الخلايا كوحدة أساسية للكائنات الحية - الجلسة 4

البلاستيدات الخضراء هي organelles موجودة في الخلايا النباتية. فهي مسؤولة عن عملية البناء الضوئي. البناء الضوئي هو العملية التي تقوم بها النباتات بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية في شكل جلوكوز. البلاستيدات الخضراء هي organelles ذات شكل بيضاوي عادةً مع غشاء مزدوج. الغشاء الخارجي نافذ. ينظم الغشاء النفاذ تبادل المواد بين البلاستيدات الخضراء cytoplasm الخلية النباتية.

يحيط الغشاء الداخلي بمصفوفة شبه سائلة تسمى السدى. توجد داخل السدى أكياس غشائية تسمى الثايلاكويدات. يتم ترتيب الثايلاكويدات في أكوام تسمى الجرانا. تحتوي الثايلاكويدات على صبغة تسمى الكلوروفيل. يقوم الكلوروفيل بامتصاص الطاقة الضوئية وتحويلها إلى طاقة كيميائية. ترتبط الجرانا عن طريق صفائح نسجية، مما يسمح بتبادل المواد بين الثايلاكويدات.

البلاستيدات الخضراء مسؤولة عن التقاط الطاقة من ضوء الشمس واستخدامها لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى جلوكوز، من خلال عملية التمثيل الضوئي. ويستخدم النبات هذا الجلوكوز بعد ذلك كمصدر للطاقة ولبناء جزيئات مهمة أخرى. تلعب البلاستيدات الخضراء دورًا حاسمًا في بقاء النباتات ونموها. توفر البلاستيدات الخضراء الطاقة والمواد المغذية للنباتات. الطاقة والمواد الغذائية ضرورية للعمليات الأيضية للنباتات.

الغشاء التونوبلاستي هو نوع من الأغشية الموجودة في الخلايا النباتية. وهو مشابه في بنيته للأغشية الأخرى في الخلية، مثل الغشاء البلازمي الذي يحيط بالخلية بأكملها. على غرار الغشاء البلازمي، يتكون الغشاء البلوري من الدهون والبروتينات، والتي يتم ترتيبها في طبقة ثنائية. ومع ذلك، فإن الطبقة اللعابية متخصصة في تشكيل حاجز حول الفجوة المركزية. الفجوة هي عضية كبيرة موجودة في الخلايا النباتية تقوم بتخزين الماء والأيونات والمواد الأخرى.

يسمح النسيج الضام بنقل الأيونات والجزيئات الصغيرة الأخرى بين الفجوة cytoplasm الخلية. يمكن للبلاستيدات أيضًا تغيير تركيبها استجابةً لظروف مختلفة. وهذا يسمح لها بالاستجابة للضغوط البيئية والحفاظ على بيئة مستقرة للخلية.

جدار الخلية هو طبقة خارجية صلبة تحيط cell membrane. يمكن رؤيته في العديد من أنواع الخلايا، بما في ذلك البكتيريا والنباتات والفطريات وبعض الأوليات. يحمي cell wall الخلية من التلف والغزو بواسطة مسببات الأمراض مثل البكتيريا والفيروسات. كما أنه يوفر الدعم الهيكلي للخلية، ويمنعها من الانهيار تحت وزنها الخاص. وهذا مهم بشكل خاص في الخلايا النباتية. ويرجع ذلك إلى أن النباتات تحتاج إلى الحفاظ على شكلها لنقل الماء والمواد المغذية.

يختلف تركيب cell wall حسب نوع الكائن الحي. في النباتات، يتكون cell wall من ألياف السليلوز. ألياف السليلوز عبارة عن خيوط طويلة ورقيقة من جزيئات الجلوكوز. يتم ترتيب هذه الألياف في نمط متقاطع لتشكيل بنية تشبه الشبكة. ويتم بعد ذلك تغليفه بمواد أخرى مثل اللجنين والهيميسليلوز والبكتين. يعمل الهيميسليلوز على تقوية cell wall. يعمل اللجنين على تعزيز صلابة cell wall. كما أنه يوفر الدعم في نقل المعادن. يساعد البكتين في ربط الخلايا المجاورة معًا.

في البكتيريا، يتكون cell wall من الببتيدوجليكان. الببتيدوجليكان هو جزيء معقد يتكون من سلاسل السكر والأحماض الأمينية. يشكل طبقة صلبة تعطي الخلية شكلها وتحميها. في الخلايا البكتيرية، يتحكم cell wall في تدفق الجزيئات عبر الغشاء. يمنع المواد الضارة من دخول الخلية ويسمح للمواد المفيدة بالمرور.

نحن نعلم أن كل خلية نباتية محمية بواسطة cell wall. كيف يتم نقل المواد بين الخلايا؟. ولتحقيق هذه الغاية، توجد قنوات أو مسام صغيرة تربط بين الخلايا النباتية المتجاورة. وتسمى هذه القنوات أو المسامات بالبلازموديسماتا. أنها تسمح بالتواصل ونقل المواد بين الخلايا. تتواجد البلازموديماتا في جميع أنواع الخلايا النباتية، بما في ذلك خلايا الجذور والسيقان والأوراق والزهور. وهي مهمة لنمو النبات وتطوره ودفاعه ضد مسببات الأمراض.

يتكون البلازموديزماتا من قناة مركزية تسمى الأنبوب الديسموتوبيلي. يُحاط الأنبوب الدسموتوبيلي بغشاء مبطّن. الغشاء متصل بالغشاء البلازمي للخليتين المتصلتين بواسطة البلازموديسماتا. يُعتقد أن الأنبوب الدسموتوبيلي يتكون من بروتينات متخصصة تساعد في الحفاظ على شكل القناة ووظيفتها. يمكن أن تعمل البلازمودسماتا كآلية دفاع ضد مسببات الأمراض. عندما يصاب نبات بمسببات الأمراض، فإن الخلايا المجاورة يمكن أن تغلق قناتها البلازمودسماتية لمنع انتشار الممرض إلى أجزاء أخرى من النبات.

الزغيبات هي نتوءات مجهرية تشبه الأصابع تمتد من سطح بعض أنواع الخلايا. تتواجد هذه الأورام عادة في بطانة الأمعاء الدقيقة وأنابيب الكلى. تتكون الزغيبات من مجموعة من خيوط الأكتين. خيوط الأكتين هي ألياف بروتينية طويلة ورقيقة، محاطة بغشاء بلازمي. ترتبط خيوط الأكتين cell membrane بواسطة مجمع بروتيني يسمى الشبكة الطرفية، والذي يساعد في الحفاظ على شكل واستقرار الزغيبات.

تعتبر الزغيبات مهمة بشكل خاص في الأمعاء الدقيقة، حيث تلعب دورًا حاسمًا في امتصاص العناصر الغذائية. تسمح المساحة السطحية المتزايدة التي توفرها الزغيبات الدقيقة بامتصاص العناصر الغذائية من الطعام بكفاءة أكبر. تحتوي الزغيبات أيضًا على إنزيمات تساعد على تحليل العناصر الغذائية، مثل الكربوهيدرات والبروتينات. يتم تقسيم هذه العناصر الغذائية إلى جزيئات أصغر يمكن للجسم امتصاصها بسهولة أكبر.

الفيروس هو جسيم صغير يمكن أن يصيب الكائنات الحية، مثل النباتات والحيوانات والبكتيريا. على عكس الكائنات الحية الأخرى، لا تستطيع الفيروسات البقاء على قيد الحياة أو التكاثر بمفردها. إنهم يعتمدون على الخلية المضيفة للبقاء والتكاثر. يتكون هيكل الفيروس من مادة وراثية. المادة الوراثية يمكن أن تكون DNA أو RNA. المادة الوراثية محاطة بطبقة بروتينية واقية. يُطلق على هذه الطبقة البروتينية اسم القفيصة. الوظيفة الأساسية للغطاء هي حماية المادة الوراثية للفيروس.

تحتوي بعض الفيروسات أيضًا على غلاف خارجي مكون من الدهون التي تساعدها على دخول الخلية المضيفة والخروج منها. هذا الظرف محاط بإسقاطات صغيرة. وتسمى هذه الإسقاطات بالبروتين المغلف. تساعد في التفاعل بين الفيروس والخلية المضيفة. الوظيفة الرئيسية للفيروس هي غزو خلية مضيفة. بعد الغزو، يسيطر الفيروس على آليات الخلية المضيفة. ثم يقوم بتكرار نفسه باستخدام موارد الخلية المضيفة. ويسبب أمراضًا مختلفة في المضيف.