ما هي عضية في الخلية؟

كلمة عضية تعني "العضو الصغير". العضيات أصغر بكثير من الأعضاء النباتية أو الحيوانية. يشبه إلى حد كبير أن العضو يؤدي وظيفة معينة في الكائن الحي ، مثل أن تساعد العين السمكة على الرؤية أو تساعد السداة الزهرة على التكاثر ، فإن كل عضيات لها وظائف محددة داخل الخلايا. الخلايا عبارة عن أنظمة قائمة بذاتها داخل الكائنات الحية الخاصة بها ، وتعمل العضيات الموجودة بداخلها معًا كمكونات لآلة مؤتمتة للحفاظ على عمل الأشياء بسلاسة. عندما لا تعمل الأشياء بسلاسة ، تكون هناك عضيات مسؤولة عن التدمير الذاتي الخلوي ، والمعروف أيضًا باسم موت الخلية المبرمج.

تطفو أشياء كثيرة في الخلية ، وليست كلها عضيات. يُطلق على بعضها اسم شوائب ، وهي فئة لعناصر مثل منتجات الخلايا المخزنة أو الأجسام الغريبة التي تشق طريقها إلى الخلية ، مثل الفيروسات أو الحطام. معظم ، وليس كل العضيات ، محاطة بغشاء لحمايتها من السيتوبلازم تطفو في الداخل ، لكن هذا لا ينطبق عادة على الشوائب الخلوية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التضمينات ليست ضرورية لبقاء الخلية ، أو على الأقل تعمل ، بالطريقة التي تعمل بها العضيات.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

الخلايا هي اللبنات الأساسية لجميع الكائنات الحية. إنها أنظمة قائمة بذاتها داخل الكائنات الحية الخاصة بها ، وتعمل العضيات الموجودة بداخلها معًا كمكونات لآلة مؤتمتة للحفاظ على عمل الأشياء بسلاسة. Organelle تعني "العضو الصغير". كل عضية لها وظيفة مميزة. يرتبط معظمها بغشاء أو غشاءين لفصلها عن السيتوبلازم الذي يملأ الخلية. بعض العضيات الأكثر حيوية هي النواة ، والشبكة الإندوبلازمية ، وجهاز جولجي ، والليزوزومات والميتوكوندريا ، على الرغم من وجود العديد منها.

في عام 1665 ، قام فيلسوف طبيعي إنجليزي يدعى روبرت هوك بفحص شرائح رقيقة من الفلين ، وكذلك لب الخشب من عدة أنواع من الأشجار والنباتات الأخرى ، تحت المجهر. لقد اندهش من وجود أوجه تشابه ملحوظة بين هذه المواد المختلفة ، والتي ذكّرته جميعًا بقرص العسل. في جميع العينات ، رأى العديد من المسام المجاورة ، أو "عددًا كبيرًا جدًا من الصناديق الصغيرة" ، والتي شبهها بالغرف التي يعيش فيها الرهبان. صاغهم النسيج الخلوي، التي تُرجمت من اللاتينية ، تعني غرفًا صغيرة ؛ في اللغة الإنجليزية الحديثة ، هذه المسام مألوفة للطلاب والعلماء كخلايا. بعد ما يقرب من 200 عام من اكتشاف هوك ، لاحظ عالم النبات الاسكتلندي روبرت براون بقعة داكنة في خلايا بساتين الفاكهة شوهدت تحت المجهر. أطلق على هذا الجزء من الخلية اسم نواة، الكلمة اللاتينية للنواة.

بعد بضع سنوات ، أعاد عالم النبات الألماني ماتياس شلايدن تسمية النواة إلى الأرومة الخلوية. وذكر أن الأرومة الخلوية كانت أهم جزء في الخلية ، حيث كان يعتقد أنها تشكل باقي أجزاء الخلية. لقد افترض أن النواة - كما يشار إليها مرة أخرى اليوم - كانت مسؤولة عن المظاهر المختلفة للخلايا في أنواع مختلفة من النباتات وفي أجزاء مختلفة من نبات فردي. كعالم نبات ، درس شلايدن النباتات على وجه الحصر ، ولكن عندما تعاون مع عالم وظائف الأعضاء الألماني ثيودور شوان ، فإن أفكاره حول النواة ستظهر أنها صحيحة فيما يتعلق بخلايا الحيوانات والأنواع الأخرى نحن سوف. لقد طوروا معًا نظرية الخلية ، والتي سعت إلى وصف السمات العالمية لجميع الخلايا ، بغض النظر عن نظام أعضاء الحيوان أو الفطريات أو الفاكهة الصالحة للأكل التي تم العثور عليها فيها.

على عكس شلايدن ، درس شوان الأنسجة الحيوانية. كان يعمل جاهدا للتوصل إلى نظرية موحدة تشرح الاختلافات في جميع خلايا الكائنات الحية. مثل العديد من العلماء الآخرين في ذلك الوقت ، سعى إلى نظرية تشمل الاختلافات في جميع العديد من أنواع الخلايا التي كان يشاهدها تحت المجهر ، لكنها ما زالت تسمح بحسابها جميعًا على أنها الخلايا. تأتي الخلايا الحيوانية في العديد من الهياكل. لم يكن متأكداً من أن جميع "الغرف الصغيرة" التي رآها تحت المجهر كانت حتى خلايا ، بدون نظرية خلوية مناسبة. عند سماعه عن نظريات شلايدن حول كون النواة (الأرومة الخلوية) هي موضع تكوين الخلية ، شعر وكأنه يمتلك مفتاح نظرية الخلية التي تشرح الحيوانات والخلايا الحية الأخرى. اقترحوا معًا نظرية الخلية بالمبادئ التالية:

• الخلايا هي اللبنات الأساسية لجميع الكائنات الحية.
  
• بغض النظر عن مدى اختلاف الأنواع الفردية ، فإنها تتطور جميعًا عن طريق تكوين الخلايا.
  
• شوان وأشار، "كل خلية ، ضمن حدود معينة ، فرد ، كل مستقل. تتكرر الظواهر الحيوية لشخص ما ، كليًا أو جزئيًا ، في البقية ".
  
• تتطور جميع الخلايا بنفس الطريقة ، وهكذا تكون جميعها متشابهة ، بغض النظر عن المظهر.
  

بناءً على نظرية الخلية لشلايدن وشوان ، ساهم عدد كبير من العلماء باكتشافات - تم إجراء العديد منها من خلال المجهر - ونظريات حول ما يحدث داخل الخلايا. على مدى العقود القليلة التالية ، نوقشت نظرية الخلية الخاصة بهم ، وطرحت نظريات أخرى. حتى يومنا هذا ، فإن الكثير مما افترضه العالمان الألمان في ثلاثينيات القرن التاسع عشر يعتبر دقيقًا في المجالات البيولوجية. في السنوات التالية ، سمح الفحص المجهري باكتشاف المزيد من التفاصيل حول الأجزاء الداخلية للخلايا. اكتشف عالم نبات ألماني آخر يدعى Hugo von Mohl أن النواة لم تكن ثابتة في داخل جدار خلية النبات، لكنها تطفو داخل الزنزانة ، محتجزة عالياً بمادة شبه لزجة تشبه الهلام. أطلق على هذه المادة اسم protoplasm. لاحظ هو وعلماء آخرون أن البروتوبلازم يحتوي على عناصر صغيرة معلقة بداخله. بدأت فترة الاهتمام الكبير بالبروتوبلازم ، والتي أصبحت تسمى السيتوبلازم. بمرور الوقت ، وباستخدام أساليب تحسين الفحص المجهري ، يمكن للعلماء تعداد عضيات الخلية ووظائفها.

أكبر عضية في الخلية هي نواة. كما اكتشف ماتياس شلايدن في أوائل القرن التاسع عشر ، تعمل النواة كمركز لعمليات الخلايا. حمض نووي ديوكسيريبوز ، المعروف باسم دحمض eoxyribonucleic أو DNA، يحتفظ بالمعلومات الجينية للكائن الحي ويتم نسخه وتخزينه في النواة. النواة هي أيضا موضع انقسام الخليةوهي الطريقة التي تتشكل بها الخلايا الجديدة. يتم فصل النواة عن السيتوبلازم المحيط الذي يملأ الخلية بواسطة غلاف نووي. هذا غشاء مزدوج ينقطع بشكل دوري عن طريق المسام التي يتم من خلالها نسخ الجينات إلى خيوط من الحمض النووي الريبي ، أو RNA - التي تصبح رسول RNA ، أو mRNA - تنتقل إلى عضيات أخرى تسمى الشبكة الأندوبلازمية خارج النواة. الغشاء الخارجي للغشاء النووي متصل بالغشاء المحيط بالغشاء الإندوبلازمي مما يسهل نقل الجينات. هذا هو نظام الغشاء الداخلي ، ويشمل أيضًا جهاز جولجي،الجسيمات المحللة, فجواتوالحويصلات و غشاء الخلية. يقوم الغشاء الداخلي للغلاف النووي بالعمل الأساسي المتمثل في حماية النواة.

ال الشبكة الأندوبلازمية عبارة عن شبكة من القنوات تمتد من النواة ومحاطة بغشاء. تسمى القنوات cisternae. هناك نوعان من الشبكة الإندوبلازمية: الشبكة الإندوبلازمية الخشنة والملساء. إنهم متصلون ويشكلون جزءًا من نفس الشبكة ، لكن نوعي الشبكة الإندوبلازمية لهما وظائف مختلفة. إن صهاريج الشبكة الإندوبلازمية الملساء عبارة عن أنابيب دائرية ذات فروع عديدة. يتم تصنيع الشبكة الإندوبلازمية الملساء الدهون، وخاصة المنشطات. يساعد في تكسير المنشطات والكربوهيدرات أيضًا ، ويزيل السموم من الكحول والعقاقير الأخرى التي تدخل الخلية. يحتوي أيضًا على بروتينات تنقل أيونات الكالسيوم إلى الصهاريج ، مما يسمح للاندوبلازم السلس شبكية لتكون بمثابة موقع تخزين لأيونات الكالسيوم وكمنظم لتركيزاتها.

ترتبط الشبكة الإندوبلازمية الخشنة بالغشاء الخارجي للغشاء النووي. صهاريجها ليست نبيبات ، ولكنها أكياس مسطحة مرصعة بالعضيات الصغيرة تسمى الريبوسومات ، حيث تحصل على التسمية "الخشنة". الريبوسومات ليست محاطة بأغشية. تصنع الشبكة الإندوبلازمية الخشنة البروتينات التي يتم إرسالها خارج الخلية ، أو يتم تعبئتها داخل عضيات أخرى داخل الخلية. تقرأ الريبوسومات الموجودة على الشبكة الإندوبلازمية الخشنة المعلومات الجينية المشفرة في الرنا المرسال. ثم تستخدم الريبوسومات هذه المعلومات لبناء البروتينات من الأحماض الأمينية. يُعرف نسخ الحمض النووي إلى البروتين في علم الأحياء باسم "العقيدة المركزية". تصنع الشبكة الإندوبلازمية الخشنة أيضًا البروتينات و الفسفوليبيد هذا الشكل غشاء البلازما للخلية.

ال مجمع جولجي، والتي تُعرف أيضًا باسم جسم جولجي أو جهاز جولجي ، هي شبكة أخرى من الصهاريج ، ومثل النواة والشبكة الإندوبلازمية ، فهي محاطة بغشاء. وظيفة العضية هي معالجة البروتينات التي تم تصنيعها في الشبكة الإندوبلازمية وتوزيعها على أجزاء أخرى من الخلية ، أو تحضيرها للتصدير خارج الخلية. كما أنه يساعد في نقل الدهون حول الخلية. عندما تعالج المواد المراد نقلها ، فإنها تعبئها في شيء يسمى حويصلة جولجي. ترتبط المادة بغشاء وترسل على طول الأنابيب الدقيقة للهيكل الخلوي للخلية ، بحيث يمكنها الانتقال إلى وجهتها عبر السيتوبلازم. تغادر بعض حويصلات جولجي الخلية ، والبعض الآخر يخزن بروتينًا ليتم إطلاقه لاحقًا. البعض الآخر يصبح ليسوسومات ، وهو نوع آخر من العضية.

الجسيمات المحللة عبارة عن حويصلة مستديرة ملتصقة بالغشاء تم إنشاؤها بواسطة جهاز جولجي. تمتلئ بالأنزيمات التي تكسر عددًا من الجزيئات ، مثل الكربوهيدرات المعقدة والأحماض الأمينية والفوسفوليبيدات. تعد الليزوزومات جزءًا من نظام الغشاء الداخلي مثل جهاز جولجي والشبكة الإندوبلازمية. عندما لا تحتاج الخلية إلى عضية معينة ، يهضمها الليزوزوم في عملية تسمى الالتهام الذاتي. عندما تتعطل الخلية أو لم تعد هناك حاجة إليها لأي سبب آخر ، فإنها تشارك في موت الخلية المبرمج ، وهي ظاهرة تُعرف أيضًا باسم موت الخلايا المبرمج. تهضم الخلية نفسها عن طريق الليزوزوم الخاص بها ، في عملية تسمى التحلل الذاتي.

العضية المشابهة للجسيم الحال هي البروتيازوم ، والذي يستخدم أيضًا لتحطيم مواد الخلايا غير الضرورية. عندما تحتاج الخلية إلى انخفاض سريع في تركيز بروتين معين ، يمكنها تمييز البروتين مع إشارة عن طريق ربط اليوبيكويتين بها ، والذي سيرسلها إلى البروتيازوم هضمها. عضية أخرى في هذه المجموعة تسمى بيروكسيسوم. لا يتم تصنيع البيروكسيسومات في جهاز جولجي مثل الجسيمات الحالة ، ولكن في الشبكة الإندوبلازمية. وتتمثل مهمتها الرئيسية في إزالة السموم من العقاقير الضارة مثل الكحول والسموم التي تنتقل في الدم.

الميتوكوندريا، المفرد منها الميتوكوندريا ، هي عضيات مسؤولة عن استخدام الجزيئات العضوية لتوليف أدينوسين ثلاثي الفوسفات، أو ATP ، وهو مصدر طاقة الخلية. وبسبب هذا ، تُعرف الميتوكوندريا على نطاق واسع باسم "مركز القوة" للخلية. تتحول الميتوكوندريا باستمرار بين الشكل الخيطي والشكل الكروي. هم محاطون بغشاء مزدوج. يحتوي الغشاء الداخلي على العديد من الطيات بحيث يبدو وكأنه متاهة. الطيات تسمى cristae ، المفرد منها هو crista ، والمسافة بينهما تسمى المصفوفة. تحتوي المصفوفة على إنزيمات تستخدمها الميتوكوندريا لتخليق ATP ، وكذلك الريبوسومات ، مثل تلك التي ترصع سطح الشبكة الإندوبلازمية الخشنة. تحتوي المصفوفة أيضًا على جزيئات صغيرة مستديرة من mtDNA ، وهي اختصار لـ DNA الميتوكوندريا.

على عكس العضيات الأخرى ، تمتلك الميتوكوندريا الحمض النووي الخاص بها المنفصل والمختلف عن الحمض النووي للكائن الحي ، الموجود في نواة كل خلية (الحمض النووي النووي). في الستينيات من القرن الماضي ، اقترح عالم تطوري يُدعى لين مارغوليس نظرية التعايش الداخلي ، والتي لا يزال يُعتقد اليوم أنها تفسر mtDNA. كانت تعتقد أن الميتوكوندريا تطورت من بكتيريا عاشت في علاقة تكافلية داخل خلايا نوع مضيف منذ حوالي ملياري سنة. في النهاية ، كانت النتيجة هي الميتوكوندريا ، ليس كنوع خاص بها ، ولكن كعضية لها حمضها النووي. يُورث الحمض النووي للميتوكوندريا من الأم ويتطور بسرعة أكبر من الحمض النووي النووي.