الوسيطة على ما يبدو وظيفة ميكانيكية للإطار ، حيث يتم بناء الألياف الدقيقة الأكتينية والخيوط الوسيطة ، مثل الأنابيب الدقيقة ، من الوحدات الفرعية. وبسبب هذا ، تعتمد كميتها على نسبة عمليات البلمرة وإزالة البلمرة.

الميكروبتشكل مجموعة من العضيات. هذه الفقاعات محدودة بغشاء واحد بقطر 0.1-1.5 ميكرون مع مصفوفة دقيقة الحبيبات وغالبًا ما تحتوي على شوائب بلورية أو بروتينية غير متبلورة. تشمل هذه المجموعة ، على وجه الخصوص ، بيروكسيسومات.أنها تحتوي على إنزيمات أوكسيديز التي تحفز تكوين بيروكسيد الهيدروجين ، والتي ، كونها سامة ، يتم تدميرها بعد ذلك بفعل عمل إنزيم البيروكسيداز. يتم تضمين هذه التفاعلات في دورات التمثيل الغذائي المختلفة ، على سبيل المثال ، في التبادل حمض البوليكفي خلايا الكبد والكلى. في خلية الكبد ، يصل عدد البيروكسيسومات إلى 70-100.

الكلمات والمفاهيم الأساسية:تجزئة ، طبقة ثنائية الدهون ، البلازما ، النقل السلبي ،النقل النشط ، مضخة الصوديوم والبوتاسيوم ، خروج الخلايا ، الالتقام الخلوي ، البلعمة ، كثرة الخلايا ، البروتوبلازم ، نواة الخلية، السيتوبلازم ، الهيالوبلازم ، مجمع المسام ، الغشاء النووي ، karyoplasm ، النواة ، هياكل الكروماتين ، DNA ، العضيات ،الشبكة الإندوبلازمية (ER) ، ER السلس (agraular) ، ER الخام (Garnular) ، إرغاستوبلازم ، polysome ، ريبوسوم ، جهاز جولجي (معقد) ، دكتوسوم ، ليسوسوم ، ليسوسومات أولية ، ليسوسومات ثانوية ، جزيئات غير متجانسة (بلعومات جزيئية) ، أجسام ذاتية تيلوليوسوميس) ، ميتوكوندريا ، كريستي ، مصفوفة الميتوكوندريا ، الأنابيب ، بيروكسيسومات ، تحلل السكر ، مركز الخلية (الجسيم المركزي) ، المريكز ، الأنابيب الدقيقة ، الخيوط الدقيقة ، الفسفرة المؤكسدة

الهيكل والبنية التحتية والوظيفة عضيات الخليةقيد التحقيق حاليًا باستخدام الطرق الرئيسية التالية: الضوء والإلكتروني ، المجال المظلم ، تباين الطور ، الاستقطاب ، الإنارة الفحص المجهريتُستخدم لدراسة البنية ، والبنية التحتية الدقيقة للخلايا الثابتة ، والطرد المركزي التفاضلي ، مما يجعل من الممكن عزل العضيات الفردية وتحليلها بالطرق الكيميائية الخلوية والكيميائية الحيوية والفيزياء الحيوية وغيرها.

المجهر الضوئي.

مبدأ هذه الطريقة هو أن شعاع الضوء ، الذي يمر عبر كائن ما ، يدخل نظام العدسة للهدف ، ويبني صورة أولية ، والتي يتم تكبيرها بمساعدة عدسات العينية. العدسة هي الجزء البصري الرئيسي من المجهر الذي يحدد قدراته الرئيسية.

في المجاهر الحديثةالعدسات قابلة للتبديل ، مما يسمح لك بدراسة الخلايا بتكبيرات مختلفة. الشخصيات الرئيسيهالمجهر كنظام بصري هو الدقة ، أي القدرة على إعطاء صورة منفصلة لكائنين قريبين من بعضهما البعض.

يمكن تكبير الصور التي تقدمها العدسة عدة مرات باستخدام عدسة قوية أو ، على سبيل المثال ، الإسقاطات على الشاشة (حتى 10 5 مرات). دقة المجهر الضوئي محدودة بطول موجة الضوء: كلما كان الطول الموجي أقصر ، زادت الدقة. عادةً ما تستخدم المجاهر الضوئية مصادر الضوء في المنطقة المرئية من الطيف (400-700 نانومتر) ، لذلك قد لا يكون الحد الأقصى لدقة المجهر في هذه الحالة أعلى من 200-350 نانومتر (0.2 - 0.35 ميكرون). إذا كنت تستخدم الضوء البنفسجي (260-280 نانومتر) ، فيمكنك زيادة الدقة إلى 130-140 نانومتر (0.13-0.14 ميكرون). سيكون هذا هو الحد الأقصى للدقة النظرية لمجهر الضوء ، والتي تحددها طبيعة موجة الضوء.

وبالتالي ، فإن كل ما يمكن أن يقدمه المجهر الضوئي كجهاز مساعد لأعيننا هو زيادة دقة وضوحه بحوالي 1000 مرة (تبلغ دقة العين المجردة البشرية حوالي 0.1 مم ، أي ما يعادل 100 ميكرون). هذا هو التكبير "المفيد" للميكروسكوب ، والذي فوقه سنزيد فقط من حدود الصورة دون الكشف عن تفاصيل جديدة فيها. لذلك ، عند استخدام المنطقة المرئية من الضوء ، يكون 0.2-0.3 ميكرومتر هو حد الدقة النهائي لمجهر الضوء.

المجهر الإلكتروني.

للمسح ميكروسكوب الكترونيغالبًا ما يتم تجميد المادة لإنتاج سطح مغطى بالجليد. في هذه الحالة ، يتم استبعاد فقدان الماء من المواد القابلة للذوبان في الماء ، كما أن التغيرات الكيميائية في الهياكل أصغر أيضًا. عند تحليل البيانات التي تم الحصول عليها باستخدام المجهر الإلكتروني ، يجب أن نتذكر أن هذه الطريقة تفحص الحالات الساكنة للخلية في لحظة التوقف السريع في حركة السيتوبلازم الناجم عن عمل تثبيت المواد الكيميائية.

الفحص المجهري للمجال المظلم.

جوهرها هو أنه مثل جزيئات الغبار في شعاع الضوء ( تأثير تيندال) في الخلية تحت الإضاءة الجانبية ، تتوهج أصغر الجسيمات (أقل من 0.2 ميكرون) ، ويدخل الضوء المنعكس منها إلى عدسة المجهر. تم استخدام هذه الطريقة بنجاح في دراسة الخلايا الحية.

لتحديد توطين مواقع تخليق البوليمرات الحيوية ، لتحديد نقل المواد في الخلية ، لرصد انتقال أو خصائص الخلايا الفردية ، يتم استخدامها على نطاق واسع طريقة التصوير الشعاعي الذاتي - تسجيل المواد المصنفة بالنظائر. على سبيل المثال ، باستخدام هذه الطريقة ، باستخدام سلائف الحمض النووي الريبي المسمى ، تبين أن كل الحمض النووي الريبي يتم تصنيعه فقط في نواة الطور البيني ، وأن وجود الحمض النووي الريبي السيتوبلازمي هو نتيجة هجرة الجزيئات المركبة من النواة.

في علم الخلايا ، متنوعة طرق تحليلية وتحضيريةالكيمياء الحيوية. في الحالة الأخيرة ، من الممكن الحصول على شكل كسور منفصلة مختلفة المكونات الخلويةودراسة الكيمياء والبنية التحتية والخصائص. حاليًا ، يتم الحصول على أي عضيات وهياكل خلوية تقريبًا في شكل كسور نقية.

إحدى الطرق الرئيسية للعزل هياكل الخلايايكون التفاضلية (فصل) الطرد المركزي.مبدأ تطبيقه هو أن الوقت الذي تستغرقه الجسيمات لتستقر في المتجانس يعتمد على حجمها وكثافتها: فكلما كان الجسيم أكبر أو أثقل ، زادت سرعة استقراره في قاع أنبوب الاختبار. لتسريع عملية الاستقرار هذه ، يتم استخدام التسارعات التي أنشأتها أجهزة الطرد المركزي.

عن طريق الطرد المركزي الكسري المتكرر للكسور المختلطة ، يمكن الحصول على الكسور النقية. في حالات الفصل الدقيق للكسور ، يتم استخدام الطرد المركزي في تدرج كثافة السكروز ، مما يجعل من الممكن فصل المكونات بشكل جيد ، حتى اختلافًا طفيفًا عن بعضها البعض من حيث جاذبية معينة. يجب فحص الكسور التي تم الحصول عليها ، قبل تحليلها بالطرق البيوكيميائية ، للتأكد من نقاوتها باستخدام المجهر الإلكتروني.

أسئلة المراقبة:

1. مستويات تنظيم المادة الحية

2. النظرية الخلوية لتنظيم الكائنات الحية

3. طرق البحث في علم الخلايا

4. المهام وموضوع علم الخلايا

5. جهاز مجهر ضوئي

6. جهاز مجهر الكتروني

7. احتياطات السلامة للعمل الخلوي

8. متطلبات تحضير المواد البيولوجية للفحص الخلوي

9. تحديد العوامل وآلية العمل

10. الكيمياء الخلوية ، ومتطلبات المواد والقدرات

11. التحليل الكمي (قياس الشكل) ، المتطلبات والإمكانيات

12. القطع الأثرية في علم الخلايا ، طرق تحديد النتائج

1. Zavarzin A.A.، Kharazova A.D. أساسيات علم الخلايا العام. - L. ، 1982.

2. تشينتسوف يوس. أساسيات علم الخلايا. - م ، 1984.

3. Shubnikova E.A. التشكل الوظيفي للأنسجة. - ماجستير دار النشر بجامعة موسكو الحكومية 1981.