الخلية....السنة اولى علوم

السلام عليكم


الخليــــــــــــــــــــــــــــــــــــة


[color=black]الخلية الوحدة الأساسية لكل أشكال الحياة؛ فكل الكائنات الحية مكونة من خلايا. وبعضها تتكون من خلية واحدة، بينما تتكون بعضها الآخر مثل النباتات والحيوانات من عدد كبير من الخلايا. ويتكون جسم الإنسان مما يزيد على 10 تريليون (10,000,000,000,000) خلية.

ومعظم الخلايا صغيرة جدًا لدرجة أنها لاترى إلا بالمجهر. فخلايا دمك الحمراء مثلاً من الصغر بحيث تملأ 40,000 خلية منها مساحة هذه الدائرة O. ويتكون جلد راحة يدك من عدة ملايين من الخلايا.

تعيش بعض الكائنات وحيدة الخلية حياة مستقلة، في حين تعيش بعضها في مجموعات ضعيفة التنظيم. وفي النباتات والحيوانات، تكون الخلايا متخصصة في أعمال معينة تؤديها. ففي الوقت الذي تقرأ فيه هذه الكلمات، على سبيل المثال، تحمل خلايا عصبية في العين رسائل بما تقرؤه إلى خلايا الدماغ.وتقوم خلايا عضلية متصلة بمقلتي عينيك، بتحريك عينيك عبر الصفحة. وتتجمع الخلايا العصبية والخلايا العضلية والخلايا المتخصصة الأخرى معًا لتكوين أنسجة، مثل النسيج العصبي أو النسيج العضلي. وتكوِّن الأنواع المختلفة من الأنسجة أعضاء مثل العينين والقلب والرئتين. وتكوِّن كل الخلايا المتخصصة جسمك أو جسم أي كائن حي آخر.


تشترك كل الخلايا، سواء كانت متخصصة أو كائنات وحيدة الخلية في صفات عامة. فالخلية حية، مثلما أنت حي. وهي تتنفس وتتغذى وتتخلص من الفضلات وكذلك تنمو وتتكاثر (تنتج أفرادًا من نوعها) ثم تموت بعد فترة معينة.

يحيط بالخلية غلاف رقيق يسمى الغشاء، ويسمى كامل محتويات الخلية البروتوبلازم. ولمعظم الخلايا تركيب يسمى النواة، يحتوي على البرنامج الوراثي للخلية، أي الخطة الأساسية التي تتحكم في كل نشاطات الخلية تقريبًا. ويسمى الجزء من البروتوبلازم المحيط بالنواة السيتوبلازم.

وكما أن كل الكائنات الحية تتكون من خلايا، فإن أي خلية جديدة تتكون من خلية أخرى حية. وتتكاثر الخلايا بالانقسام، حيث تتكون خليتان جديدتان من خلية واحدة. وعندما تنقسم الخلية تحصل الخليتان الجديدتان على نسخة من البرنامج الوراثي.

"يكتب" البرنامج الوراثي في مادة كيميائية تسمى د ن أ (الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين). وكل وحدات د ن أ متشابهة، ويتكون كل منها من نفس الكتل البنائية، ولكن البرنامج الوراثي المحمول في د ن أ يجعل كل كائن حي مختلفًا عن الكائنات الأخرى. فهو الذي يجعل الكلب مختلفًا عن السمك، والحمار الوحشي مختلفًا عن الوردة، والصفصاف مختلفًا عن الزنبور، ويجعلك أنت مختلفًا عن الآخرين.

يعرف العلماء الكثير عن البرنامج الوراثي للخلية والشفرة الكيميائية التي يحملها د ن أ. ويستخدمون فهمهم عن البرناج الوراثي والشفرة الكيميائية لتغيير البرنامج الوراثي، وإكساب الكائن الحي خصائص جديدة.

تصف هذه المقالة الخلية وكيفية عملها، وللمزيد من المعلومات انظر مقالتي الوراثة والحياة في الموسوعة.


فحص الخلية
من أهم الأدوات التي يستخدمها العلماء لدراسة الخلية المجهر. فبإمكان المجهر البصري تكبير الخلية إلى 2,000ضعف، وبإمكان المجهر الإلكتروني تكبيرها إلى مليون ضعف. ويبلغ طول النملة المكبرة 200,000 مرة أكثر من 800متر. ولكن بالرغم من هذا التكبير الهائل لايمكن رؤية التركيب التفصيلي لبعض أجزاء الخلية.

يستخدم العلماء أيضًا الأصباغ في دراسة الخلية. ففي حالة صبغ الأجزاء المختلفة في الخلية بأصباغ معينة، تظهر هذه الأجزاء بوضوح تحت المجهر.

ومن الأدوات الأخرى المستخدمة في دراسة الخلية النابذة. يفصل هذا الجهاز المواد المختلفة في خليط، بتدوير الخليط بسرعات عالية. ولدراسة الخلية يطحن العلماء الخلايا أولاً، ثم يضعون الخليط المحتوي على الأجزاء الخلوية في أنبوب، ويضعون الأنبوب في نابذة تدور بسرعة عالية لفصل الأجزاء الخلوية. ويؤدي هذا إلى ترسب الأجزاء الثقيلة في قاع الأنبوب، بينما تبقى الأجزاء الخفيفة في القمة. وبعد فصل الأجزاء يستطيع العلماء دراسة المحتوى الكيميائي لكل جزء، ونشاطه الكيميائي.



أشكال الخلايا تتفاوت كثيرًا حسب احتياجاتها أو وظائفها. فالخلايا العصبية، على سبيل المثال، لها فروع كثيرة لاستقبال الرسائل من الخلايا العصبية الأخرى.
أشكال الخلايا. يمكن للخلايا أن تتشكل على هيئة مكعبات أو ملفات أو صناديق أو عصي أو لوالب أو
أأشكال الخلايا تتفاوت كثيرًا حسب احتياجاتها أو وظائفها. فالخلايا العصبية، على سبيل المثال، لها فروع كثيرة لاستقبال الرسائل من الخلايا العصبية الأخرى.


خطبوطات أو أطباق أو نجوم أو قطع هلامية. ويشبه العديد من الكائنات الحية وحيدة الخلية (تتكون من خلية واحدة) الكرات الصغيرة. وتشمل الكائنات وحيدة الخلية بعض الخمائر وطحالب معينة. وليس للأميبا، وهو كائن حي آخر وحيد الخلية، شكل معين. فهو كتلة هلامية مسطحة تغير شكلها لتتحرك. وتتشكل البكتيريا على هيئة كرات أو عصي أو لوالب. والدياتومات طحالب وحيدة الخلية توجد في أشكال متباينة مكعبة أو كروية أو هرمية.

ومعظم خلايا النباتات عديدة الخلايا (تتكون من خلايا عديدة)، مكعبة الشكل أو على هيئة صندوق متعدد الجوانب. وتحدث أعظم التنوعات في أشكال الخلايا، في خلايا الإنسان والحيوانات الأخرى عديدة الخلايا. فخلايا الحيوانات قد تكون كروية أو مسطحة الجوانب أو ذات أشكال أخرى عديدة. وبعض الخلايا العضلية طويلة ورقيقة ومدببة الطرفين، في حين تشبه بعض الخلايا العصبية بفروعها الطويلة الأشجار.

ولأشكال الخلايا علاقة باحتياجاتها ووظائفها. فالخلايا العصبية الطويلة الرقيقة مثلاً، تساعدها قدرتها على الانكماش على أداء وظائفها ، بينما تقوم الخلايا العصبية الطويلة، الكثيرة التفرع بتوصيل الرسائل إلى جميع أنحاء الجسم.


أحجام الخلايا. تتفاوت الخلايا في أحجامها بنفس مستوى تفاوتها في أشكالها. وتبلغ أقطار معظم الخلايا حوالي 0,002سم، أي تغطي 500 من هذه الخلايا المتوسطة الحجم مسافة سنتيمتر واحد، عند وضعها متراصة.

وخلايا البكتيريا من بين أصغر الخلايا حجمًا. فبعض أنواع خلايا البكتيريا من الصغر بحيث يبلغ طول 50,000 منها 2,5سم فقط. وأكبر الخلايا حجمًا مح بيض الطيور، وأكبرها على الاطلاق مح بيض النعامة، الذي يبلغ حجمه حجم كرة التنس.

يعتمد حجم أي كائن حي على العدد الكلي لخلاياه، وليس على حجم الخلايا. فالفيل عملاق مقارنًا بالفأر، لأن جسمه يحتوي على تريليونات من الخلايا، وليس لأن خلاياه أكبر حجمًا.


الخلية الحية من الداخل

تركيبات الخلية
تختلف الخلايا كثيرًا في أحجامها وأشكالها ووظائفها المتخصصة. ولكن كل الخلايا ذات سمات خاصة، ويمكن تخيل أي خلية باعتبارها مصنعًا كيميائيًا صغيرًا، حيث تحتوي على مركز تحكم يخبرها بما ينبغي أن تفعل، ومتى تفعل ذلك، كما تحتوي على محطات قدرة لتوليد الطاقة التي تحتاجها لأداء وظائفها، وآليات لصنع منتجاتها وأداء خدماتها.

يحيط غشاء رقيق يسمى الغشاء الخلوي أو غشاء البلازما بالخلية وينظم مرور المواد عبرها. يتكون غشاء الخلية من طبقتين من مادة دهنية تسمى الشحم الفوسفوري انظر: الدهنيات. ويغطي الغشاء غلاف يحمي الخلية أو يثبتها على الخلايا المجاورة. وفي خلايا النباتات يسمى هذا الغلاف الجدار الخلوي.



تركيبات الخلية
وبداخل الغشاء الخلوي، تشتمل كل الخلايا، عدا خلايا البكتيريا، على جزءين رئيسيين (1) النواة (2) السيتوبلازم. وتسمى الخلايا ذات النوى حقيقية النواة، لأنها تمتلك نواة حقيقية. وتتكون كل الحيوانات والنباتات المتعددة الخلايا من خلايا حقيقية النواة، وكذلك الفطريات وبعض الكائنات الحية وحيدة الخلية، مثل الأميبا والدياتومات. أما خلايا البكتيريا فعديمة النواة، وتسمى مثل هذه الخلايا بدائية النواة.


النواة هي مركز التحكم الذي يوجه نشاطات الخلية. ويحيط الغشاء النووي بالنواة ويفصلها عن السيتوبلازم. وتحتوي النواة على نوعين مهمين من التركيبات: الصبغيات (الكروموزومات) والنويات.

والصبغيات خيوط طويلة من مادة تسمى الكروماتين. ويحتوي الكروماتين على د ن أ وبروتينات معينة. ويكوِّن د ن أ المورثات، وهي الوحدات البنائية للوراثة، التي تتحكم في انتقال الخصائص من الآباء إلى النسل. وتتكون كل مورثة من جزء من جزىء د ن أ. ويحدد تركيب د ن أ الكيميائي في خلية أي حيوان حقيقة أن الكلب مثلاً يلد كلبًا وليس سمكة، كما يحدد فصيلة دمك ولون عينيك وتركيب شعرك وآلاف الخصائص الأخرى.

وتأتي عجائب د ن أ من قدرته على توجيه إنتاج مواد كيميائية معقدة تسمى البروتينات. فتركيبات الخلايا مبنية في معظمها من البروتينات. وبالإضافة إلى ذلك تسرِّع بروتينات معينة تسمى الإنزيمات التفاعلات الكيميائية في الخلية. فهذه التفاعلات تحدث ببطء في حالة عدم وجود الإنزيمات، وبالتالي لاتستطيع الخلية أداء وظائفها. انظر: الإنزيم. وهكذا تحدد أنواع البروتينات التي تكونها الخلية طبيعة الخلية.

والنويات أجسام مستديرة تتكون في مناطق معينة من صبغيات محددة. وتحتوي كل نواة على نوية واحدة أو أكثر، ولكن بعض الخلايا لاتحتوي على نويات. وتساعد النويات في تكوين الريبوسومات، وهي مراكز إنتاج البروتين في الخلية. وتتكون النويات من بروتينات و ر ن أ (الحمض النووي الريبي) ويشبه ر ن أ مادة د ن أ كيميائيًا، ويؤدي دورًا مهمًا في صنع البروتينات.


السيتوبلازم كل المادة التي يحيط بها الغشاء الخلوي عدا النواة. ويحتوي سيتوبلازم كل الخلايا على ريبوسومات. وتمكن البروتينات المصنوعة في الريبوسومات الخلية من النمو والتجدد وأداء آلاف العمليات الكيميائية المطلوبة طوال حياة الخلية.

ويحتوي سيتوبلازم الخلايا حقيقية النواة أيضًا على تراكيب أخرى صغيرة، متخصصة وظيفيًا، تسمى العضيات. وتشمل العضيات المتقدرات وشبكة الهيولي الباطنة وعقدة جولجي. ولبعض الخلايا عضيات أخرى مثل الجسيمات الحالة أو الفجوات أو الصانعات الخضراء. وكل الخلايا حقيقية النواة تحتوي أيضًا على شبكة من البروتينات تسمى الهيكل الخلوي.

والمتقدرات هي محطات القدرة في الخلية. وقد تحتوي الخلية على مئات أو آلاف المتقدرات. وتحول هذه التركيبات الطاقة الكيميائية المختزنة في الغذاء إلى شكل من الطاقة يفيد الخلية في النمو والانقسام وأداء الأعمال.

وشبكة الهيولي الباطنة شبكة معقدة من الأغشية، تشكل نظامًا من الجيوب لاختزان البروتينات وتوصيل المواد إلى أجزاء الخلية المختلفة. وبعض أجزاء شبكة الهيولي الباطنة ذات سطح أملس، ولكن بعضها يلتصق بسطحها عدد كبير من الريبوسومات. ويصنع الكثير من بروتينات الخلية في هذه الريبوسومات.

وتتكون عقدة جولجي، والتي تسمى أيضًا جهاز جولجي من حزمة من الأكياس الغشائية المسطحة. وتعالج هذه الأكياس البروتينات وغيرها من المواد المنتجة في الخلية، حيث تبرز كرات صغيرة تسمى الحويصلات من عقدة جولجي وتحرك هذه المواد في اتجاه الغشاء الخلوي، ومن هناك يمكن نقلها عبر الغشاء إلى الخلايا الأخرى، وقد يستفاد منها في صنع غطاء الخلية. وتبقى حويصلات جولجي الأخرى داخل الخلية، حيث يلتحم بعضها ببعض مكونة حجيرات تختزن البروتينات وغيرها من المواد.

والجسيمات الحالة أجسام مكورة تحتوي على إنزيمات ذات قدرة على تكسير العديد من المواد. فالجسيمات الحالة داخل خلايا الدم الحمراء مثلاً يمكنها تدمير البكتيريا الضارة. وفي خلايا النباتات وبعض الكائنات الوحيدة الخلية تؤدي فجوات كبيرة مليئة بالسوائل وظيفة الجسيمات الحالة. وفي بعض النباتات قد تحتل فجوة واحدة معظم مساحة السيتوبلازم. والبلاستيدات الخضراء عضيات توجد في خلايا النياتات والطحالب وتحتوي على مادة خضراء تسمى اليخضور (الكلوروفيل). وفي أثناء العملية المسماة التركيب الضوئي يلتقط اليخضور طاقة ضوء الشمس، ثم تستخدم البلاستيدات الخضراء هذه الطاقة لصنع السكريات الغنية بالطاقة الكيميائية. انظر: التركيب الضوئي. وتعتمد كل الكائنات الحية على هذه السكريات، بطريقة مباشرة أو غير مباشرة، لصنع كل المواد الكيميائية الأخرى في الخلية. فالحيوانات، على سبيل المثال تحصل على الطاقة بالتغذي على النباتات أو الحيوانات آكلة النباتات.

ويتكون الهيكل الخلوي من أنواع متعددة من العصيات البروتينية التي تكوِّن شبكة معقدة في السيتوبلازم. ويحدد وضع أجزاء الشبكة بالنسبة لبعضها بعضًا، وكذلك تمدد وانكماش بعض أجزاء الشبكة، شكل الخلية ويحرك العضيات في الخلية، كما يسبب في بعض الخلايا حركة الخلية. وبعض الخلايا ذات قدرة على السباحة وتساعدها على ذلك تراكيب شعرية الشكل تمتد خارج الخلية. وتحتوي هذه التراكيب، التي تسمى الأسواط أو الأهداب على حزمة من عصيات الهيكل الخلوي. وفي العديد من الخلايا يوجد جزء من الهيكل الخلوي في الجسمين المركزيين وهما زوجان من الأسطوانات القصيرة الواسعة يساهمان في تكاثر الخلية. والجسمان المركزيان متعامدان، كل منهما على الآخر، ويقعان بالقرب من النواة.


البكتيريا كائنات حية وحيدة الخلية، متناهية الصغر، تنقصها النواة. وتسمى المنطقة التي تحتوي على د ن أ في خلية البكتيريا الجسم النووي. وللبكتيريا صبغي واحد مكون من جزيء د ن أ مستدير. وهي لاتحتوي على هيكل خلوي، أو أي من العضيات التي نجدها في الخلايا الحقيقية النواة، ولكن بعضها تحتوي على امتدادات من الغشاء الخلوي تكوِّن طيات من السيتوبلازم، وتؤدي بعض وظائف المتقدرات والصانعات الخضراء. ولبعض البكتيريا أيضًا أسواط، ولكنها تختلف في تركيبها عن أسواط الخلايا الحقيقية النواة. فهي تدور مثل شفرات الداسر لتجعل البكتيريا تتحرك.[color:d56f=black:d56f]