العضيات الغشائية للخلية

عضيات الخلية

العضيات (العضيات) هي بنى دقيقة أساسية لجميع الخلايا، تؤدي وظائف حيوية محددة. يُميّز بين العضيات الغشائية وغير الغشائية. تشمل العضيات الغشائية، المنفصلة عن الهيالوبلازم المحيط بها بواسطة أغشية، الشبكة الإندوبلازمية، وجهاز الشبكة الداخلية (مجمع جولجي)، والليزوزومات، والبيروكسيسومات، والميتوكوندريا.

العضيات الغشائية للخلية

جميع العضيات الغشائية مبنية من أغشية أولية، يشبه مبدأ تنظيمها بنية الغشاء الخلوي. ترتبط العمليات الفسيولوجية الخلوية بالالتصاق المستمر، واندماج الأغشية، وانفصالها، بينما لا يمكن التصاق وتوحيد سوى طبقات غشائية أحادية متطابقة طوبولوجيًا. وبالتالي، فإن الطبقة الخارجية لغشاء أي عضية، المواجهة للبلازما الزجاجية، مطابقة للطبقة الداخلية للغشاء الخلوي، والطبقة الداخلية المواجهة لتجويف العضية مطابقة للطبقة الخارجية للغشاء الخلوي.

الشبكة الإندوبلازمية (الشبكة الإندوبلازمية) هي بنية واحدة متصلة تتكون من نظام من الصهاريج والأنابيب والأكياس المسطحة. تُميز المجهر الإلكتروني بين الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية (الخشنة، الحبيبية) وغير الحبيبية (الناعمة، غير الحبيبية). يُغطى الجانب الخارجي للشبكة الحبيبية بالريبوسومات، بينما يفتقر الجانب غير الحبيبي إلى الريبوسومات. تُصنّع الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية البروتينات (على الريبوسومات) وتنقلها. تُصنّع الشبكة غير الحبيبية الدهون والكربوهيدرات وتشارك في أيضها [على سبيل المثال، الهرمونات الستيرويدية في قشرة الغدة الكظرية وخلايا لايديغ (الخلايا الداعمة) في الخصيتين؛ والجليكوجين في خلايا الكبد]. أحد أهم وظائف الشبكة الإندوبلازمية هو تركيب البروتينات والدهون الغشائية لجميع العضيات الخلوية.

الجهاز الشبكي الداخلي، أو مُركب جولجي (الجهاز الشبكي الداخلي)، هو مجموعة من الأكياس والحويصلات والصهاريج والأنابيب والصفائح التي يحدها غشاء بيولوجي. ترتبط عناصر مُركب جولجي ببعضها البعض عبر قنوات ضيقة. تُصنع وتتراكم السكريات المتعددة، وهي مُركبات بروتينية-كربوهيدراتية، في هياكل مُركب جولجي وتُطرح من الخلايا. وهكذا تتشكل الحبيبات الإفرازية. يوجد مُركب جولجي في جميع خلايا الإنسان باستثناء كريات الدم الحمراء والقشور القرنية للبشرة. في معظم الخلايا، يقع مُركب جولجي حول النواة أو بالقرب منها، في الخلايا خارجية الإفراز - فوق النواة، في الجزء القمي من الخلية. يواجه السطح المُحدب الداخلي لهياكل مُركب جولجي الشبكة الإندوبلازمية، ويواجه السطح المُقعر الخارجي السيتوبلازم.

تتكون أغشية مجمع جولجي من الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية، وتُنقل بواسطة حويصلات النقل. تتبرعم الحويصلات الإفرازية باستمرار من الجانب الخارجي لمجمع جولجي، وتتجدد أغشية صهاريجها باستمرار. تُزود الحويصلات الإفرازية غشاء الخلية والكين السكري بمادة غشائية، مما يضمن تجديد الغشاء البلازمي.

الليزوزومات (الليزوزومات) هي حويصلات قطرها 0.2-0.5 ميكرومتر، وتحتوي على حوالي 50 نوعًا من الإنزيمات التحللية المائية المختلفة (البروتياز، الليباز، الفوسفوليباز، النوكلياز، الجليكوسيداز، الفوسفاتاز). تُصنع إنزيمات الليزوزومات على ريبوسومات الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية، ومن هناك تُنقل بواسطة حويصلات النقل إلى جهاز جولجي. تتبرعم الليزوزومات الأولية من حويصلات جهاز جولجي. تحافظ الليزوزومات على بيئة حمضية، حيث يتراوح الرقم الهيدروجيني لها بين 3.5 و5.0. أغشية الليزوزومات مقاومة للإنزيمات الموجودة فيها وتحمي السيتوبلازم من تأثيرها. يؤدي انتهاك نفاذية غشاء الليزوزوم إلى تنشيط الإنزيمات وإلحاق أضرار جسيمة بالخلية، بما في ذلك موتها.

في الليزوزومات الثانوية (الناضجة) (الليزوزومات البلعمية)، تُهضم البوليمرات الحيوية إلى مونومرات. تُنقل هذه الأخيرة عبر غشاء الليزوزوم إلى هيالوبلازم الخلوي. تبقى المواد غير المهضومة في الليزوزوم، ونتيجةً لذلك يتحول الليزوزوم إلى ما يُسمى بالجسم المتبقي ذي الكثافة الإلكترونية العالية.

البيروكسيسومات (البيروكسيسومات) هي حويصلات يتراوح قطرها بين 0.3 و1.5 ميكرومتر. تحتوي على إنزيمات مؤكسدة تُدمر بيروكسيد الهيدروجين. تُشارك البيروكسيسومات في تحلل الأحماض الأمينية، واستقلاب الدهون، بما في ذلك الكوليسترول والبيورينات، وإزالة سموم العديد من المواد السامة. يُعتقد أن أغشية البيروكسيسومات تتشكل بالتبرعم من الشبكة الإندوبلازمية غير الحبيبية، وتُصنع الإنزيمات بواسطة الريبوسومات المتعددة.

الميتوكوندريا (الميتوكوندريا)، وهي "محطات الطاقة في الخلية"، تشارك في عمليات التنفس الخلوي وتحويل الطاقة إلى أشكال متاحة للاستخدام من قبل الخلية. وظائفها الرئيسية هي أكسدة المواد العضوية وتخليق ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP). الميتوكوندريا هياكل مستديرة أو مستطيلة أو قضيبية الشكل، يتراوح طولها بين 0.5 و1.0 ميكرومتر، وعرضها بين 0.2 و1.0 ميكرومتر. يعتمد عدد وحجم وموقع الميتوكوندريا على وظيفة الخلية واحتياجاتها من الطاقة. يوجد العديد من الميتوكوندريا الكبيرة في الخلايا العضلية القلبية، وهي ألياف عضلية في الحجاب الحاجز. تقع في مجموعات بين اللييفات العضلية، محاطة بحبيبات الجليكوجين وعناصر من الشبكة الإندوبلازمية غير الحبيبية. الميتوكوندريا عضيات ذات أغشية مزدوجة (يبلغ سمك كل منها حوالي 7 نانومتر). بين الغشاءين الخارجي والداخلي للميتوكوندريا، توجد مساحة بين غشائي الميتوكوندريا بعرض 10-20 نانومتر. يُشكل الغشاء الداخلي طيات عديدة، أو عُروض. عادةً ما تتجه هذه العُروض عبر المحور الطويل للميتوكوندريا، ولا تصل إلى الجانب المقابل لها. بفضل هذه العُروض، تزداد مساحة الغشاء الداخلي بشكل كبير. وهكذا، يبلغ سطح عُروض إحدى ميتوكوندريا الخلية الكبدية حوالي 16 ميكرومتر. داخل الميتوكوندريا، بين العُروض، توجد مصفوفة دقيقة الحبيبات، تظهر فيها حبيبات يبلغ قطرها حوالي 15 نانومتر (ريبوسومات الميتوكوندريا) وخيوط رفيعة تُمثل جزيئات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA).

يسبق تخليق ATP في الميتوكوندريا مراحل أولية تحدث في الهيالوبلازم. فيه (في غياب الأكسجين)، تتأكسد السكريات إلى بيروفات (حمض البيروفيك). وفي الوقت نفسه، يتم تخليق كمية صغيرة من ATP. يحدث التخليق الرئيسي لـ ATP على أغشية الأعراف في الميتوكوندريا بمشاركة الأكسجين (الأكسدة الهوائية) والإنزيمات الموجودة في المصفوفة. خلال هذه الأكسدة، تتكون الطاقة اللازمة لوظائف الخلية، وينطلق ثاني أكسيد الكربون (CO2 ₎ والماء (H2O ₎. في الميتوكوندريا، يتم تخليق جزيئات المعلومات والنقل والأحماض النووية الريبوسومية (RNA) على جزيئات الحمض النووي الخاصة بها.

تحتوي مصفوفة الميتوكوندريا أيضًا على ريبوسومات يصل حجمها إلى 15 نانومترًا. ومع ذلك، تختلف الأحماض النووية والريبوسومات في الميتوكوندريا عن التراكيب المشابهة في هذه الخلية. وبالتالي، تمتلك الميتوكوندريا نظامها الخاص اللازم لتخليق البروتين والتكاثر الذاتي. ويحدث ازدياد عدد الميتوكوندريا في الخلية بانقسامها إلى أجزاء أصغر تنمو وتزداد في الحجم وتكون قادرة على الانقسام مرة أخرى.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]