المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10377 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
{والى عاد اخاهم هودا قال يا قوم اعبدوا الله ما لكم من الـه غيره افلا تتقون}
2024-05-19
{والذي خبث لا يخرج الا نكدا}
2024-05-19
{وهو الذي يرسل الرياح بشرا بين يدي رحمته}
2024-05-19
تخزين الزهرة ( القرنبيط )
2024-05-19
الهيموكلوبين Hemoglobin
2024-05-19
الكالسيوم ووظائفه
2024-05-19

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016


التركيب الخلوي للخلية Cellular structure of the cell  
  
1118   08:46 صباحاً   التاريخ: 2023-11-08
المؤلف : د. طارق يونس احمد / د. لؤي عبد علي الهلالي
الكتاب أو المصدر : الكيمياء الحياتية
الجزء والصفحة : ج 1 ص 37-47
القسم : علم الكيمياء / الكيمياء الحياتية / مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية /

1- الجدار الخلوي Cellular wall

يقتصر وجود هذا الجدار على خلايا النباتات والفطريات والطحالب والبكتيريا (الشكل (3-2) وبذلك يعد نقطة اتصال بين الخلايا مع البيئة المحيطة للخلية. ويتألف الجدار من مادة السليلوز المغلّظة التي تتخللها فتحات صغيرة لمرور الماء وتنتشر عليه مجاميع كيميائية من مواد دهنية وبروتينية و بكتينية تساعد علــى ربط وتناول الغذاء خاصة المعادن منها. كما ويتخلل الجدار روابط بلازمية Plasmodesmata تربط بين السايتوبلازم في الخلايا النباتية المتجاورة. وقد يكون الجدار مغلّظاً بمادة الليكنين Lignin والهيميسليلوز Hemicellulose والبكتين Pectin. وهناك أهمية اقتصادية عالية للجدار الخلوي في صنع الورق والقطن والمطاط والأخشاب. وتتلخص وظائف الجدار الخلوي في حماية الخلية وإعطائها الشكل الثابت. كما يساهم في تنظيم الضغط الأزموزي Osmotic pressure للخلية فضلاً عن أنه يساعد في عملية نقل العناصر الغذائية Nutrient uptake.

 

2- غشاء الخلية Cellular membrane

يشكل الغشاء الخلوي المحيط الخارجي لكافة الخلايا الحيوانية وهو عبارة عن جــدار غشائي رقيــق (90-60 أنكستروم) يتكون من مواد دهنية مفسفرة Phospholipids تتداخل مع بروتين داخل وخارجي وهذا ما يعرف بالنموذج الفسيفسائي السائل Fluid Mosaic Model الذي افترضه العالمــــان ســــانكر ونيكلسون عام 1972 والذي يعد الأكثر قبولاً بين النماذج العديدة التي وضعت سابقاً (الشكل 4-2).

 

 

ويتألف الغشاء البلازمي من طبقتين من الدهون المفسفرة يتخللهما بروتين داخلي ويحيط بهمــا بــروتين خارجي، وترتبط السكريات Carbohydrates بالبروتينات من الخارج مكونة ما يعرف بالسكريات البروتينية Glycoproteins. ويحمل الغشاء بروتينات متخصصة للاستقبال والنقل Protein carriers عبر الغشاء وكذلك للتمييز الخلوي أو ما يعرف بالتعارف الخلوي Cell recognition ويزداد حجـــم الغشاء البلازمي عن طريق الحويصلات الغشائية القادمة من أجسام كولجي وبذلك يمكن أصلاح الغشاء الخلوي إذا ما حصل خلل بسيط. وتتلخص وظائف الغشاء البلازمي بالوظائف الآتية:

1- تنظيم عملية مرور المواد لداخل وخارج الخلية حيث يتمكن الغشاء من اختيار المواد التي يـسـح لها بالمرور خلاله وتدعى هذه الخاصية بالنفاذية الاختيارية شبه نفاذية Semi-permeability إذ تحتــاج هذه العملية الى طاقة (الشكل (5-2) وبالرغم من أن هناك حداً أقصى لحجم الجزيئات التي يمكن ان تمر خلال الغشاء البلازمي، إلا أن الحجم وحده ليس هو العامل الفاصل في هذا الشأن فهناك مواد تمنـــع مــــن المرور بالرغم من صغر حجم جزيئاتها المتناهي، كما أن قسماً من الجزيئات الصغيرة لا يسمح لهـا بالمرور في اتجاه معين دون الاتجاه المضاد كأن تمر مثلاً من خارج الخلية إلى داخلها وليس العكس. وتختلف المواد التي يسمح لها بالدخول إلى الخلية أو الخروج منها من وقت لآخر تبعاً للحالة الوظيفية للخلية.

 

 

2- استقبال المعلومات التي تمكن الخلية من الإحساس بالتغيرات المحيطة والاستجابة لها، إذ تحاط سطوح الخلايا بمستقبلات بروتينية Proteins receptors تستقبل أشارات كيميائية من الخلايا المحيطة تكون على شكل هورمونات Hormones او عوامل نمو Growth factors او نواقل عصبية Neurotransmitters . ونتيجة لذلك يعمل الغشاء البلازمي على إرسال أشارة الى داخل الخلية تؤدي الى استجابة محددة مرتبطة بشدة المؤشر.

3- المحافظة على العلاقة الكيميائية والبنائية بين الخلايا المجاورة، إذ توجد بروتينات معينة على الغشاء البلازمي تنظم عمليات الاتصالات الخلوية وتبادل المواد ومدى التصاقها مع بعضها البعض.

 4- وظائف أخرى منها حماية الخلية حركة الخلية الإفرازات او في بعض الخلايا يقوم بنقل الإشارات العصبية Neurotransmitters الشكل (6-2)

 

 

3- الشبكة الإندوبلازمية والرايبوزومات The Endoplasmic reticulum and the ribosomes

الشبكة الإندوبلازمية عبارة عن أنابيب وانبعاجات عشوائية تنتشر في السايتوبلازم على شكل شبكة وتتصل من الخارج مع الغشاء الخلوي ومن الداخل في بعض النقاط مع الغشاء النووي. ومن ناحية التركيب فلها التركيب نفسه للغشاء البلازمي وهي تعمل على توصيل ونقل المواد داخل الخلية أو خارجها وخاصة البروتين. كما أنها تعمل على دعامة الخلية من الداخل نظراً لانتشارها داخل الخلية، وتقسم الشبكة الإندوبلازمية الى نوعين، الأول هو الشبكة الاندوبلازمية الناعمة (Smooth endoplasmic reticulum (SER لا تحمل رايبوزومات ولكنها تسهم في نقل المواد وبناء المـــــــواد الدهنيــــــة، اما النوع الثاني فهو الشبكة الاندوبلازمية الخشنة (Rough endoplasmic reticulum (RER والتي تحمل رايبوزومات.

والرايبوزومات عبارة عن جسيمات صغيرة توجد اما على الشبكة الاندوبلازمية او منتشرة في السايتوبلازم وقد تتجمع لتكون ما يعرف بالأجسام العديدة (بولي سوم) Polysome، وتتكون من البروتينات والحامض النووي، وهي مراكز تصنيع البروتينات التي تنتقل داخل الشبكة الإندوبلازمية أو تخزن بالحويصلات الغشائية من أجسام كولجي ليتم شحنها إلى الجهة المطلوبة (الشكل  7-2). وتمتاز خلايا الكبد والبنكرياس باحتوائها على كمية كبيرة من الشبكة الإندوبلازمية الخشنة نظراً لنشاطها الكثيف في صنع البروتينات. إذ أن الخلايا التي تتميز بصنع الدهنيات تحتوي على كمية اقل نسبياً من الشبكة الإندوبلازمية الخشنة، وتحتوي الشبكة الإندوبلازمية على مراكز تخزين مؤقت تدعى الجسم المركزي Cistern

 

4- جهاز كولجي Golgi apparatus

وهي تراكيب غشائية أنبوبية تتجمع لتكون مجموعة ديكتوسومات Dictosomes وتتكون من مجموعة من الحويصلات الغشائية (تحتوي كل مجموعة على - حويصلات الشكل (7-2) ويختلف عددها من خلية لأخرى حسب وظيفتها إذ تكثر في الخلايا الإفرازية (كما في بعض خلايا الأمعاء Goblet cells) وخلايا النقل. وترتبط وظيفة هذه الأجسام في النشاط الإفرازي للخلية، إذ يعمل الجهاز على تركيز إفرازات الخلية على شكل حبيبات او قطرات كوحدة للتخزين داخل الخلية او للتصدير خارجها فيتم شحن الإفرازات داخل حويصلات تنتقل عبر الخلية لترتبط مع الغشاء البلازم ذلك يتم تفريغ المواد الإفرازية (الشكل  7-2). ولقد وجد ان وظيفة جهاز كولجي مرتبطة بتركيب الجسيمات الحالة (اللايسوزومات) Lysosomes. كذلك تكون الفوسفولبيدات نشطة جداً في هذا الجهاز.

 

5- الجسيمات الحالة (اللايسوزومات) Lysosomes

الجسيمات الحالة او اللايسوزومات عبارة عن تراكيب غشائية صغيرة على شكل أكياس تعمل بوصفها حويصلات لتخزين إنزيمات ومواد معقدة هاضمة تستطيع هضم مختلف المواد الغذائية النشوية والبروتينيـــة والدهنية والأحماض النووية. وتساعد هذه الأجسام في هضم ما يصعب تحلله وذلك عن طريق البلعمـة Phagocytosis ، ثم طرد المواد المحللة. كما تعمل محللا ذاتيا للخلية Autolysis حال موتها ولذلك تدعى بأكياس الانتحار الخلوي Cellular suicide bags(الشكل 8-2).

 

وتختلف أعداد اللايسوزومات من خلية لأخرى حسب وظيفتها، إذ تكثر في خلايا الدم البيض لتساعد في هضم الأجسام الغريبة كالميكروبات المختلفة، وتوجد اللايسوزومات في جميـ الخلايا الحيوانية بأعداد وأشكال مختلفة.

تتكون اللايسوزومات من حشوه كثيفة تحاط بغشاء اللايسوزومات على إنزيمات محللة مثل الرايبونيوكليزRibonuclease , دي اوکـسي رايبونيـــــــوکلیز Deoxyribonuclease ، فوس فاتيز Phosphatase، كلايكوسايديز Glycosidase ، اللايبيز Lipase سلفاتيز Sulphatase البروتينيز Proteinase، فوسفولايبيز Phospholipase وغيرها (الشكل9-2)، ومن المعلوم إن هذه الإنزيمات تبقى غير فعالــــة مــــا دامت موجودة داخل اللايسوزومات. أما عند تمزق جدار اللايسوزومات تنطلق هذه الإنزيمات الى الخارج مؤدية الى هضم الخلية نفسها Autolysis. وتهضم البكتيريا بوساطة خلايا الدم البيض وذلـــك بـــان تــــوم بتطويق البكتيريا وتطلق الإنزيمات المحللة الموجودة داخل اللايسوزومات.

 

6 - المايتوكوندريا Mitochondria

المايتوكوندريا (المفرد المايتوكوندريوم (Mitochondrium) عبارة عن تراكيب خلوية بيضوية الشكل محاطة بغشاء خارجي أملس يحتوي على مسامات Pores يطلق عليها اسم بورن porin وهــــي قـنــــوات (بروتينية) غير تخصصية تسمح بمرور المركبات ذات الأوزان الجزيئية التي تقل عن 10 كيلو دالتون بآلية الانتشار Diffusion، وإنزيم بالموتيل مرافق الإنزيم Palomity on A) وغشاء داخلي يبرز منه طيات (انثناءات) تدعى Cristae والتجويف الداخلي الذي يدعى بالحشوة Matrix (الشكل 10-2) وتحتوي الأخيرة على البروتينات والإنزيمات اللازمة لعملية أيض المواد الغذائية لإنتاج الطاقة ولذلك تعـرف المايتوكوندريا بمركز أنتاج الطاقة، وعليه فهي تكثر في الخلايا والأنسجة ذات النشاط الحيوي الكبير مثــل الخلايا الداخلية وخلايا عضلة القلب. ويحتوي الغلاف الداخلي للمايتوكوندريا على المكونات الآتية:

أ- سلسلة نقل الالكترونات Electrons transport chain.

ب- الإنزيم المسؤول عن تكوين ATP والذي يسمى ATPase المعقد.

جـ- مجموعة من البروتينات الناقلة التي تقوم بنقل Ca، Pi، ATP/ADP ، بعض المركبات الوسطية لدورة كربس.

 

أما حشوة المايتوكوندريا فتحتوي على المكونات الآتية:

 أ- إنزيمات دورة الحامض الثلاثي الكاربوكسيل(دورة كربس).

ب- إنزيمات أكسدة الأحماض الدهنية.

ج- الحامض النووي الديوكسي رايبوزي DNA، والحامض النووي الرايبوزيى RNA، ومكونات بنــاء البروتين.

 

 

7- البلاستيدات Plastids

البلاستيدات تراكيب خلوية أهمها البلاستيدات الخضراء (كلوروبلاست)Chloroplasts (الشكل11-2) وهي مستقلة في مادتها الوراثية وإنزيماتها وبروتيناتها، كما هو الحال في المايتوكوندريا. وتمثل مركز البناء في الخلية وإنتاج المركبات الغذائية وبذلك تعمل عكس عمل المايتوكوندريا وظيفيا. ويقتــصـر وجـود البلاستيدات على النباتات الراقية والبسيطة والطحالب الدقيقة وتتفاوت في أعدادها وأنواعها بين نوع وآخـــــر وتقسم البلاستيدات من حيث أنواعها الى بلاستيدات خضراء Chloroplasts تقوم بعملية التمثيل الضوئي Photosynthesis وبلاستيدات ملونة Chromoplasts تحتوي على أصباغ ملونة تعطي الألوان كما في بعض الأزهار والثمار الناضجة بالإضافة للبلاستيدات عديمة اللون Leucoplasts التي تعمل على تخزين المواد الغذائية النشوية والدهنية والبروتين كما هو الحال في الجذور الخازنة (الجزر) والسيقان (البطاطا) والبذور (الباقلاء والفاصوليا).

 

 

8- الأجسام الدقيقة (المجهرية) Peroxisomes or Microbodies

الأجسام الدقيقة تراكيب صغيرة الحجم تنتشر على شكل حويصلات في السايتوبلازم وتحتوي علـــى إنزيمات أكسدة متخصصة تقوم بتحويل المواد الزائدة عن الحاجة او المواد السامة ومثال ذلك الإنزيمات المسؤولة عن تحويل الدهون المخزونة في بعض البذور الى سكريات أثناء عملية الإنبات Germination، وكذلك إنزيم البيروكسيديز Peroxidase ومن هنا جاءت التسمية) الذي يحلل مادة بيروكسيد الهيدروجين H2O2 السامة الى الماء والأوكسجين.

 

9 - الهيكل الدعامي للسايتوبلازم Cytoskeleton

أ- الخيوط والانبيبات الدقيقة Microfilaments and microtubules

الخيوط عبارة عن ألياف اسطوانية طويلة جوفاء تتركب من مادة بروتينية تدعى أكتين Actin tublin ولها القدرة على الانقباض والحركة وبالتالي تساعد في دعامة السايتوبلازم والحركة السايتوبلازمية، اذ تساعد في حركة الكروموسومات أثناء انقسام الخلية ونقل المواد داخلها وفي المحافظة على شكلها العــــام وتوجد في الخلايا الحيوانية والنباتية.

ب - الشبكة الخلوية الداخلية Micro trabecular lattice

تتركب الشبكة من خيوط بروتينية رفيعة، تنتشر في أنحاء السايتوبلازم وتتصل بالغشاء البلازمي مـــع بعض التراكيب الداخلية وبالإضافة لوظيفة الدعامة التي تقدمها هذه الشبكة فان الدراسات الحديثة تشير الى أن الشبكة تلعب دورا في الاستجابات الحركية داخل الخلية مثل حركة الحبيبات الصبغية في جلود بعض الحيوانات سريعة التغيير في اللون مثل حيوان الحرباء.

10- الفجوات العصارية Vacuoles

الفجوات العصارية تراكيب غشائية على شكل أكياس وحويصلات تحتوي على سائل او عصارة تتكــــون من مواد عضوية ولا عضوية، وأما أن تكون فجوة منقبضة Contractile vacuole تعمل على التخلص من الفضلات الزائدة او فجوة غذائية Food vacuole تعمل على تخزين الغذاء وتحتوي الخلايا الحيوانية على عدد قليل جداً وصغير من هذه الفجوات أو لا تحتويها إطلاقاً في حين تحتوي الخلايا النباتية على فجوة كبيرة یزداد حجمها بازدیاد نضوج الخلية، حيث تشكل بين 7-80 90% من حجم الخلية النباتية المحاطة بقليل من السايتوبلازم وهي بذلك تساعد في تنظيم الضغط الأزموزي Osmatic pressure إذ تحتوي علـــى مــــواد عضوية و لاعضوية تساعد في الاتزان الأزموزي للخلية.

11- النواة Nucleus

 النواة تركيب خلوي دائري الشكل يتوسط الخلية ويبلغ قطرها تقريباً 5 مايكرون. وتقوم النواة بمجمل محتوياتها بالسيطرة على مختلف النشاطات الحيوية. ومن الناحية التركيبية تتكون من الغشاء النووي والسائل النووي والشبكة الكروماتينية. والغشاء النووي يكون عادةً مزدوجاً ويعمل على حماية الأجزاء الداخلية وتتخلله عدة فتحات Pores تساعد على مرور المواد من والى النواة بالإضافة لقيامها بوظائف الشبكة الاندوبلازمية في حالة قلة أعداد الشبكة في بعض أنواع الفطريات. كما وتحتوي النواة علـــى جـسـم النويـــة Nucleolus التي بدورها تتكون من بروتين وحامض نووي RNA وهي بذلك تتواجد حول منطقة من الجينات مسئولة عن صنع الحامض الريبوسومي rRNA ولذلك تعرف هذه المنطقة بالمركز المنظم للنوية وبالتالي لها علاقة في صنع rRNA (الشكل (12-2).

أما السائل النووي Nuclear plasma فهو سائل شفاف وكثيف القوام يوفر الظروف الحيوية اللازمة (الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية للتراكيب النووية ونشاطاتها واما الشبكة الكروماتينية Chromatin_net فهي شبكة من الخيوط الرفيعة في حالة عدم الانقسام والتي لا تلبث أن تتميز وتتضح الـــى كروموسومات Chromosomes حال بدء الانقسام.

12- السايتوسول Cytosol

السايتوسول عبارة عن جميع المواد الذائبة في السايتوبلازم، إذ أن السايتوبلازم عبارة عن جميع محتويات الخلية من المواد الذائبة وغير الذائبة، ويجري في السايتوسول المسارات الرئيسية المهمة وهي:

 أ- تقويض الكلوكوز (مسار الكلايكولسيس) Glycolysis pathway .

ب عدد كبير من تفاعلات بناء الكلوكوز ( مسار كلوكونيو جنسيس) Gluconeogenesis pathway .

ج - مسار الفوسفوكلوكونيت Phosphogluconate pathway

د- بناء الأحماض الدهنية Fatty acids synthesis

 

 

 




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .





بمشاركة 60 ألف طالب.. المجمع العلمي يستعدّ لإطلاق مشروع الدورات القرآنية الصيفية
صدور العدد الـ 33 من مجلة (الاستغراب) المحكمة
المجمع العلمي ينظّم ورشة تطويرية لأساتذة الدورات القرآنية في كربلاء
شعبة التوجيه الديني النسوي تختتم دورتها الثانية لتعليم مناسك الحجّ