ما هو الهيكل الخلوي وانواعه

كتابة: أميرة جادو آخر تحديث: 01 مايو 2021 , 21:19

تعريف الغشاء الخلوي

يُعرف غشاء الخلية أو غشاء البلازما أو الأوكتوبلاست، وهو الغشاء البيولوجي الذي يفصل السيتوبلازم عن البيئة ويُعرف بأنه دهون ثنائية الطبقة ونفاذية اختيارية لأنه يحتوي على السيتوبلازم والعديد من عضيات الخلية المكونة من الدهون و ترتيب البروتينات معًا.

يعمل على فصل المكونات الخلوية ماديًا عن باقي المكونات غير الخلوية، مما يؤدي إلى فصل الجدار وتنظيم خروج ودخول الخلية الحية، حيث إنها شبه منفذة، كما تساعد في نقل المادة من خلال الغشاء من خلال تبادل كميات كبيرة من الطاقة الكيميائية، بالإضافة إلى أنه يعمل كنقطة اتصال بين الجدار وهيكل الخلية والهيكل الخلوي، مما ينظم دخول وخروج الجسيمات إلى الخلية، وكذلك خروجها منها.[1]

ما هو الهيكل الخلوي

عبارة عن شبكة من الخيوط والأنابيب التي تمتد في جميع أنحاء الخلية، من خلال السيتوبلازم، وهو كل المواد داخل الخلية باستثناء النواة يوجد في جميع الخلايا، على الرغم من أن البروتينات التي يتكون منها تختلف بين الكائنات الحية. يدعم الهيكل الخلوي الخلية، ويمنحها الشكل، وينظم ويقيد العضيات، وله أدوار في نقل الجزيئات، وانقسام الخلايا، وإشارات الخلية.

هناك العديد من العظام المختلفة في أجسامنا، والتي تأتي بأشكال وأحجام مختلفة توجد ثلاثة أنواع من “العظام” في الخلية: الأوتار الدقيقة والأنابيب الدقيقة والأوتار الوسيطة.

ومع ذلك، على عكس عظامنا، فإن الهيكل الخلوي يتغير باستمرار تتكون الخيوط الدقيقة والأنابيب الدقيقة والخيوط المتوسطة من كتل بناء أصغر يمكن إضافتها أو طرحها لجعلها أطول أو أقصر بغض النظر عن احتياجات الخلية في الوقت الحالي، وتعمل أيضًا كطرق صغيرة، وهناك بروتينات خاصة تتحرك حولها الخلية  تحمل الخيوط ذات الأطوال المختلفة الحمل على طول الخلية.[1]

أهمية الهيكل الخلوي

الهيكل الخلوي له عدة وظائف مهمة وضرورية، وهي:[1]

  • يعطي شكل الخلية، هذا مهم بشكل خاص في الخلايا التي لا تحتوي على جدران خلوية، مثل الخلايا الحيوانية، التي لا تحصل على شكلها من طبقة خارجية سميكة، ويمكنه أيضًا تحفيز حركة الخلايا يمكن تفكيك الألياف الدقيقة والأنابيب الدقيقة وجمعها وضغطها مما يسمح للخلايا بالزحف والهجرة، وتساعد الأنابيب الدقيقة في تكوين هياكل مثل الأهداب والأسواط التي تسمح بحركة الخلية.
  • ينظم الهيكل الخلوي الخلية ويحافظ على عضيات الخلية في مكانها، ولكنه يساعد أيضًا في حركة العضيات في جميع أنحاء الخلية على سبيل المثال، أثناء الالتقام الخلوي عندما تبتلع الخلية جزيئًا ما، تسحب الألياف الدقيقة الحويصلة التي تحتوي على الجسيمات المبتلعة إلى داخل الخلية وبالمثل، فإن الهيكل الخلوي يساعد في تحريك الكروموسومات أثناء انقسام الخلية.
  • كما أنه إطار المبنى مثل هيكل المبنى، فإن الهيكل الخلوي هو “إطار” الخلية، ويحافظ على الهياكل في مكانها، ويوفر الدعم، ويعطي الخلية شكلًا محددًا.

أنواع الهيكل الخلوي

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الخيوط داخل الهيكل الخلوي:[1]

الأنابيب الدقيقة

فهي عبارة عن قضبان مجوفة تساعد بشكل أساسي في دعم وتشكيل الخلية، وكمسار للعضيات والأنابيب الدقيقة، توجد في كافة الخلايا حقيقية النواة، وهي مختلفة في الطول ويبلغ قطرها حوالي 25 نانومتر، وهي مكونة من لبنات بناء تسمى توبولين وهي أكثر صلابة من الخيوط الدقيقة.

وظائف الأنابيب الدقيقة

  • يمكن أن تشكل الأنابيب الدقيقة مجموعة متنوعة من الهياكل تدخل في عمليات تفكك الخلايا وانقسامها، وتشكيل المغزل الانقسامي تساعد هذه العملية كل خلية ابنة في الحصول على عدد متساوٍ من الكروموسومات.
  • كما أنها تشكل زوائد سوطية تستخدم لحركة الخلايا، مثل الأهداب والسوط.
  • تعمل الأنابيب الدقيقة كمسارات أو “طرق سريعة” للبروتينات المختلفة، والتي تقوم بوظائف النقل للحركة تصنف هذه البروتينات إلى عائلتين: كينسين ودينين يساعدان على السفر لمسافات طويلة في الخلية عادة ما يتم النقل لمسافات قصيرة مع الأكتين.
  • هذه البروتينات “مشاية” في مسارات الأنابيب الدقيقة تشبه حركتها المشي على الأنابيب الدقيقة.
  • يشمل النقل حركة أنواع مختلفة من الأشياء أو المنتجات، مثل الحويصلات الهوائية تُعرف هذه العملية جيدًا في الخلايا العصبية لأن النواقل العصبية يتم إطلاقها في الحويصلات.
  • وتشارك الأنابيب الدقيقة أيضًا في تعبئة العضيات على وجه الخصوص، يعتمد جهاز جولجي والشبكة الداخلية على هذه الخيوط لتأخذ مكانها الصحيح في حالة نقص الأنابيب الدقيقة (في الخلايا الطافرة التجريبية)، تغير هذه العضيات موقعها بشكل كبير.

الخيوط الدقيقة الأكتين

هي قضبان رفيعة وصلبة تنشط في تقلص العضلات هذا شائع بشكل خاص في خلايا العضلات وتوجد بشكل شائع في جميع الخلايا حقيقية النواة مثل الأنابيب الدقيقة، كما تشكل ألياف الأكتين في الخلية شبكة أو حزمًا من الألياف المتوازية، فهي أنحف أجزاء الهيكل الخلوي بقطر من 5 إلى 9 نانومتر.

وظائف الخيوط الدقيقة

  • تعمل بعض الخلايا على نمو ألياف رقيقة في الاتجاه الذي تريده للتحرك، وبالتالي فإن الألياف الدقيقة بدورها تدفع غشاء الخلية للأمام، مما يساعد الخلية على استكشاف بيئتها أو التحرك في اتجاه إشارة معينة، وتكون الألياف الرقيقة هي جزء مهم من تقلص العضلات أنها بمثابة مسارات لبروتين الميوسين.
  • الأكتين معروف بدوره في تقلص العضلات. جنبا إلى جنب مع الميوسين، فإنها تشكل قسيم عضلي كلا الهيكلين يجعل هذه الحركة المعتمدة على ATP ممكنة.

الخيوط المتوسطة

توجد في العديد من الخلايا، وهي توفر الدعم للخيوط الدقيقة والأنابيب الدقيقة، وتثبتها في مكانها، تكون هذه الشعيرات الدموية الكيراتين في الخلايا الظهارية والألياف العصبية في الخلايا العصبية، ويبلغ قطرها 10 نانومتر.

 وتشكل الشعيرات الوسيطة الكيراتين في الظهارة الخلايا والألياف العصبية في الخلايا العصبية  أكبر من الألياف الرقيقة، فهي أكثر سمكًا وأقوى، وهناك عدة أنواع، كل منها يتكون من بروتينات مختلفة، وتتكون بعض أجزاء الجسم بالكامل من خيوط متوسطة، مثل الشعر والأظافر؛ يتكون من بروتين يسمى الكيراتين.

وظائف الخيوط المتوسطة

  • هي عناصر قوية ودائمة للغاية في الواقع، إذا قارناها بالخيوط الأخرى (الأكتين والأنابيب الدقيقة)، تصبح الخيوط الوسيطة مستقرة للغاية.
  • بسبب هذه الخاصية، فإن وظيفتها الرئيسية هي الميكانيكية، محاربة التغيرات الخلوية وتشكل بصورة كبيرة وبكثرة في أنواع الخلايا التي تخضع لضغط ميكانيكي ثابت.
  • ولهذا هناك وظيفة أخرى للخيوط الوسيطة هي توصيل الأنسجة؛ هناك أنواع عديدة من الأنسجة في الجسم، مثل الأنسجة الظهارية المبطنة للأعضاء والعضلات المحيطة، حيث يجب أن تكون هذه الأنسجة مرتبطة ببعضها البعض بإحكام.
  • على نقيض من المكونين الآخرين للهيكل الخلوي، فهي لا يمكن أن تندمج الخيوط الوسيطة وتتفكك عند نهاياتها القطبية.
  • تتميز بصلابتها (لتصبح قادرة على أداء وظيفتها: دعم الخلايا والاستجابة ميكانيكيًا للإجهاد)، وتجميع الخيوط هي عملية تعتمد على الفسفرة.
  • تشكل الألياف الوسيطة هياكل تسمى ديسموسومات تكون بجانب مع سلسلة من البروتينات (كادرين)، تشكل هذه المجمعات روابط بين الخلايا.

خصائص الهيكل الخلوي

  • بنية ديناميكية للغاية ، وهي “سقالة جزيئية” الأنواع الثلاثة للخيوط التي تنشأ عنها، وهي وحدات تتكرر بشكل مستمر ويمكن أن تشكل هياكل مختلفة تمامًا، اعتمادًا على كيفية دمج هذه الوحدات الأساسية.
  • إذا أردنا رسم تشابه مع الهيكل العظمي البشري، فإن الهيكل الخلوي يتساوى مع نظام الهيكل العظمي وكذلك الجهاز العضلي.
  • ومع ذلك، فهو ليس مطابقًا للعظام، حيث يمكن أن تتجمع المكونات وتتفكك، مما يسمح للخلية بتغيير شكلها وتصبح مرنة  وذلك لأن مكونات الهيكل الخلوي غير قابلة للذوبان في المنظفات.[1]

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق