هيكل ووظائف الخلية. هياكل الخلية الحية. الوظائف الأساسية للخلية
في فجر تطور الحياة على الأرض، كانت البكتيريا تمثل جميع الأشكال الخلوية. لقد امتصوا المواد العضوية المذابة في المحيط البدائي عبر سطح الجسم.
وبمرور الوقت، تكيفت بعض البكتيريا لإنتاج مواد عضوية من مواد غير عضوية. للقيام بذلك، استخدموا طاقة ضوء الشمس. ونشأ أول نظام بيئي كانت فيه هذه الكائنات منتجة. ونتيجة لذلك، ظهر الأكسجين الذي أطلقته هذه الكائنات في الغلاف الجوي للأرض. بمساعدتها، يمكنك الحصول على المزيد من الطاقة من نفس الطعام، واستخدام الطاقة الإضافية لتعقيد بنية الجسم: تقسيم الجسم إلى أجزاء.
من أهم إنجازات الحياة هو فصل النواة عن السيتوبلازم. تحتوي النواة على معلومات وراثية. أتاح غشاء خاص حول القلب الحماية من التلف العرضي. حسب الحاجة، يتلقى السيتوبلازم أوامر من النواة لتوجيه حياة الخلية وتطورها.
الكائنات الحية التي يتم فيها فصل النواة عن السيتوبلازم شكلت المملكة النووية الفائقة (وتشمل هذه النباتات والفطريات والحيوانات).
وهكذا نشأت الخلية - أساس تنظيم النباتات والحيوانات - وتطورت في سياق التطور البيولوجي.
حتى بالعين المجردة، أو حتى أفضل تحت عدسة مكبرة، يمكنك أن ترى أن لحم البطيخ الناضج يتكون من حبيبات صغيرة جدًا، أو حبيبات. هذه هي الخلايا - أصغر "لبنات البناء" التي تشكل أجسام جميع الكائنات الحية، بما في ذلك النباتات.
تتم حياة النبات من خلال النشاط المشترك لخلاياه، مما يخلق كلًا واحدًا. مع تعدد الخلايا في أجزاء النبات، هناك تمايز فسيولوجي لوظائفها، وتخصص الخلايا المختلفة اعتمادًا على موقعها في الجسم النباتي.
تختلف الخلية النباتية عن الخلية الحيوانية في أنها تحتوي على غشاء كثيف يغطي محتوياتها الداخلية من جميع الجهات. الخلية ليست مسطحة (كما يتم تصويرها عادة)، فهي على الأرجح تبدو وكأنها فقاعة صغيرة جدًا مملوءة بمحتويات مخاطية.
هيكل ووظائف الخلية النباتية
دعونا نعتبر الخلية وحدة هيكلية ووظيفية للكائن الحي. الجزء الخارجي من الخلية مغطى بجدار خلوي كثيف، حيث توجد أقسام أرق تسمى المسام. يوجد تحتها غشاء رقيق جدًا - غشاء يغطي محتويات الخلية - السيتوبلازم. يوجد في السيتوبلازم تجاويف - فجوات مملوءة بعصارة الخلية. يوجد في وسط الخلية أو بالقرب من جدار الخلية جسم كثيف - نواة بها نواة. يتم فصل النواة عن السيتوبلازم بواسطة الغلاف النووي. وتتوزع الأجسام الصغيرة التي تسمى البلاستيدات في جميع أنحاء السيتوبلازم.
هيكل الخلية النباتية
هيكل ووظائف عضيات الخلايا النباتية
| عضوي | رسم | وصف | وظيفة | الخصائص |
جدار الخلية أو غشاء البلازما | عديم اللون وشفاف ومتين للغاية | يمرر المواد داخل وخارج الخلية. | غشاء الخلية شبه منفذ |
|
السيتوبلازم | مادة لزجة سميكة | وتقع جميع الأجزاء الأخرى من الخلية فيه | في حركة مستمرة |
|
النواة (جزء مهم من الخلية) | مستديرة أو بيضاوية | يضمن نقل الخصائص الوراثية إلى الخلايا الوليدة أثناء الانقسام | الجزء المركزي من الخلية |
|
كروية أو غير منتظمة الشكل | يشارك في تخليق البروتين | |||
 | خزان مفصول عن السيتوبلازم بواسطة غشاء. يحتوي على عصارة الخلايا | تتراكم العناصر الغذائية الاحتياطية والفضلات التي لا تحتاجها الخلية. | مع نمو الخلية، تندمج الفجوات الصغيرة في فجوة واحدة كبيرة (مركزية). |
|
البلاستيدات | البلاستيدات الخضراء | يستخدمون الطاقة الضوئية للشمس ويخلقون المواد العضوية من المواد غير العضوية | شكل الأقراص محدد من السيتوبلازم بغشاء مزدوج |
|
البلاستيدات الملونة | تشكلت نتيجة لتراكم الكاروتينات | الأصفر والبرتقالي أو البني |
||
 | الكريات البيض | البلاستيدات عديمة اللون | ||
المغلف النووي | يتكون من غشائين (خارجي وداخلي) مع مسام | يفصل النواة عن السيتوبلازم | يسمح بالتبادل بين النواة والسيتوبلازم |
الجزء الحي من الخلية عبارة عن نظام منظم ومنظم ومرتبط بغشاء من البوليمرات الحيوية وهياكل الغشاء الداخلي المشاركة في مجموعة من عمليات التمثيل الغذائي والطاقة التي تحافظ على النظام بأكمله وتعيد إنتاجه ككل.
من السمات المهمة أن الخلية لا تحتوي على أغشية مفتوحة ذات نهايات حرة. تحد أغشية الخلايا دائمًا من التجاويف أو المناطق، وتغلقها من جميع الجوانب.
رسم تخطيطي معمم حديث للخلية النباتية
البلازما(غشاء الخلية الخارجي) عبارة عن طبقة مجهرية للغاية يبلغ سمكها 7.5 نانومتر، وتتكون من البروتينات والدهون الفوسفاتية والماء. هذا فيلم مرن للغاية ومبلل جيدًا بالماء ويستعيد سلامته بسرعة بعد التلف. لديها بنية عالمية، أي نموذجية لجميع الأغشية البيولوجية. في الخلايا النباتية، يوجد خارج غشاء الخلية جدار خلوي قوي يخلق دعمًا خارجيًا ويحافظ على شكل الخلية. وهو يتألف من الألياف (السليلوز)، وهو عديد السكاريد غير القابل للذوبان في الماء.
روابط بلازميةالخلايا النباتية، هي أنابيب تحت مجهرية تخترق الأغشية وتبطن بغشاء بلازمي، وبالتالي تنتقل من خلية إلى أخرى دون انقطاع. بمساعدتهم، يحدث التداول بين الخلايا للحلول التي تحتوي على العناصر الغذائية العضوية. كما أنها تنقل الإمكانات الحيوية وغيرها من المعلومات.
بوراميتسمى فتحات في الغشاء الثانوي، حيث يتم فصل الخلايا فقط عن طريق الغشاء الأولي والصفيحة المتوسطة. تسمى مناطق الغشاء الأساسي واللوحة الوسطى التي تفصل بين المسام المجاورة للخلايا المجاورة غشاء المسام أو الغشاء المغلق للمسام. يتم ثقب الطبقة المغلقة للمسام بواسطة الأنابيب البلازمودية، ولكن عادة لا يتم تشكيل ثقب في المسام. المسام تسهل نقل الماء والمواد المذابة من خلية إلى أخرى. تتشكل المسام في جدران الخلايا المتجاورة، وعادة ما تكون واحدة مقابل الأخرى.
غشاء الخليةيحتوي على قشرة سميكة نسبيًا ومحددة جيدًا ذات طبيعة متعددة السكاريد. قشرة الخلية النباتية هي نتاج نشاط السيتوبلازم. يلعب جهاز جولجي والشبكة الإندوبلازمية دورًا نشطًا في تكوينها.
هيكل غشاء الخلية
أساس السيتوبلازم هو مصفوفته، أو الهيالوبلازم، وهو نظام غرواني معقد عديم اللون وشفاف بصريًا قادر على التحولات العكسية من محلول إلى هلام. إن الدور الأكثر أهمية للهايلوبلازما هو توحيد جميع الهياكل الخلوية في نظام واحد وضمان التفاعل بينها في عمليات التمثيل الغذائي الخلوي.
الهيالوبلازما(أو المصفوفة السيتوبلازمية) تشكل البيئة الداخلية للخلية. وهو يتألف من الماء والبوليمرات الحيوية المختلفة (البروتينات، والأحماض النووية، والسكريات، والدهون)، والتي يتكون الجزء الرئيسي منها من بروتينات ذات خصوصية كيميائية ووظيفية مختلفة. يحتوي الهيالوبلازم أيضًا على الأحماض الأمينية والسكريات الأحادية والنيوكليوتيدات وغيرها من المواد ذات الوزن الجزيئي المنخفض.
تشكل البوليمرات الحيوية وسطًا غروانيًا مع الماء، والذي، حسب الظروف، يمكن أن يكون كثيفًا (على شكل هلام) أو أكثر سيولة (على شكل محلول)، سواء في جميع أنحاء السيتوبلازم أو في أقسامه الفردية. في الهيالوبلازم، يتم تحديد العضيات والشوائب المختلفة وتتفاعل مع بعضها البعض ومع بيئة الهيالوبلازم. علاوة على ذلك، فإن موقعها غالبًا ما يكون محددًا لأنواع معينة من الخلايا. من خلال الغشاء بيليبيد، يتفاعل الهيالوبلازم مع البيئة خارج الخلية. وبالتالي، يعتبر الهيالوبلازم بيئة ديناميكية ويلعب دورًا مهمًا في عمل العضيات الفردية وحياة الخلايا بشكل عام.
التكوينات السيتوبلازمية - العضيات
العضيات (العضيات) هي مكونات هيكلية للسيتوبلازم. لديهم شكل وحجم معين وهي هياكل السيتوبلازم الإلزامية للخلية. وفي حالة غيابها أو تلفها، عادة ما تفقد الخلية قدرتها على الاستمرار في الوجود. العديد من العضيات قادرة على الانقسام والتكاثر الذاتي. أحجامها صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها إلا بالمجهر الإلكتروني.
جوهر
النواة هي أبرز عضية في الخلية وعادةً ما تكون أكبرها. تم استكشافها لأول مرة بالتفصيل بواسطة روبرت براون في عام 1831. توفر النواة أهم الوظائف الأيضية والوراثية للخلية. إنه متغير تمامًا في الشكل: يمكن أن يكون كرويًا أو بيضاويًا أو مفصصًا أو على شكل عدسة.
تلعب النواة دورًا مهمًا في حياة الخلية. الخلية التي أزيلت منها النواة لم تعد تفرز غشاء وتتوقف عن النمو وتصنيع المواد. وتتكثف فيه نواتج الانحلال والدمار، مما يؤدي إلى موته بسرعة. لا يحدث تكوين نواة جديدة من السيتوبلازم. تتشكل النوى الجديدة فقط عن طريق تقسيم أو سحق النواة القديمة.
المحتويات الداخلية للنواة هي الكاريوليمف (العصير النووي)، الذي يملأ الفراغ بين هياكل النواة. يحتوي على نواة واحدة أو أكثر، بالإضافة إلى عدد كبير من جزيئات الحمض النووي المرتبطة ببروتينات معينة - الهستونات.
الهيكل الأساسي
نوية
تحتوي النواة، مثل السيتوبلازم، في الغالب على الحمض النووي الريبي (RNA) وبروتينات محددة. وأهم وظيفتها هي أنها تشكل الريبوسومات، التي تقوم بتركيب البروتينات في الخلية.
جهاز جولجي
جهاز جولجي هو عضوي يتم توزيعه عالميًا في جميع أنواع الخلايا حقيقية النواة. إنه نظام متعدد الطبقات من الأكياس الغشائية المسطحة، والتي تتكاثف على طول المحيط وتشكل عمليات حويصلية. وغالبًا ما يقع بالقرب من النواة.
جهاز جولجي
يشتمل جهاز جولجي بالضرورة على نظام من الحويصلات الصغيرة (الحويصلات)، المنفصلة عن الصهاريج السميكة (الأقراص) وتقع على طول محيط هذا الهيكل. تلعب هذه الحويصلات دور نظام النقل داخل الخلايا لحبيبات قطاعية معينة ويمكن أن تكون بمثابة مصدر للجسيمات الحالة الخلوية.
وتتكون وظائف جهاز جولجي أيضًا من التراكم والفصل والتحرر خارج الخلية بمساعدة حويصلات منتجات التوليف داخل الخلايا ومنتجات التحلل والمواد السامة. يتم نقل منتجات النشاط الاصطناعي للخلية، وكذلك المواد المختلفة التي تدخل الخلية من البيئة عبر قنوات الشبكة الإندوبلازمية، إلى جهاز جولجي، وتتراكم في هذه العضية، ثم تدخل السيتوبلازم على شكل قطرات أو حبيبات وهي إما تستخدمها الخلية نفسها أو تفرز خارجها. في الخلايا النباتية، يحتوي جهاز جولجي على إنزيمات لتخليق السكريات والمادة المتعددة السكاريد نفسها، والتي تستخدم لبناء جدار الخلية. ويعتقد أنه يشارك في تكوين الفجوات. تم تسمية جهاز جولجي على اسم العالم الإيطالي كاميلو جولجي، الذي اكتشفه لأول مرة في عام 1897.
الجسيمات المحللة
الليزوزومات عبارة عن حويصلات صغيرة محاطة بغشاء وظيفتها الرئيسية القيام بعملية الهضم داخل الخلايا. يحدث استخدام الجهاز الليزوزومي أثناء إنبات بذور النبات (التحلل المائي للمغذيات الاحتياطية).
هيكل الليزوزوم
أنابيب مجهرية
الأنابيب الدقيقة عبارة عن هياكل غشائية فوق جزيئية تتكون من كريات بروتينية مرتبة في صفوف حلزونية أو مستقيمة. تؤدي الأنابيب الدقيقة وظيفة ميكانيكية (حركية) في الغالب، مما يضمن حركة وانقباض عضيات الخلية. تقع في السيتوبلازم، فهي تعطي الخلية شكلاً معينًا وتضمن استقرار الترتيب المكاني للعضيات. تسهل الأنابيب الدقيقة حركة العضيات إلى الأماكن التي تحددها الاحتياجات الفسيولوجية للخلية. يوجد عدد كبير من هذه الهياكل في البلازما، بالقرب من غشاء الخلية، حيث تشارك في تكوين وتوجيه الألياف الدقيقة السليلوزية لجدران الخلايا النباتية.
هيكل الأنابيب الدقيقة
فجوة عصارية
تعتبر الفجوة أهم عنصر في الخلايا النباتية. إنه نوع من التجويف (الخزان) في كتلة السيتوبلازم، مملوء بمحلول مائي من الأملاح المعدنية والأحماض الأمينية والأحماض العضوية والأصباغ والكربوهيدرات ويتم فصله عن السيتوبلازم بواسطة غشاء فراغي - التونوبلاست.
يملأ السيتوبلازم التجويف الداخلي بالكامل فقط في الخلايا النباتية الأصغر سنًا. مع نمو الخلية، يتغير الترتيب المكاني للكتلة المستمرة في البداية من السيتوبلازم بشكل ملحوظ: تظهر فجوات صغيرة مملوءة بعصارة الخلية، وتصبح الكتلة بأكملها إسفنجية. مع زيادة نمو الخلايا، تندمج الفجوات الفردية، مما يدفع طبقات السيتوبلازم إلى المحيط، ونتيجة لذلك تحتوي الخلية المشكلة عادة على فجوة كبيرة واحدة، ويقع السيتوبلازم مع جميع العضيات بالقرب من الغشاء.
تحدد المركبات العضوية والمعدنية القابلة للذوبان في الماء في الفجوات الخصائص التناضحية المقابلة للخلايا الحية. هذا المحلول بتركيز معين هو نوع من المضخة التناضحية للتغلغل المتحكم في الخلية وإطلاق الماء والأيونات وجزيئات المستقلب منها.
بالاشتراك مع طبقة السيتوبلازم وأغشيتها، التي تتميز بخصائص شبه منفذة، تشكل الفجوة نظامًا تناضحيًا فعالاً. يتم تحديد مؤشرات الخلايا النباتية الحية بشكل تناضحي مثل الإمكانات الأسموزي وقوة الشفط وضغط التورم.
هيكل الفجوة
البلاستيدات
البلاستيدات هي أكبر العضيات السيتوبلازمية (بعد النواة) وهي متأصلة فقط في خلايا الكائنات النباتية. ولا يتم العثور عليها إلا في الفطر. تلعب البلاستيدات دورًا مهمًا في عملية التمثيل الغذائي. يتم فصلها عن السيتوبلازم بواسطة غلاف غشائي مزدوج، وبعض الأنواع لديها نظام متطور ومنظم من الأغشية الداخلية. جميع البلاستيدات من نفس الأصل.
البلاستيدات الخضراء- البلاستيدات الأكثر شيوعًا والأكثر أهمية من الناحية الوظيفية للكائنات ذاتية التغذية الضوئية التي تقوم بعمليات التمثيل الضوئي، مما يؤدي في النهاية إلى تكوين مواد عضوية وإطلاق الأكسجين الحر. تتمتع البلاستيدات الخضراء في النباتات العليا ببنية داخلية معقدة.
هيكل البلاستيدات الخضراء
أحجام البلاستيدات الخضراء في النباتات المختلفة ليست هي نفسها، ولكن في المتوسط يبلغ قطرها 4-6 ميكرون. البلاستيدات الخضراء قادرة على التحرك تحت تأثير حركة السيتوبلازم. بالإضافة إلى ذلك، تحت تأثير الإضاءة، هناك حركة نشطة للبلاستيدات الخضراء من النوع الأميبي نحو مصدر الضوء.
الكلوروفيل هو المادة الرئيسية للبلاستيدات الخضراء. بفضل الكلوروفيل، تستطيع النباتات الخضراء استخدام الطاقة الضوئية.
الكريات البيض(البلاستيدات عديمة اللون) هي أجسام سيتوبلازمية محددة بوضوح. أحجامها أصغر إلى حد ما من أحجام البلاستيدات الخضراء. كما أن شكلها أكثر تجانسًا، ويقترب من الشكل الكروي.
هيكل ليوكوبلاست
وجدت في خلايا البشرة والدرنات والجذور. عند إضاءتها، فإنها تتحول بسرعة كبيرة إلى البلاستيدات الخضراء مع التغيير المقابل في البنية الداخلية. تحتوي البلاستيدات البيضاء على إنزيمات يتم من خلالها تصنيع النشا من الجلوكوز الزائد المتكون أثناء عملية التمثيل الضوئي، ويتم ترسيب الجزء الأكبر منها في الأنسجة أو الأعضاء المخزنة (الدرنات والجذور والبذور) على شكل حبيبات النشا. في بعض النباتات، تترسب الدهون في الكريات البيضاء. تتجلى الوظيفة الاحتياطية للبلاستيدات البيضاء أحيانًا في تكوين بروتينات احتياطية على شكل بلورات أو شوائب غير متبلورة.
البلاستيدات الملونةفي معظم الحالات تكون مشتقات البلاستيدات الخضراء، وأحيانًا - البلاستيدات البيضاء.
هيكل الكروموبلاست
يصاحب نضج الوركين الوردية والفلفل والطماطم تحول الكلورو أو البلاستيدات البيضاء من خلايا اللب إلى بلاستيدات الكاراتينويد. تحتوي الأخيرة في الغالب على أصباغ بلاستيدية صفراء - الكاروتينات، والتي، عندما تنضج، يتم تصنيعها بشكل مكثف فيها، وتشكل قطرات دهنية ملونة أو كريات صلبة أو بلورات. في هذه الحالة، يتم تدمير الكلوروفيل.
الميتوكوندريا
الميتوكوندريا هي عضيات مميزة لمعظم الخلايا النباتية. لديهم شكل متغير من العصي والحبوب والخيوط. اكتشفه ر. ألتمان عام 1894 باستخدام المجهر الضوئي، وتمت دراسة بنيته الداخلية لاحقًا باستخدام المجهر الإلكتروني.
هيكل الميتوكوندريا
الميتوكوندريا لها بنية غشاء مزدوج. الغشاء الخارجي أملس، والداخلي يشكل نواتج من أشكال مختلفة - أنابيب في الخلايا النباتية. تمتلئ المساحة الموجودة داخل الميتوكوندريا بمحتوى شبه سائل (مصفوفة)، والذي يتضمن الإنزيمات والبروتينات والدهون وأملاح الكالسيوم والمغنيسيوم والفيتامينات، بالإضافة إلى الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA) والريبوسومات. يعمل المركب الأنزيمي للميتوكوندريا على تسريع الآلية المعقدة والمترابطة للتفاعلات الكيميائية الحيوية التي تؤدي إلى تكوين ATP. في هذه العضيات، يتم تزويد الخلايا بالطاقة - يتم تحويل طاقة الروابط الكيميائية للمغذيات إلى روابط ATP عالية الطاقة في عملية التنفس الخلوي. في الميتوكوندريا يحدث الانهيار الأنزيمي للكربوهيدرات والأحماض الدهنية والأحماض الأمينية مع إطلاق الطاقة وتحويلها لاحقًا إلى طاقة ATP. يتم إنفاق الطاقة المتراكمة على عمليات النمو، على التوليفات الجديدة، إلخ. تتكاثر الميتوكوندريا بالقسمة وتعيش لمدة 10 أيام تقريبًا، وبعد ذلك يتم تدميرها.
الشبكة الأندوبلازمية
الشبكة الإندوبلازمية عبارة عن شبكة من القنوات والأنابيب والحويصلات والصهاريج الموجودة داخل السيتوبلازم. اكتشفه العالم الإنجليزي ك. بورتر عام 1945، وهو عبارة عن نظام من الأغشية ذات بنية فائقة المجهر.
هيكل الشبكة الإندوبلازمية
يتم توحيد الشبكة بأكملها في كل واحد مع غشاء الخلية الخارجي للغلاف النووي. هناك ER ناعمة وخشنة تحمل الريبوسومات. يوجد على أغشية الشبكة الإنزيمية الملساء أنظمة إنزيمية تشارك في استقلاب الدهون والكربوهيدرات. يسود هذا النوع من الغشاء في خلايا البذور الغنية بالمواد المخزنة (البروتينات والكربوهيدرات والزيوت)، وترتبط الريبوسومات بغشاء EPS الحبيبي، وأثناء تخليق جزيء البروتين، تنغمس سلسلة البولي ببتيد مع الريبوسومات في قناة EPS. وظائف الشبكة الإندوبلازمية متنوعة للغاية: نقل المواد داخل الخلية وبين الخلايا المجاورة؛ تقسيم الخلية إلى أقسام منفصلة تحدث فيها عمليات فسيولوجية وتفاعلات كيميائية مختلفة في وقت واحد.
الريبوسومات
الريبوسومات هي عضيات خلوية غير غشائية. يتكون كل ريبوسوم من جزيئين غير متطابقين في الحجم ويمكن تقسيمهما إلى جزأين، واللذان يستمران في الاحتفاظ بالقدرة على تصنيع البروتين بعد دمجهما في ريبوسوم كامل.
هيكل الريبوسوم
يتم تصنيع الريبوسومات في النواة، ثم تتركها، وتنتقل إلى السيتوبلازم، حيث ترتبط بالسطح الخارجي لأغشية الشبكة الإندوبلازمية أو تتواجد بحرية. اعتمادًا على نوع البروتين الذي يتم تصنيعه، يمكن للريبوسومات أن تعمل بمفردها أو يتم دمجها في مجمعات - بوليريبوسومات.
بنية الخلية
يتكون جسم الإنسان، مثل أي كائن حي آخر، من خلايا. يلعبون أحد الأدوار الرئيسية في أجسامنا. بمساعدة الخلايا، يحدث النمو والتطور والتكاثر.
الآن دعونا نتذكر تعريف ما يسمى عادة بالخلية في علم الأحياء.
الخلية هي وحدة أولية تشارك في تركيب وعمل جميع الكائنات الحية، باستثناء الفيروسات. لديها عملية التمثيل الغذائي الخاصة بها وهي قادرة ليس فقط على الوجود بشكل مستقل، ولكن أيضًا على التطور والتكاثر الذاتي. باختصار، يمكننا أن نستنتج أن الخلية هي مادة البناء الأكثر أهمية وضرورية لأي كائن حي.
بالطبع، من غير المرجح أن تتمكن من رؤية القفص بالعين المجردة. ولكن بمساعدة التقنيات الحديثة، يتمتع الشخص بفرصة ممتازة ليس فقط لفحص الخلية نفسها تحت المجهر الضوئي أو الإلكتروني، ولكن أيضًا لدراسة بنيتها وعزل أنسجتها الفردية وزراعتها، وحتى فك تشفير المعلومات الخلوية الوراثية.
الآن، بمساعدة هذا الشكل، دعونا نفحص بصريًا بنية الخلية:
بنية الخلية
ولكن من المثير للاهتمام أنه تبين أنه ليست كل الخلايا لها نفس البنية. هناك بعض الاختلافات بين خلايا الكائن الحي وخلايا النباتات. بعد كل شيء، تحتوي الخلايا النباتية على البلاستيدات، والغشاء والفجوات مع عصارة الخلية. في الصورة يمكنك إلقاء نظرة على التركيب الخلوي للحيوانات والنباتات ورؤية الفرق بينهما:
سوف تتعلم المزيد من المعلومات التفصيلية حول بنية الخلايا النباتية والحيوانية من خلال مشاهدة الفيديو
كما ترون، على الرغم من أن الخلايا مجهرية الحجم، إلا أن بنيتها معقدة للغاية. لذلك، سننتقل الآن إلى دراسة أكثر تفصيلاً لبنية الخلية.
الغشاء البلازمي للخلية
ولإعطاء الشكل وفصل الخلية عن نوعها، يوجد غشاء يحيط بالخلية البشرية.
نظرًا لأن الغشاء يمتلك خاصية السماح جزئيًا للمواد بالمرور عبر نفسه، ونتيجة لذلك، تدخل المواد الضرورية إلى الخلية، ويتم إزالة النفايات منها.
تقليديا، يمكننا أن نقول أن غشاء الخلية هو فيلم متناهية الصغر، والذي يتكون من طبقتين أحادية الجزيئية من البروتين وطبقة ثنائية الجزيئية من الدهون، والتي تقع بين هذه الطبقات.
ومن هذا يمكننا أن نستنتج أن غشاء الخلية يلعب دورا هاما في بنيتها، لأنه يؤدي عددا من الوظائف المحددة. يلعب وظيفة الحماية والحاجز والربط بين الخلايا الأخرى وللتواصل مع البيئة.
الآن دعونا نلقي نظرة على الشكل بمزيد من التفاصيل حول بنية الغشاء:
السيتوبلازم
المكون التالي للبيئة الداخلية للخلية هو السيتوبلازم. وهي مادة شبه سائلة تتحرك فيها المواد الأخرى وتذوب. يتكون السيتوبلازم من البروتينات والماء.
داخل الخلية هناك حركة مستمرة للسيتوبلازم، وهو ما يسمى التدوير. يمكن أن يكون التدوير دائريًا أو شبكيًا.
بالإضافة إلى ذلك، يربط السيتوبلازم أجزاء مختلفة من الخلية. وتقع عضيات الخلية في هذه البيئة.
العضيات هي هياكل خلوية دائمة لها وظائف محددة.
وتشمل هذه العضيات هياكل مثل المصفوفة السيتوبلازمية، والشبكة الإندوبلازمية، والريبوسومات، والميتوكوندريا، وما إلى ذلك.
سنحاول الآن إلقاء نظرة فاحصة على هذه العضيات ومعرفة الوظائف التي تؤديها.
السيتوبلازم
مصفوفة السيتوبلازم
أحد الأجزاء الرئيسية للخلية هو المصفوفة السيتوبلازمية. وبفضله تحدث عمليات التخليق الحيوي في الخلية، وتحتوي مكوناتها على إنزيمات تنتج الطاقة.
مصفوفة السيتوبلازم
الشبكة الأندوبلازمية
في الداخل، تتكون منطقة السيتوبلازم من قنوات صغيرة وتجويفات مختلفة. وتتصل هذه القنوات مع بعضها البعض لتشكل الشبكة الإندوبلازمية. مثل هذه الشبكة غير متجانسة في بنيتها ويمكن أن تكون حبيبية أو ناعمة. 
الشبكة الأندوبلازمية
نواة الخلية
الجزء الأكثر أهمية، والذي يوجد في جميع الخلايا تقريبًا، هو نواة الخلية. تسمى هذه الخلايا التي تحتوي على نواة حقيقيات النوى. تحتوي كل نواة خلية على الحمض النووي. وهي مادة وراثية وجميع خصائص الخلية مشفرة فيها.
نواة الخلية
الكروموسومات
إذا نظرت إلى بنية الكروموسوم تحت المجهر، يمكنك أن ترى أنه يتكون من كروماتيدين. كقاعدة عامة، بعد الانقسام النووي، يصبح الكروموسوم أحادي اللون. ولكن مع بداية الانقسام التالي، يظهر كروماتيد آخر على الكروموسوم.
الكروموسومات
مركز الخلية
عند فحص مركز الخلية، يمكنك أن ترى أنه يتكون من مريكزات الأم والابنة. كل مركز من هذا القبيل عبارة عن جسم أسطواني، وتتكون جدرانه من تسعة ثلاثة توائم من الأنابيب، وفي المنتصف توجد مادة متجانسة.
بمساعدة مثل هذا المركز الخلوي، يحدث انقسام الخلايا في الحيوانات والنباتات السفلية.
مركز الخلية
الريبوسومات
الريبوسومات هي عضيات عالمية موجودة في كل من الخلايا الحيوانية والنباتية. وظيفتها الرئيسية هي تخليق البروتين في المركز الوظيفي.
الريبوسومات
الميتوكوندريا
الميتوكوندريا هي أيضًا عضيات مجهرية، ولكن على عكس الريبوسومات، لديها بنية غشاء مزدوج، حيث يكون الغشاء الخارجي أملسًا، بينما يحتوي الغشاء الداخلي على نتوءات بأشكال مختلفة، تسمى الأعراف. تلعب الميتوكوندريا دور مركز التنفس والطاقة
الميتوكوندريا
جهاز جولجي
ولكن بمساعدة جهاز جولجي، يتم تجميع المواد ونقلها. أيضًا، بفضل هذا الجهاز، يتم تكوين الليزوزومات وتخليق الدهون والكربوهيدرات.
من حيث البنية، يشبه جهاز جولجي الأجسام الفردية التي تكون على شكل منجل أو قضيب.
جهاز جولجي
البلاستيدات
لكن البلاستيدات في الخلية النباتية تلعب دور محطة الطاقة. إنهم يميلون إلى التحول من نوع إلى آخر. تنقسم البلاستيدات إلى أنواع مثل البلاستيدات الخضراء، والبلاستيدات الملونة، والبلاستيدات البيضاء.
البلاستيدات
الجسيمات المحللة
تسمى الفجوة الهضمية القادرة على إذابة الإنزيمات بالليزوزوم. وهي عضيات مجهرية أحادية الغشاء لها شكل مستدير. يعتمد عددهم بشكل مباشر على مدى حيوية الخلية وحالتها المادية.
في حالة تدمير غشاء الليزوزوم، تكون الخلية قادرة على هضم نفسها.
الجسيمات المحللة
طرق تغذية الخلية
الآن دعونا نلقي نظرة على طرق تغذية الخلايا:
طريقة تغذية الخلية
وتجدر الإشارة هنا إلى أن البروتينات والسكريات تميل إلى اختراق الخلية عن طريق البلعمة، ولكن قطرات السائل - عن طريق كثرة الخلايا.
وتسمى طريقة تغذية الخلايا الحيوانية التي تدخل إليها العناصر الغذائية بالبلعمة. وهذه الطريقة العالمية لتغذية أي خلايا، حيث تدخل العناصر الغذائية إلى الخلية بالفعل في شكل مذاب، تسمى كثرة الخلايا.
يسمى العلم الذي يدرس تركيب الخلايا ووظيفتها علم الخلية.
خلية- وحدة هيكلية ووظيفية أولية للكائنات الحية.
الخلايا، على الرغم من صغر حجمها، معقدة للغاية. تسمى المحتويات الداخلية شبه السائلة للخلية السيتوبلازم.
السيتوبلازم هو البيئة الداخلية للخلية، حيث تحدث عمليات مختلفة وتقع مكونات الخلية - العضيات (العضيات).
نواة الخلية
نواة الخلية هي الجزء الأكثر أهمية في الخلية.
يتم فصل النواة عن السيتوبلازم بواسطة غلاف يتكون من غشائين. يحتوي الغشاء النووي على العديد من المسام بحيث يمكن للمواد المختلفة أن تدخل النواة من السيتوبلازم والعكس.
يتم استدعاء المحتويات الداخلية للنواة الكاريوبلازماأو عصير نووي. يقع في العصير النووي الكروماتينيةو نوية.
الكروماتينيةهو حبلا من الحمض النووي. إذا بدأت الخلية في الانقسام، فسيتم لف خيوط الكروماتين بإحكام في دوامة حول بروتينات خاصة، مثل الخيوط الموجودة على البكرة. تظهر هذه التكوينات الكثيفة بوضوح تحت المجهر وتسمى الكروموسومات.
جوهريحتوي على معلومات وراثية ويتحكم في حياة الخلية.
نويةهو جسم مستدير كثيف داخل القلب. عادة، هناك من واحد إلى سبعة نواة في نواة الخلية. تظهر بوضوح بين انقسامات الخلايا، وأثناء الانقسام يتم تدميرها.
وظيفة النواة هي تخليق الحمض النووي الريبوزي (RNA) والبروتينات، والتي تتشكل منها عضيات خاصة - الريبوسومات.
الريبوسوماتالمشاركة في التخليق الحيوي للبروتين. في السيتوبلازم، غالبا ما توجد الريبوسومات الشبكة الإندوبلازمية الخشنة. وفي حالات أقل شيوعًا، يتم تعليقها بحرية في سيتوبلازم الخلية.
الشبكة الإندوبلازمية (ER) يشارك في تركيب بروتينات الخلية ونقل المواد داخل الخلية.
لا يتم استهلاك جزء كبير من المواد التي تصنعها الخلية (البروتينات والدهون والكربوهيدرات) على الفور، ولكن من خلال قنوات EPS تدخل للتخزين في تجاويف خاصة موضوعة في أكوام خاصة، "صهاريج"، ومحددة من السيتوبلازم بواسطة غشاء . وتسمى هذه التجاويف جهاز جولجي (معقد). في أغلب الأحيان، تقع صهاريج جهاز جولجي بالقرب من نواة الخلية.
جهاز جولجييشارك في تحويل بروتينات الخلية وتوليفها الجسيمات المحللة- العضيات الهضمية للخلية.
الجسيمات المحللةوهي عبارة عن إنزيمات هضمية، "معبأة" في حويصلات غشائية، تتبرعم وتوزع في جميع أنحاء السيتوبلازم.
يقوم مجمع جولجي أيضًا بتجميع المواد التي تصنعها الخلية لتلبية احتياجات الكائن الحي بأكمله والتي يتم إزالتها من الخلية إلى الخارج.
الميتوكوندريا- عضيات الطاقة للخلايا. يقومون بتحويل العناصر الغذائية إلى طاقة (ATP) والمشاركة في تنفس الخلايا.
الميتوكوندريا مغطاة بغشاءين: الغشاء الخارجي أملس، والداخلي به طيات ونتوءات عديدة - أعراف.
غشاء بلازمي
لكي تكون الخلية نظامًا واحدًا، من الضروري أن تكون جميع أجزائها (السيتوبلازم، النواة، العضيات) متماسكة معًا. ولهذا الغرض، تطورت في عملية التطور غشاء بلازميالتي تحيط بكل خلية وتفصلها عن البيئة الخارجية. يحمي الغشاء الخارجي المحتويات الداخلية للخلية - السيتوبلازم والنواة - من التلف، ويحافظ على شكل ثابت للخلية، ويضمن الاتصال بين الخلايا، ويسمح بشكل انتقائي للمواد الضرورية بالدخول إلى الخلية ويزيل المنتجات الأيضية من الخلية.
هيكل الغشاء هو نفسه في جميع الخلايا. أساس الغشاء هو طبقة مزدوجة من جزيئات الدهون، والتي توجد فيها العديد من جزيئات البروتين. توجد بعض البروتينات على سطح الطبقة الدهنية، والبعض الآخر يخترق طبقتي الدهون من خلالها.
تشكل البروتينات الخاصة أرقى القنوات التي يمكن من خلالها دخول أيونات البوتاسيوم والصوديوم والكالسيوم وبعض الأيونات الأخرى ذات القطر الصغير إلى داخل الخلية أو خارجها. ومع ذلك، فإن الجزيئات الأكبر حجمًا (جزيئات المغذيات - البروتينات والكربوهيدرات والدهون) لا يمكنها المرور عبر القنوات الغشائية ودخول الخلية باستخدامها البلعمةأو احتساء الخلايا:
- عند النقطة التي يلامس فيها جسيم الطعام الغشاء الخارجي للخلية، يتكون غزو، ويدخل الجسيم إلى الخلية، محاطًا بغشاء. هذه العملية تسمى البلعمة (الخلايا النباتية مغطاة بطبقة كثيفة من الألياف (غشاء الخلية) أعلى غشاء الخلية الخارجي ولا يمكنها التقاط المواد عن طريق البلعمة).
- كثرة الخلايايختلف عن البلعمة فقط في أنه في هذه الحالة لا يلتقط غزو الغشاء الخارجي جزيئات صلبة، بل قطرات من السائل مع مواد مذابة فيه. هذه هي إحدى الآليات الرئيسية لاختراق المواد إلى الخلية.
نحن ندعوك للتعرف على المواد و.
: غشاء السليلوز، الغشاء، السيتوبلازم مع العضيات، النواة، الفجوات مع عصارة الخلية.وجود البلاستيدات هو السمة الرئيسية للخلية النباتية.
وظائف غشاء الخلية- يحدد شكل الخلية، ويحميها من العوامل البيئية.
غشاء بلازمي- طبقة رقيقة تتكون من جزيئات متفاعلة من الدهون والبروتينات، تفصل المحتويات الداخلية عن البيئة الخارجية، وتضمن نقل الماء والمعادن والمواد العضوية إلى داخل الخلية عن طريق التناضح والنقل النشط، كما تزيل الفضلات.
السيتوبلازم- البيئة الداخلية شبه السائلة للخلية، التي توجد فيها النواة والعضيات، توفر الروابط بينهما، وتشارك في عمليات الحياة الأساسية.
الشبكة الأندوبلازمية- شبكة من القنوات المتفرعة في السيتوبلازم. ويشارك في تركيب البروتينات والدهون والكربوهيدرات، وفي نقل المواد. الريبوسومات هي أجسام تقع على الشبكة الإندوبلازمية أو في السيتوبلازم، وتتكون من الحمض النووي الريبي (RNA) والبروتين، وتشارك في تخليق البروتين. يعد EPS والريبوسومات جهازًا واحدًا لتخليق البروتينات ونقلها.
الميتوكوندريا- عضيات محددة من السيتوبلازم بغشاءين. تتأكسد المواد العضوية فيها ويتم تصنيع جزيئات ATP بمشاركة الإنزيمات. زيادة في سطح الغشاء الداخلي الذي توجد عليه الإنزيمات بسبب الأعراف. ATP هي مادة عضوية غنية بالطاقة.
البلاستيدات(البلاستيدات الخضراء، البلاستيدات البيضاء، البلاستيدات الملونة)، محتواها في الخلية هو السمة الرئيسية للكائن النباتي. البلاستيدات الخضراء هي بلاستيدات تحتوي على صبغة الكلوروفيل الخضراء، التي تمتص الطاقة الضوئية وتستخدمها لتخليق المواد العضوية من ثاني أكسيد الكربون والماء. يتم فصل البلاستيدات الخضراء عن السيتوبلازم بواسطة غشائين، نواتج عديدة - غرانا على الغشاء الداخلي، حيث توجد جزيئات الكلوروفيل والإنزيمات.
مجمع جولجي- نظام تجاويف محدد من السيتوبلازم بغشاء. تراكم البروتينات والدهون والكربوهيدرات فيها. تنفيذ تخليق الدهون والكربوهيدرات على الأغشية.
الجسيمات المحللة- الأجسام المحددة من السيتوبلازم بغشاء واحد. تعمل الإنزيمات الموجودة فيها على تسريع تحلل الجزيئات المعقدة إلى جزيئات بسيطة: البروتينات إلى أحماض أمينية، والكربوهيدرات المعقدة إلى جزيئات بسيطة، والدهون إلى جلسرين وأحماض دهنية، كما أنها تدمر الأجزاء الميتة من الخلية والخلايا بأكملها.
الفجوات- تجاويف في السيتوبلازم مليئة عصارة الخلية، مكان تراكم العناصر الغذائية الاحتياطية والمواد الضارة؛ أنها تنظم محتوى الماء في الخلية.
جوهر- الجزء الرئيسي من الخلية مغطى من الخارج بغشاء نووي مثقوب المسام. تدخل المواد إلى القلب ويتم إزالتها منه عبر المسام. الكروموسومات هي حاملات للمعلومات الوراثية حول خصائص الكائن الحي، والهياكل الرئيسية للنواة، والتي يتكون كل منها من جزيء DNA واحد مدمج مع البروتينات. النواة هي موقع تخليق DNA وmRNA وrRNA.
وجود غشاء خارجي وسيتوبلازم مع عضيات ونواة مع كروموسومات.
الغشاء الخارجي أو البلازما- يحدد محتويات الخلية من البيئة (الخلايا الأخرى، المادة بين الخلايا)، ويتكون من جزيئات الدهون والبروتين، ويضمن التواصل بين الخلايا، ونقل المواد إلى داخل الخلية (احتساء الخلايا، البلعمة) وخارج الخلية.
السيتوبلازم- البيئة الداخلية شبه السائلة للخلية والتي توفر التواصل بين النواة والعضيات الموجودة فيها. تتم عمليات الحياة الرئيسية في السيتوبلازم.
عضيات الخلية:
1) الشبكة الإندوبلازمية (ER)- نظام الأنابيب المتفرعة، يشارك في تخليق البروتينات والدهون والكربوهيدرات، في نقل المواد في الخلية؛
2) الريبوسومات- الأجسام التي تحتوي على الرنا الريباسي (rRNA) تقع على الشبكة الإندوبلازمية وفي السيتوبلازم وتشارك في تخليق البروتين. يعتبر EPS والريبوسومات جهازًا واحدًا لتخليق البروتين ونقله.
3) الميتوكوندريا- "محطات الطاقة" في الخلية، المحددة من السيتوبلازم بغشاءين. يشكل الجزء الداخلي أعرافًا (طيات) مما يزيد من سطحه. تعمل الإنزيمات الموجودة على العرف على تسريع أكسدة المواد العضوية وتخليق جزيئات ATP الغنية بالطاقة.
4) مجمع جولجي- مجموعة من التجاويف المحددة بغشاء من السيتوبلازم، مملوءة بالبروتينات والدهون والكربوهيدرات، والتي إما تستخدم في العمليات الحيوية أو يتم إزالتها من الخلية. تقوم أغشية المجمع بتركيب الدهون والكربوهيدرات.
5) الجسيمات المحللة- تعمل الأجسام الممتلئة بالإنزيمات على تسريع تحلل البروتينات إلى أحماض أمينية، والدهون إلى جلسرين وأحماض دهنية، والسكريات إلى سكريات أحادية. في الليزوزومات، يتم تدمير الأجزاء الميتة من الخلية، أي الخلايا بأكملها.
الادراج الخلوية- تراكمات العناصر الغذائية الاحتياطية: البروتينات والدهون والكربوهيدرات.
جوهر- الجزء الأكثر أهمية في الخلية. وهي مغطاة بغشاء مزدوج مع مسام تخترق من خلالها بعض المواد داخل النواة والبعض الآخر يدخل السيتوبلازم. الكروموسومات هي الهياكل الرئيسية للنواة، وناقلات المعلومات الوراثية حول خصائص الكائن الحي. وينتقل أثناء انقسام الخلية الأم إلى الخلايا الوليدة، ومع الخلايا الجرثومية إلى الكائنات الوليدة. النواة هي موقع تخليق DNA وmRNA وrRNA.
يمارس:
اشرح لماذا تسمى العضيات بهياكل الخلايا المتخصصة؟
إجابة:تسمى العضيات بهياكل الخلايا المتخصصة، لأنها تؤدي وظائف محددة بدقة، ويتم تخزين المعلومات الوراثية في النواة، ويتم تصنيع ATP في الميتوكوندريا، ويحدث التمثيل الضوئي في البلاستيدات الخضراء، وما إلى ذلك.
إذا كانت لديك أسئلة حول علم الخلايا، يمكنك الاتصال
هيكل ووظائف الخلية
الخلية هي وحدة أولية من البنية والنشاط الحيوي لجميع الكائنات الحية (باستثناء الفيروسات، والتي يشار إليها غالبًا بأشكال الحياة غير الخلوية)، وتمتلك عملية التمثيل الغذائي الخاصة بها، وقادرة على الوجود المستقل، والتكاثر الذاتي والتطور. تتكون جميع الكائنات الحية إما من العديد من الخلايا (حيوانات متعددة الخلايا، ونباتات، وفطر) أو كائنات حية وحيدة الخلية (العديد من الأوليات والبكتيريا). يسمى فرع علم الأحياء الذي يدرس بنية الخلايا وعملها علم الخلايا. في الآونة الأخيرة، أصبح من الشائع أيضًا الحديث عن بيولوجيا الخلية، أو بيولوجيا الخلية.
عادة، تتراوح أحجام الخلايا النباتية والحيوانية من 5 إلى 20 ميكرون. الخلية البكتيرية النموذجية أصغر بكثير - تقريبًا. 2 ميكرون، وأصغر حجم معروف هو 0.2 ميكرون.
يمكن أن تصل بعض الخلايا التي تعيش حرة، مثل الأوليات مثل المنخربات، إلى عدة سنتيمترات؛ لديهم دائمًا العديد من النوى. ويصل طول خلايا الألياف النباتية الرقيقة إلى متر واحد، كما تصل عمليات الخلايا العصبية إلى عدة أمتار في الحيوانات الكبيرة. مع هذا الطول، يكون حجم هذه الخلايا صغيرًا، لكن السطح كبير جدًا.
أكبر الخلايا هي بيض الطيور غير المخصب المملوء بالصفار. أكبر بيضة (وبالتالي أكبر خلية) تنتمي إلى طائر ضخم منقرض - Aepyornis. من المفترض أن وزن صفارها تقريبًا. 3.5 كجم. أكبر بيضة بين الكائنات الحية هي بيضة النعامة، ويزن صفارها حوالي 1. 0.5 كجم
في وقت ما، كانت الخلية تعتبر بمثابة قطرة متجانسة إلى حد ما من المادة العضوية، والتي كانت تسمى البروتوبلازم أو المادة الحية. أصبح هذا المصطلح عفا عليه الزمن بعد اكتشاف أن الخلية تتكون من العديد من الهياكل المتميزة بشكل واضح تسمى العضيات الخلوية ("الأعضاء الصغيرة").
أول من رأى الخلايا هو العالم الإنجليزي روبرت هوك (المعروف لدينا بفضل قانون هوك). في عام 1665، في محاولة لفهم سبب طفو شجرة الفلين بشكل جيد، بدأ هوك في فحص أجزاء رقيقة من الفلين باستخدام المجهر المحسن. واكتشف أن الفلين مقسم إلى عدة خلايا صغيرة، مما ذكره بأقراص العسل الموجودة في خلايا نحل العسل، وأطلق على هذه الخلايا اسم الخلايا.
وفي عام 1675، اكتشف الطبيب الإيطالي م. مالبيغي، وفي عام 1682 - عالم النبات الإنجليزي ن. أكد جرو التركيب الخلوي للنباتات. وبدأوا يتحدثون عن الزنزانة باعتبارها «قارورة مليئة بالعصير المغذي». في عام 1674، السيد الهولندي أنتوني فان ليفينهوك(أنطون فان ليوينهوك، 1632-1723) باستخدام المجهر لأول مرة رأى "حيوانات" في قطرة ماء - كائنات حية متحركة (الأهداب والأميبا والبكتيريا). وكان ليفينهوك أيضًا أول من لاحظ الخلايا الحيوانية – كريات الدم الحمراء والحيوانات المنوية. وهكذا، بحلول بداية القرن الثامن عشر، عرف العلماء أن النباتات لها بنية خلوية في ظل التكبير العالي، ورأوا بعض الكائنات الحية التي تلقت فيما بعد الاسم أحادي الخلية. وفي 1802-1808، اكتشف الباحث الفرنسي شارل فرانسوا ميربل أن جميع النباتات تتكون من أنسجة تتكون من خلايا. ب. لامارك في عام 1809
ووسعت فكرة ميربل عن البنية الخلوية لتشمل الكائنات الحيوانية. في عام 1825، اكتشف العالم التشيكي إ. اكتشف بوركين نواة الخلية البيضية للطيور، وفي عام 1839 أدخل مصطلح "البروتوبلازم". في عام 1831، اكتشف عالم النبات الإنجليزي ر. كان براون أول من وصف نواة الخلية النباتية، وفي عام 1833 أثبت أن النواة هي عضية إلزامية للخلية النباتية. منذ ذلك الحين، لم يكن الشيء الرئيسي في تنظيم الخلايا هو الغشاء، بل محتوياته.
طرق أبحاث الخلايا
ولم يتم رؤية الخلايا لأول مرة إلا بعد إنشاء المجاهر الضوئية، ومنذ ذلك الوقت وحتى الآن ظل الفحص المجهري أحد أهم طرق دراسة الخلايا. المجهر الضوئي (البصري)، على الرغم من دقته المنخفضة نسبيًا، جعل من الممكن مراقبة الخلايا الحية. في القرن العشرين، تم اختراع المجهر الإلكتروني، مما جعل من الممكن دراسة البنية التحتية للخلايا.
في دراسة شكل الخلية وبنيتها، كانت الأداة الأولى هي المجهر الضوئي. قدرتها على التحليل محدودة بأبعاد مماثلة للطول الموجي للضوء (0.4-0.7 ميكرومتر للضوء المرئي). ومع ذلك، فإن العديد من عناصر البنية الخلوية أصغر بكثير في الحجم.
والصعوبة الأخرى هي أن معظم المكونات الخلوية شفافة ولها معامل انكسار مماثل للماء تقريبًا. لتحسين الرؤية، غالبًا ما يتم استخدام الأصباغ التي لها ارتباطات مختلفة بالمكونات الخلوية المختلفة. يستخدم التلوين أيضًا لدراسة كيمياء الخلايا. على سبيل المثال، ترتبط بعض الأصباغ بشكل تفضيلي بالأحماض النووية وبالتالي تكشف عن توطينها في الخلية. جزء صغير من الأصباغ
- يطلق عليها اسم intravital - يمكن استخدامها لصبغ الخلايا الحية، ولكن عادة يجب إصلاح الخلايا أولاً (باستخدام مواد تخثر البروتين) وعندها فقط يمكن صبغها.
قبل إجراء الدراسة، عادةً ما يتم دمج الخلايا أو قطع الأنسجة في البارافين أو البلاستيك ثم يتم تقطيعها إلى أقسام رفيعة جدًا باستخدام مشراح. تُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في المختبرات السريرية لتحديد الخلايا السرطانية. بالإضافة إلى الفحص المجهري الضوئي التقليدي، تم تطوير طرق بصرية أخرى لدراسة الخلايا: الفحص المجهري الفلوري، الفحص المجهري الطوري، التحليل الطيفي، وتحليل حيود الأشعة السينية.
المجهر الضوئي
في المجهر الضوئي، يتم تكبير الجسم من خلال سلسلة من العدسات التي يمر من خلالها الضوء. الحد الأقصى للتكبير الذي يمكن تحقيقه بفضل المجهر الضوئي هو حوالي 1000. وهناك خاصية أخرى مهمة وهي
القرار حوالي 200 نانومتر فقط ؛ تم استلام هذا الإذن في النهاية
القرن التاسع عشر. وبالتالي، فإن أصغر الهياكل التي يمكن ملاحظتها تحت المجهر الضوئي هي الميتوكوندريا والبكتيريا، ويبلغ حجمها الخطي حوالي 500 نانومتر. ومع ذلك، فإن الأجسام الأصغر من 200 نانومتر تكون مرئية في المجهر الضوئي فقط إذا كانت هي نفسها تبعث الضوء. يتم استخدام هذه الميزة في المجهر مضان، عندما ترتبط الهياكل الخلوية أو البروتينات الفردية ببروتينات الفلورسنت الخاصة أو الأجسام المضادة ذات علامات الفلورسنت. تتأثر أيضًا جودة الصورة التي يتم الحصول عليها باستخدام المجهر الضوئي بالتباين - ويمكن زيادتها باستخدام طرق مختلفة لتلوين الخلايا. يتم استخدام تباين الطور، وتباين التداخل التفاضلي، والفحص المجهري للمجال المظلم لدراسة الخلايا الحية. ويمكن للمجاهر متحد البؤر تحسين جودة الصور الفلورية.
المجهر الإلكتروني
في الثلاثينيات من القرن العشرين، تم تصميم مجهر إلكتروني، حيث يتم تمرير شعاع من الإلكترونات عبر الجسم بدلاً من الضوء. يبلغ الحد النظري للدقة في المجاهر الإلكترونية الحديثة حوالي 0.002 نانومتر، ولكن لأسباب عملية يتم تحقيق دقة تبلغ حوالي 2 نانومتر فقط للأجسام البيولوجية. باستخدام المجهر الإلكتروني، يمكنك دراسة البنية التحتية للخلايا. هناك نوعان رئيسيان من المجهر الإلكتروني:
المسح والنقل.
يُستخدم المجهر الإلكتروني الماسح (النقطي) (SEM) لدراسة سطح الجسم. غالبًا ما تكون العينات مغلفة بطبقة رقيقة من الذهب. سيم
يسمح لك بالحصول على صور ثلاثية الأبعاد. المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) - يستخدم للدراسة الداخلية
بنية الخلية. يتم تمرير شعاع من الإلكترونات عبر جسم تم معالجته مسبقًا بالمعادن الثقيلة، والتي تتراكم في هياكل معينة، مما يزيد من كثافة الإلكترونات. تنتشر الإلكترونات في مناطق الخلية ذات الكثافة الإلكترونية الأعلى، مما يتسبب في ظهور هذه المناطق داكنة في الصور.
تجزئة الخلية. لتحديد وظائف مكونات الخلية الفردية، من المهم عزلها في شكلها النقي، وغالبا ما يتم ذلك باستخدام الطريقة التفاضلية. الطرد المركزي. تم تطوير طرق للحصول على أجزاء نقية من أي عضيات خلوية. يبدأ إنتاج الكسور بتدمير غشاء البلازما وتكوين خلية متجانسة. يتم طرد المتجانس بشكل تسلسلي بسرعات مختلفة؛ في المرحلة الأولى، يمكن الحصول على أربعة أجزاء: (1) نوى وشظايا خلية كبيرة، (2) الميتوكوندريا، البلاستيدات، الجسيمات الحالة والبيروكسيزومات، (3) الميكروسومات - حويصلات جولجي والشبكة الإندوبلازمية ، (4) ستبقى الريبوسومات والبروتينات والجزيئات الأصغر في الطاف. مزيد من الطرد المركزي التفاضلي لكل جزء من الأجزاء المختلطة يجعل من الممكن الحصول على مستحضرات نقية من العضيات، والتي يمكن تطبيق مجموعة متنوعة من الأساليب البيوكيميائية والمجهرية عليها.
بنية الخلية
يمكن تقسيم جميع أشكال الحياة الخلوية على الأرض إلى مملكتين خارقتين بناءً على بنية الخلايا المكونة لها:
بدائيات النوى (ما قبل النووية) - أبسط في البنية؛
حقيقيات النوى (النووية) أكثر تعقيدًا. الخلايا التي يتكون منها جسم الإنسان هي حقيقية النواة.
على الرغم من تنوع أشكالها، فإن تنظيم خلايا جميع الكائنات الحية يخضع لمبادئ هيكلية مشتركة.
خلية بدائية النواة
بدائيات النوى (lat. pro - قبل، قبل اللعبة κάρῠον - core، nut) هي كائنات حية، على عكس حقيقيات النوى، لا تحتوي على نواة خلية مشكلة وعضيات غشائية داخلية أخرى (باستثناء الخزانات المسطحة في الأنواع التي تقوم بالتمثيل الضوئي، على سبيل المثال، بكتيريا اليوسيانو). إن جزيء الحمض النووي الدائري الكبير الوحيد (في بعض الأنواع، خطي) مزدوج الجديلة، والذي يحتوي على الجزء الأكبر من المادة الوراثية للخلية (ما يسمى بالنواة)، لا يشكل مجمعًا مع بروتينات الهيستون (ما يسمى بالكروماتين) ). تشمل بدائيات النوى البكتيريا، بما في ذلك البكتيريا الزرقاء (الطحالب الخضراء المزرقة)، والعتائق. المحتوى الرئيسي للخلية، الذي يملأ حجمها بالكامل، هو حبيبي لزج
السيتوبلازم.
خلية حقيقية النواة
حقيقيات النوى (حقيقيات النوى) (اليونانية ευ - جيد، كامل و κάρῠον - النواة، الجوز)
الكائنات الحية التي، على عكس بدائيات النوى، لديها نواة خلية مشكلة، محددة من السيتوبلازم بغلاف نووي. يتم احتواء المادة الوراثية في عدة جزيئات خطية مزدوجة من الحمض النووي (اعتمادًا على نوع الكائن الحي، يمكن أن يتراوح عددها في النواة من اثنين إلى عدة مئات)، متصلة من الداخل بغشاء نواة الخلية وتشكل مركبًا يحتوي على بروتينات هيستون في الغالبية العظمى، تسمى الكروماتين.
هيكل الخلية حقيقية النواة. تمثيل تخطيطي للخلية الحيوانية.
بعض الخلايا، خاصة النباتية والبكتيرية، لها غلاف خارجي جدار الخلية. في النباتات العليا يتكون من السليلوز. يلعب جدار الخلية دورًا مهمًا للغاية: فهو إطار خارجي، وقشرة واقية، ويوفر انتفاخًا للخلايا النباتية: يمر الماء والأملاح وجزيئات العديد من المواد العضوية عبر جدار الخلية. وعادةً ما تقوم الخلايا الحيوانية بهذا الدور. لا تحتوي على جدران خلوية.
تقع تحت جدار الخلية النباتية غشاء بلازميأو البلازما. ويبلغ سمك الغشاء البلازمي حوالي 10 نانومتر، ولا يمكن دراسة بنيته ووظائفه إلا باستخدام المجهر الإلكتروني.
داخل الخلية مليئة السيتوبلازم، حيث توجد العديد من العضيات والشوائب الخلوية، وكذلك المواد الوراثية في شكل جزيء الحمض النووي. تؤدي كل عضية في الخلية وظيفتها الخاصة، وتحدد جميعها معًا النشاط الحيوي للخلية ككل.
يوفر غشاء البلازما في المقام الأول وظيفة تحديد فيما يتعلق بالخارج
بيئة الخلية. إنها طبقة مزدوجة من الجزيئات (طبقة ثنائية الجزيئات، أو طبقة ثنائية). هذه هي في الأساس جزيئات من الدهون الفوسفاتية والمواد الأخرى المرتبطة بها. تتمتع جزيئات الدهون بطبيعة مزدوجة، تتجلى في سلوكها بالنسبة للماء. رؤوس الجزيئات محبة للماء، أي. لها ميل للمياه، وذيولها الهيدروكربونية كارهة للماء. لذلك، عند مزجها بالماء، تشكل الدهون طبقة على سطحها تشبه طبقة الزيت؛ علاوة على ذلك، فإن جميع جزيئاتها موجهة بنفس الطريقة: رؤوس الجزيئات موجودة في الماء، وذيول الهيدروكربون فوق سطحها.
في ويتكون غشاء الخلية من طبقتين من هذه الطبقات، وفي كل منهما تتجه رؤوس الجزيئات إلى الخارج، وذيولها إلى داخل الغشاء، واحدة تجاه الأخرى، وبالتالي لا تتلامس مع الماء.
وبالإضافة إلى مكونات الدهون الرئيسية، فهو يحتوي على جزيئات بروتينية كبيرة قادرة على "الطفو" في طبقة الدهون الثنائية ومرتبة بحيث يواجه أحد الجانبين داخل الخلية، والآخر على اتصال بالبيئة الخارجية. توجد بعض البروتينات فقط على السطح الخارجي أو فقط على السطح الداخلي للغشاء أو تكون مغمورة جزئيًا فقط في الطبقة الدهنية الثنائية.
وتتمثل المهمة الرئيسية لغشاء الخلية في تنظيم نقل المواد داخل وخارج الخلية.
هناك عدة آليات لنقل المواد عبر الغشاء:
الانتشار هو اختراق المواد عبر الغشاء على طول تدرج التركيز (من منطقة يكون فيها تركيزها أعلى إلى منطقة يكون فيها تركيزها أقل). يتم النقل المنتشر للمواد بمشاركة بروتينات الغشاء التي تحتوي على المسام الجزيئية (الماء والأيونات) أو بمشاركة المرحلة الدهنية (للمواد القابلة للذوبان في الدهون).
نشر الميسر- ترتبط البروتينات الحاملة للغشاء الخاص بشكل انتقائي بأيون أو جزيء أو آخر وتنقلها عبر الغشاء.
النقل النشط. تتطلب هذه الآلية طاقة وتعمل على نقل المواد ضد تدرج تركيزها. يتم تنفيذها بواسطة خاص
البروتينات الحاملة التي تشكل ما يسمى بالمضخات الأيونية. الأكثر دراسة هي مضخة Na+ /K+ في الخلايا الحيوانية، والتي تضخ بنشاط أيونات Na+ بينما تمتص أيونات K+.
في بالاشتراك مع النقل النشط للأيونات، تخترق السكريات المختلفة والنيوكليوتيدات والأحماض الأمينية الخلية عبر الغشاء السيتوبلازمي.
هذه النفاذية الانتقائية مهمة جدا من الناحية الفسيولوجية، وغيابها
– أول دليل على موت الخلايا. من السهل توضيح ذلك بمثال البنجر. إذا تم غمر جذر البنجر الحي في الماء البارد، فإنه يحتفظ بصبغته؛ إذا تم غلي البنجر، تموت الخلايا، وتصبح نفاذية بسهولة وتفقد صبغتها، مما يحول الماء إلى اللون الأحمر.
يمكن للخلية أن "تبتلع" جزيئات كبيرة مثل البروتينات. تحت تأثير بعض البروتينات، إذا كانت موجودة في السائل المحيط بالخلية، يحدث غزو في غشاء الخلية، والذي ينغلق بعد ذلك، ويشكل حويصلة - فجوة صغيرة تحتوي على جزيئات الماء والبروتين؛ بعد ذلك، يتمزق الغشاء المحيط بالفجوة، وتدخل المحتويات إلى الخلية. وتسمى هذه العملية "احتساء الخلايا" (حرفيا "شرب الخلية")، أو الالتقام.
يمكن امتصاص الجزيئات الأكبر حجمًا، مثل جزيئات الطعام، بطريقة مماثلة خلال ما يسمى. البلعمة. عادة، تكون الفجوة المتكونة أثناء البلعمة أكبر، ويتم هضم الطعام بواسطة الإنزيمات الليزوزومية داخل الفجوة قبل أن ينفجر الغشاء المحيط. هذا النوع من التغذية نموذجي بالنسبة للكائنات الأولية، مثل الأميبا، التي تأكل البكتيريا.
Exocytosis (exo - out) ، بفضله تزيل الخلية المنتجات داخل الخلايا أو المخلفات غير المهضومة المغلقة في فجوات أو حويصلات. تقترب الحويصلة من الغشاء السيتوبلازمي وتندمج معه وتنطلق محتوياته في البيئة. هذه هي الطريقة التي يتم بها إفراز الإنزيمات الهضمية والهرمونات والهيمسيلولوز وما إلى ذلك.
هيكل السيتوبلازم.
ويسمى المكون السائل في السيتوبلازم أيضًا العصارة الخلوية. تحت المجهر الضوئي، بدا أن الخلية مملوءة بما يشبه البلازما السائلة أو المحلول السائل، حيث "تطفو" النواة والعضيات الأخرى. في الواقع، هذا ليس صحيحا. المساحة الداخلية للخلية حقيقية النواة مرتبة بدقة. يتم تنسيق حركة العضيات بمساعدة أنظمة نقل متخصصة، تسمى الأنابيب الدقيقة، والتي تعمل بمثابة "طرق" داخل الخلايا، والبروتينات الخاصة، الداينينات والكينيسينات، التي تلعب دور "المحركات". كما أن جزيئات البروتين الفردية لا تنتشر بحرية في كامل المساحة داخل الخلايا، ولكنها يتم توجيهها إلى الأجزاء الضرورية باستخدام إشارات خاصة على سطحها، تتعرف عليها أنظمة النقل في الخلية.
الشبكة الأندوبلازمية
يوجد في الخلية حقيقية النواة نظام من الأجزاء الغشائية التي تمر ببعضها البعض (الأنابيب والخزانات)،
من اتصل الشبكة الأندوبلازمية(أو الشبكة الأندوبلازمية، EPR أو EPS). يُشار إلى ذلك الجزء من الشبكة الإندوبلازمية، الذي ترتبط الريبوسومات بالأغشية به، باسم الإندوبلازمية الحبيبية (أو الخشنة)
الشبكة، يحدث تخليق البروتين على أغشيتها. يتم تصنيف تلك الأجزاء التي لا تحتوي على ريبوسومات على جدرانها على أنها ER ملساء، والتي تشارك في تخليق الدهون. المساحات الداخلية للشبكة ER الملساء والحبيبية ليست معزولة، ولكنها تمر ببعضها البعض وتتواصل مع الغشاء النووي التجويف. تفتح الأنابيب أيضًا على سطح الخلية، وبالتالي تلعب الشبكة الإندوبلازمية دور الجهاز الذي يمكن من خلاله أن تتفاعل البيئة الخارجية بشكل مباشر مع محتويات الخلية بأكملها.
تغطي أجسام صغيرة تسمى الريبوسومات سطح الشبكة الإندوبلازمية الخشنة، خاصة بالقرب من النواة. يبلغ قطر الريبوسومات حوالي 15 نانومتر. يتكون كل ريبوسوم من جزيئين غير متساويين في الحجم، صغير وكبير، وظيفتهما الرئيسية هي تخليق البروتين؛ يرتبط الحمض النووي الريبي المرسال والأحماض الأمينية المرتبطة بنقل الحمض النووي الريبي (RNA) بسطحها. تتراكم البروتينات المركبة أولاً في قنوات وتجويف الشبكة الإندوبلازمية، ثم يتم نقلها إلى العضيات ومواقع الخلايا حيث يتم استهلاكها.
جهاز جولجي
جهاز جولجي (مجمع جولجي)
إنها عبارة عن كومة من الأكياس الغشائية المسطحة، الممتدة إلى حد ما بالقرب من الحواف. في خزانات جهاز جولجي، تنضج بعض البروتينات المصنعة على أغشية الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية والمخصصة للإفراز أو تكوين الليزوزومات. جهاز جولجي غير متماثل - الصهاريج الموجودة بالقرب من نواة الخلية (CIS-Golgi) تحتوي على البروتينات الأقل نضجًا؛ الحويصلات الغشائية - الحويصلات الناشئة من الشبكة الإندوبلازمية - متصلة بشكل مستمر بهذه الصهاريج. على ما يبدو، بمساعدة نفس الحويصلات، تحدث حركة إضافية للبروتينات الناضجة من خزان إلى آخر. في النهاية من الطرف المقابل للعضية
تتبرعم حويصلات (عبر جولجي) تحتوي على بروتينات ناضجة تمامًا.
الجسيمات المحللة
الليزوزومات (باليونانية "lyseo" - تذوب، "سوما" - الجسم) هي أجسام مستديرة صغيرة. هذه العضيات الخلوية الغشائية بيضاوية الشكل ويبلغ قطرها 0.5 ميكرون، وهي تتبرعم من جهاز جولجي وربما من الشبكة الإندوبلازمية. تحتوي الليزوزومات على مجموعة متنوعة من الإنزيمات التي تحطم الجزيئات الكبيرة: البروتينات والدهون والكربوهيدرات والأحماض النووية. نظرًا لعملها المدمر ، فإن هذه الإنزيمات "مقفلة" في الليزوزومات ولا يتم إطلاقها إلا عند الحاجة. ولكن إذا كان الليزوزوم
عند تعرضها للتلف نتيجة أي تأثير خارجي، يتم تدمير الخلية بأكملها أو جزء منها.
أثناء عملية الهضم داخل الخلايا، يتم إطلاق الإنزيمات من الليزوزومات إلى الفجوات الهضمية.
عندما يتم تجويع الخلايا، تقوم الليزوزومات بهضم بعض العضيات دون قتل الخلية. يوفر هذا الهضم الجزئي للخلية الحد الأدنى الضروري من العناصر الغذائية لبعض الوقت.
تمتلك الليزوزومات القدرة على هضم العناصر الغذائية بشكل نشط، وتشارك في إزالة أجزاء الخلية والخلايا الكاملة والأعضاء التي تموت أثناء النشاط الحيوي. على سبيل المثال، يحدث اختفاء ذيل الشرغوف الضفدع تحت تأثير إنزيمات الليزوزوم، وفي هذه الحالة يكون هذا أمرًا طبيعيًا ومفيدًا للجسم، ولكن في بعض الأحيان يكون تدمير الخلايا هذا مرضيًا. على سبيل المثال، عند استنشاق غبار الأسبستوس، فإنه يمكن أن يخترق خلايا الرئة، ومن ثم تمزق الليزوزومات، وتدمير الخلايا ويتطور مرض رئوي.
مركز معلومات الخلية، مكان تخزين واستنساخ المعلومات الوراثية، الذي يحدد جميع خصائص خلية معينة والكائن الحي ككل، هو النواة. عادة ما تؤدي إزالة النواة من الخلية إلى موتها السريع. شكل وحجم نواة الخلية متغير للغاية ويعتمد على نوع الكائن الحي، وكذلك على نوع الخلية وعمرها وحالتها الوظيفية. خطة شاملة
بنية النواة هي نفسها في جميع الخلايا حقيقية النواة. تتكون نواة الخلية من غشاء نووي ومصفوفة نووية (البلازما النووية) وكروماتين ونواة (واحدة أو أكثر). ويتم فصل محتويات النواة عن السيتوبلازم بواسطة غشاء مزدوج أو ما يسمى المغلف النووي. يمر الغشاء الخارجي في بعض الأماكن إلى قنوات الشبكة الإندوبلازمية. وترتبط به الريبوسومات، وتحتوي نواة الخلية على جزيئات DNA التي تسجل عليها المعلومات الوراثية للكائن الحي. . وهذا يحدد الدور القيادي لنواة الخلية في الوراثة. يحدث التكاثر في النواة - مضاعفة جزيئات الحمض النووي، وكذلك النسخ - تخليق جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) على مصفوفة الحمض النووي (DNA). ويحدث تجميع الريبوسومات أيضًا في النواة، في تكوينات خاصة تسمى النواة. يتم اختراق الغلاف النووي بواسطة العديد من المسام التي يبلغ قطرها حوالي 90 نانومتر. بسبب وجود المسام التي توفر نفاذية انتقائية، يتحكم الغلاف النووي في تبادل المواد بين النواة والسيتوبلازم.
الهياكل الليفية الموجودة في سيتوبلازم الخلية: الأنابيب الدقيقة والأكتين والخيوط الوسيطة. تشارك الأنابيب الدقيقة في نقل العضيات، وهي جزء من السوط، ويتم بناء المغزل الانقسامي من الأنابيب الدقيقة. خيوط الأكتين ضرورية للمحافظة عليها
شكل الخلية، وردود الفعل كاذبة. ويبدو أيضًا أن دور الخيوط الوسيطة يتمثل في الحفاظ على بنية الخلية. تشكل بروتينات الهيكل الخلوي عدة عشرات من المئة من كتلة البروتين الخلوي.
المريكزات
المريكزات عبارة عن هياكل بروتينية أسطوانية تقع بالقرب من نواة الخلايا الحيوانية (لا تحتوي النباتات على مريكزات، باستثناء الطحالب السفلية). المريكز عبارة عن أسطوانة، يتكون سطحها الجانبي من تسع مجموعات من الأنابيب الدقيقة. عدد الأنابيب الدقيقة في مجموعة العلبة
تختلف باختلاف الكائنات من 1 إلى 3.
حول المريكزات يوجد ما يسمى مركز التنظيم الهيكلي الخلوي، وهي منطقة يتم فيها تجميع الأطراف السالبة للأنابيب الدقيقة للخلية.
قبل الانقسام، تحتوي الخلية على مركزين يقعان بزوايا قائمة لبعضهما البعض. أثناء الانقسام، تنتقل إلى أطراف مختلفة من الخلية، وتشكل أقطاب المغزل. بعد التحريك الخلوي، تتلقى كل خلية وليدة مركزًا واحدًا، والذي يتضاعف للانقسام التالي. لا يحدث ازدواج المريكزات عن طريق الانقسام، بل عن طريق تركيب بنية جديدة متعامدة مع البنية الموجودة.
الميتوكوندريا
الميتوكوندريا - عضيات خلوية خاصة وظيفتها الأساسية التخليقاعبي التنس المحترفين - ناقل عالمي للطاقة. تحدث أكسدة المواد العضوية في الميتوكوندريا، إلى جانب عملية تصنيعها
أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). يصاحب انهيار ATP لتكوين ثنائي فوسفات الأدينوزين (ADP) إطلاق الطاقة التي يتم إنفاقها على عمليات حيوية مختلفة، على سبيل المثال، في تخليق البروتينات والأحماض النووية، ونقل المواد داخل وخارج الخلية، ونقلها من النبضات العصبية أو تقلص العضلات.
وبالتالي فإن الميتوكوندريا هي محطات طاقة تقوم بمعالجة "الوقود" - الدهون والكربوهيدرات - إلى شكل من أشكال الطاقة التي يمكن أن تستخدمها الخلية، وبالتالي الجسم ككل.
