الالتقام الخلوي: أنواع وخصائصها ووظائفها وأمثلة - مادة الاحياء - 2026

و الإلتقام يشمل العمليات التي تسمح بدخول الفعال لمختلف المواد إلى الخلية هيكل غشاء الخلية هو رقابة صارمة إلى حد ما، كل من المدخلات والمخرجات، ومجموعة متنوعة من المواد بما في ذلك المواد خارج الخلية والسيتوبلازم. جنبا إلى جنب مع العمليات الأخرى مثل الانتشار البسيط والتناضح ، تدمج الخلية المواد اللازمة لوظيفة الخلية المناسبة.

عند حدوث عملية الالتقام الخلوي ، تدخل جزيئات ذات حجم جزيئي كبير وجزيئات وحتى مخاليط في المحلول. يحدث هذا من الغزوات أو الأكياس التي تنشأ في الغشاء وتدخل السيتوبلازم في شكل حويصلات حيث ستتم معالجتها بواسطة الجهاز الهضمي الخلوي.

المصدر: Mariana Ruiz Villarreal العمل المشتق: Gregor_0492

إن عملية الالتقام الخلوي (المادة التي تدخل الخلية) وكذلك طرد الخلايا (المادة التي تغادر الخلية) ، حصرية في الكائنات حقيقية النواة.

تحتوي الخلية حقيقية النواة على متطلبات طاقة كبيرة ، لأنها أكبر (في المتوسط ​​1000 مرة أكبر) من أي كائن بدائي النواة. ولهذا السبب ، تحتاج الخلية حقيقية النواة إلى آليات تسمح بدخول المواد بحيث تحدث مجموعة كبيرة ومتنوعة من تفاعلات التخليق الحيوي فيها.

أنواع وخصائصها

من خلال عملية الالتقام الخلوي ، تحافظ الخلية على تبادل فعال مع البيئة الخارجية.

خلال هذه الآلية الخلوية ، يمكن أن تدخل مواد متنوعة إلى الخلية ؛ وبالتالي ، يمكن أن تختلف عملية الالتقام اعتمادًا على طبيعة المادة التي تبتلعها الخلية وإذا كان هناك وسطاء في هذه العملية.

تلك العمليات التي تشمل فيها الخلية من غشاء البلازما جزيئات كبيرة تسمى البلعمة. وبالمثل ، يمكن للخلية أيضًا أن تشمل الجزيئات والمواد الذائبة الأخرى ، وتطلق على هذا النوع من الالتقام اسم "كثرة الخلايا".

بالإضافة إلى هذه العمليات ، يمكن تحديد المادة التي تدخل الخلية مسبقًا في مناطق متخصصة من غشاء البلازما. في هذه الحالة ، يتم التوسط في الالتقام الخلوي عن طريق المستقبلات وتقترن المادة التي تدخل الخلية بهذه المستقبلات ليتم نقلها إلى داخل الخلية في حويصلات خاصة.

تمتص جميع الخلايا حقيقية النواة السوائل والمذابات من خلال كثرة الخلايا ، إلا أن عددًا قليلاً فقط من الخلايا المتخصصة تقوم بعملية البلعمة ، كما سنرى لاحقًا.

- البلعمة

البلعمة

البلعمة هي شكل متخصص من الالتقام. في هذه الفرصة ، يتم ابتلاع الجزيئات أو الجزيئات الكبيرة ، والتي تشمل فضلات المواد والكائنات الدقيقة والخلايا الأخرى ، من خلال غشاء الخلية. نظرًا لطبيعة هذه العملية ، يُقترح على أنها فعل خلوي لـ "الأكل".

كيف تحدث البلعمة؟

ترتبط الجسيمات التي يتم التعرف عليها على أنها "مستهلكة" بمستقبلات (متخصصة) تتعرف عليها على سطح الخلية. تتعرف هذه المستقبلات بشكل أساسي على بقايا N-acetylglucosamide ، المانوز ، بالإضافة إلى العديد من البروتينات الأخرى ، التي تؤدي إلى امتداد الأرجل الكاذبة التي تحيط بالجسيم وتبتلعها.

يتم تحديد حركة هذه الأرجل الكاذبة بشكل أساسي من خلال عمل خيوط الأكتين والميوسين على سطح الخلية.

بمجرد التقاطها في غشاء الخلية ، فإنها تدخل العصارة الخلوية في شكل حويصلات كبيرة تسمى البلعمة. هذه سوف ترتبط بجسيم حلزوني (عضية خلوية تحتوي على مجموعة واسعة من إنزيمات الجهاز الهضمي) لتشكيل فجوة لمعالجة المواد وتكسيرها وتحطيمها تسمى الجسيم البلعومي.

يمكن أن تكون الجسيمات البلعمية كبيرة جدًا وغير متجانسة حيث يتم تحديد حجمها وشكلها من خلال كمية المواد التي يتم هضمها.

داخل هذه الفجوة الهضمية ، يولد النشاط الأنزيمي كمية كبيرة من المنتجات الأساسية التي ستكون متاحة لاستخدامها كمصدر للطاقة بواسطة الخلية.

- كثرة الخلايا

تغذية البروتوزوا. كثرة الخلايا. ملكية الصورة تعود إلى: Jacek FH (مشتق من Mariana Ruiz Villarreal). تم التقاطها وتحريرها من

على عكس العملية الموضحة أعلاه ، فإن كثرة الخلايا هي عملية يتم فيها تناول الجسيمات الصغيرة باستمرار ، والتي تكون في معظم الحالات قابلة للذوبان. هنا ، تبتلع الخلية كميات صغيرة من المادة مع تكوين حويصلات غشاء يتم إطلاقها في السيتوبلازم.

تعتبر عملية كثرة الخلايا في الأساس العمل الخلوي "للشرب" ، لأن معظم المواد التي تدخل الخلية سائلة.

كيف يحدث كثرة الخلايا؟

يمكن أن تحدث كثرة البينات بطريقتين ؛ بطريقة "سائلة أو بسيطة" أو بطريقة "ماصة".

يختلف كلا النوعين من كثرة الخلايا اعتمادًا على كيفية استيعاب المواد في المحلول أو الجزيئات الصغيرة. في كثرة الخلايا في السائل ، تدخل المواد الموجودة في المحلول الخلية كدالة لتدرج التركيز مع الوسط خارج الخلية ، وهذا بدوره يعتمد على السرعة التي تتشكل بها الحويصلات الصنوبرية في غشاء الخلية.

تعتبر عملية كثرة الكريات الامتصاصية عملية أكثر فاعلية ، حيث يكون معدل دخول المواد المذابة في السيتوبلازم أعلى من 100 إلى 1000 مرة مما هو عليه عندما يتم إجراؤه بواسطة كثرة الخلايا السائلة ، مما يشكل عملية خاصة من الالتقام الخلوي بوساطة المستقبل.

-بوساطة مستقبلات الإلتقام

الالتقام الخلوي بوساطة المستقبل هو عملية تكاثر الخلايا المتخصصة وأفضل دراسة لعمليات الالتقام الخلوي. في هذه المرحلة ، تدخل المواد التي تدخل العصارة الخلوية إلى العصارة الخلوية بطريقة مختارة من خلال مشاركة مستقبلات محددة توجد بتركيز أكبر في قطاعات صغيرة من غشاء البلازما.

غالبًا ما ترتبط الجزيئات مسبقًا بالمستقبلات الموجودة في تلافيف سطح الخلية تسمى "المنخفضات المغلفة بالكلاذرين". تحتوي هذه المنخفضات في بعض الحالات على أكثر من 20 مستقبلًا ، كل منها خاص بجزيء كبير معين.

الحويصلات المتكونة في هذه المناطق المتخصصة من الغشاء ، سيتم تغطيتها ببروتين الكلاذرين ، وستتضمن بمجرد إطلاق الحويصلة في السيتوبلازم مستقبلات الغشاء (أنواع مختلفة منها) ، وستستوعب أيضًا كميات صغيرة من السائل خارج الخلية.

على النقيض من ذلك ، في كثرة الخلايا في السائل ، لا يتم اختيار المادة التي تدخل الخلية والحويصلات المتكونة في غشاء الخلية لا تحتوي على أي طلاء clathrin ، ولكن في كثير من الأحيان بواسطة بروتينات مثل caveolin. وتسمى هذه العملية أيضًا الالتقام الخلوي المستقل عن الكلاذرين.

هناك أيضًا بعض الفجوات الكبيرة التي تدخل الخلية في مادة المحلول في عملية تُعرف باسم "كثرة الخلايا الكبيرة". خلال هذه العملية لا توجد انتقائية مادية.

المميزات

يحتوي الالتقام الخلوي على مجموعة كبيرة ومتنوعة من الوظائف داخل الخلية ، ولكن هذه الوظائف تختلف إذا كانت كائنات أحادية الخلية أو متعددة الخلايا أو نوع المتطلبات التي تمتلكها الخلية في لحظة معينة.

وظائف البلعمة

يمكن اعتبار العملية عملية تغذية أولية أو طريقة دفاع والتخلص من النفايات. في الكائنات الأولية والكائنات الميتازوان السفلى (مثل الأميبات) ، البلعمة هي آلية لالتقاط جزيئات الطعام ، سواء كانت مواد نفايات أو بكتيريا أو غيرها من الأوالي.

تكتشف هذه الكائنات المادة المراد ابتلاعها من خلال مستقبلات الغشاء وتضمها بإسقاطات غشائية ، وتشكل حويصلة كبيرة ستتم معالجتها داخل الكائن الحي.

من ناحية أخرى ، في معظم الكائنات الحية ، تؤدي البلعمة وظائف أخرى غير التغذية الخلوية. في هذه الحالة ، يتم استخدام البلعمة من قبل خلايا متخصصة تسمى البلعمة "المحترفة" ، والتي ستزيل كل من الفضلات والعوامل الغازية من الجسم كآلية دفاعية.

وظائف كثرة الخلايا

تتمثل وظيفة كثرة الخلايا في الأساس في تضمين مادة في المحلول في الخلية. يتم توجيه المواد المذابة والمستقلبات الممتصة إلى التمثيل الغذائي الخلوي وتستخدم أيضًا في تخليق العديد من البروتينات ذات الأهمية الكبيرة في عمل الكائن الحي.

من ناحية أخرى ، يمكن اختيار المواد الواردة لتوفير طاقة مباشرة لعملية التمثيل الغذائي الخلوي.

أمثلة

يحدث الالتقام الخلوي على مستويات مختلفة داخل الكائنات حقيقية النواة. سنذكر هنا بعض الأمثلة البارزة:

البلعمة

في الثدييات والفقاريات الأخرى ، هناك عدة فئات من الخلايا التي تشكل جزءًا من أنسجة الدم تسمى خلايا الدم البيضاء معًا. تعمل هذه الخلايا مثل الخلايا البلعمية المحترفة ، مما يعني أنها خلايا متخصصة في التهام المواد.

الضامة ، الخلايا الليمفاوية والعدلات (الكريات البيض) ، هي المسؤولة عن القضاء على الكائنات الدقيقة المعدية وتناولها من الجسم.

تعمل الخلايا البلعمية في الدم بشكل عام بشكل أفضل عندما يمكنها احتجاز العامل الممرض على سطح ما ، مثل جدار الوعاء الدموي أو جلطة الفيبرين.

تشارك هذه الخلايا في وظائف مناعية محددة وغير محددة ، حتى أن هناك خلايا بلعمية متخصصة في تقديم المستضدات لتحفيز الاستجابة المناعية

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الضامة مسؤولة "بشكل أساسي" عن ابتلاع وإزالة ما يقرب من 10 ¹¹ خلية دم حمراء من الدم ، بالإضافة إلى الخلايا القديمة الأخرى والمواد المتبقية ، للحفاظ على عملية تجديد الخلايا بشكل مستمر. جنبا إلى جنب مع الخلايا الليمفاوية تعمل في تدمير معظم مسببات الأمراض في الجسم.

كثرة الخلايا

عادة ما تكون عملية كثرة الخلايا فعالة جدًا في دمج المواد خارج الخلية. في كثرة الخلايا البينية الامتصاصية ، يمكن للمستقبلات الموجودة في حويصلات الحفرة الغشائية المطلية بالكلاترين التعرف على عوامل النمو والهرمونات المختلفة والبروتينات الحاملة وكذلك البروتينات الدهنية والبروتينات الأخرى.

والمثال الكلاسيكي على هذه العملية هو التقاط الكوليسترول من المستقبلات الموجودة على الغشاء. يتم نقل الكوليسترول إلى مجرى الدم على شكل بروتينات دهنية ، وأكثرها شيوعًا هي البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة أو البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة.

ومع ذلك ، يتم أيضًا التقاط مجموعة كبيرة ومتنوعة من المستقلبات مثل فيتامين ب 12 وحتى الحديد في هذه العملية ، وهي مواد لا تستطيع الخلية استيعابها من خلال عمليات النقل النشطة. كلاهما يحدد المستقلبات في تخليق الهيموجلوبين ، وهو بروتين متخصص في نقل الأكسجين في الدم.

من ناحية أخرى ، يتم أيضًا دمج المادة في الخلية بكفاءة ، من خلال كثرة السوائل. في الخلايا البطانية للأوعية الدموية ، تنقل الحويصلات كمية كبيرة من المواد المذابة والسوائل من مجرى الدم إلى الفضاء داخل الخلايا.

الالتقام الخلوي ، "عملية واسعة النطاق"

يعد الالتقام الخلوي عملية شائعة جدًا في الخلايا حقيقية النواة ، حيث يتم دمج المواد في كل من المحلول وفي شكل جزيئات كبيرة وحتى الخلايا الكاملة والكائنات الحية الدقيقة.

في حالة الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات ، تشغل المنخفضات المغلفة بالكالاثرين حوالي 2٪ من إجمالي سطح غشاء الخلية. يبلغ عمر النصف لكل من هذه المنخفضات دقيقتين ، مما يتسبب في استيعاب غشاء الخلية بالكامل في فترة تتراوح بين ساعة وساعتين.

هذا يعني أن نسبة 3 إلى 5٪ من الغشاء يتم استيعابها كل دقيقة في المتوسط ​​، مما يعطينا فكرة عن حجم العملية والتجديد المستمر الذي يخضع له غشاء الخلية.

الضامة الموجودة في أنسجة الدم ، على سبيل المثال ، "تبتلع" ما يصل إلى 35٪ من حجمها السيتوبلازمي في حوالي ساعة واحدة ، و 3٪ من غشاء البلازما كل دقيقة ، و 100٪ في حوالي نصف ساعة.

مساوئ الالتقام الخلوي

على الرغم من أنها عملية أساسية للتغذية الخلوية ، إلا أن امتصاص النفايات والتقاط الكائنات الحية الدقيقة الخارجية ، أثناء عمليات مثل الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات ، تدخل العديد من الفيروسات ومسببات الأمراض إلى الخلية. تتبع الأنفلونزا وفيروس نقص المناعة البشرية هذا الطريق كطريقة مباشرة لدخول الخلية.

ماذا يحدث بعد الالتقام الخلوي؟

تتم معالجة الحويصلات التي يتم إطلاقها في السيتوبلازم والمواد التي تشملها بواسطة الجسيمات الحالة. توجد في الجسيمات الحالة بطارية إنزيمية قوية حيث تتحلل المواد الموجودة في الحويصلات إلى منتجات قابلة للاستخدام عن طريق التمثيل الغذائي الخلوي.

ومع ذلك ، في عملية التحلل ، يتم استرداد مختلف مكونات غشاء البلازما. يتم إرسال المستقبلات المحددة للاكتئاب المغلفة بالكلاذرين ومواد أخرى مثل البروتينات الغشائية المختلفة إلى جهاز جولجي أو إلى سطح الخلية لإعادة دمجها فيه في حويصلات إعادة التدوير.

عملية إعادة التدوير هذه مريحة للغاية وتحدث بنفس السرعة التي تتشكل بها الحويصلات ، لأن غشاء الخلية يصنع فقط 5٪ من سطحه كل ساعة.

المراجع

1. Alcamo، IE (1996) Cliffs Quick Review Microbiology. وايلي للنشر ، نيويورك ، نيويورك.
2. ألبرتس ، ب ، براي ، دي ، هوبكين ، ك. ، جونسون ، إيه ، لويس ، جيه ، راف ، إم ، روبرتس ، ك.والتر ، بي (2004). بيولوجيا الخلية الأساسية. نيويورك: جارلاند ساينس. الطبعة الثانية
3. Madigan، MT، Martinko، JM & Parker، J. (2004). بروك: بيولوجيا الكائنات الدقيقة. تعليم بيرسون.
4. Cooper ، GM ، Hausman ، RE & Wright ، N. (2010). الخلية. (ص 397-402). مربان.
5. هيكمان ، سي بي ، روبرتس ، إل إس ، كين ، إس إل ، لارسون ، إيه ، آنسون ، إتش آند آيزنهور ، دي جي (2008). المبادئ المتكاملة لعلم الحيوان. نيويورك: ماكجرو هيل. الطبعة ^ال 14.
6. خيمينيز غارسيا ، L.J & H. Merchand Larios. (2003). البيولوجيا الخلوية والجزيئية. المكسيك. تحرير بيرسون التعليم.
7. كونيل ، و. (2005). أطلس الألوان لعلم الخلايا وعلم الأنسجة (الطبعة 11) مدريد ، إسبانيا: افتتاحية Médica Panamericana.
8. سميث ، إي ووارن ، ج. (1991). آلية الالتقام الخلوي بوساطة المستقبل. Eur. J. Biochem. 202: 689-699.