الأنابيب الدقيقة: الهيكل والوظائف والأهمية السريرية - مادة الاحياء - 2026

و الأنابيب الدقيقة تتشكل الهياكل الخلوية التي تلعب دعم اسطوانة الرئيسية - المهام ذات الصلة، حركية الخلية وانقسام الخلايا، وغيرها. توجد هذه الخيوط داخل الخلايا حقيقية النواة.

وهي مجوفة ويبلغ قطرها الداخلي 25 نانومتر ، بينما يبلغ قطرها الخارجي 25 نانومتر. يتراوح الطول بين 200 نانومتر و 25 ميكرومتر. إنها هياكل ديناميكية تمامًا ، ذات قطبية محددة ، قادرة على النمو والتقصير.

الهيكل والتكوين

تتكون الأنابيب الدقيقة من جزيئات بروتينية. إنها مصنوعة من بروتين يسمى توبولين.

Tubulin هو ثنائي ، مكونان له هما α-tubulin و-tubulin. تتكون الأسطوانة المجوفة من ثلاثة عشر سلسلة من هذا الثايمر.

نهايات الأنابيب الدقيقة ليست هي نفسها. أي أن هناك قطبية في الخيوط. يُعرف الطرف الأول باسم زائد (+) والآخر ناقص (-).

الأنابيب الدقيقة ليست بنية ثابتة ، يمكن للخيوط تغيير حجمها بسرعة. تحدث عملية النمو أو التقصير بشكل أساسي في أقصى الحدود ؛ هذه العملية تسمى التجميع الذاتي. تسمح ديناميكية الأنابيب الدقيقة للخلايا الحيوانية بتغيير شكلها.

هناك استثناءات. هذه القطبية غير واضحة في الأنابيب الدقيقة داخل التشعبات ، في الخلايا العصبية.

لا يتم توزيع الأنابيب الدقيقة بشكل متجانس في جميع أشكال الخلايا. يعتمد موقعها بشكل أساسي على نوع الخلية وحالتها. على سبيل المثال ، في بعض الطفيليات الأولية ، تشكل الأنابيب الدقيقة درعًا.

وبالمثل ، عندما تكون الخلية في الواجهة ، تتشتت هذه الخيوط في السيتوبلازم. عندما تبدأ الخلية في الانقسام ، تبدأ الأنابيب الدقيقة في الانتظام على المغزل الانقسامي.

المميزات

الهيكل الخلوي

يتكون الهيكل الخلوي من سلسلة من الخيوط ، بما في ذلك الأنابيب الدقيقة ، والخيوط الوسيطة ، والألياف الدقيقة. كما يشير اسمه ، فإن الهيكل الخلوي مسؤول عن دعم الخلية والحركة والتنظيم.

ترتبط الأنابيب الدقيقة بالبروتينات المتخصصة (MAPs) للقيام بوظائفها.

الهيكل الخلوي مهم بشكل خاص في الخلايا الحيوانية ، لأنها تفتقر إلى جدار خلوي.

إمكانية التنقل

تلعب الأنابيب الدقيقة دورًا أساسيًا في الوظائف الحركية. إنها بمثابة نوع من الدليل لتحرك البروتينات المرتبطة بالحركة. وبالمثل ، فإن الأنابيب الدقيقة عبارة عن طرق والبروتينات عبارة عن سيارات.

على وجه التحديد ، kinesins و dynein عبارة عن بروتينات موجودة في السيتوبلازم. ترتبط هذه البروتينات بالأنابيب الدقيقة للقيام بالحركات والسماح بتعبئة المواد في جميع أنحاء مساحة الخلية.

تحمل الحويصلات وتنتقل لمسافات طويلة عبر الأنابيب الدقيقة. يمكنهم أيضًا نقل البضائع غير الموجودة في الحويصلات.

تمتلك البروتينات الحركية نوعًا من الأذرع ، ومن خلال التغييرات في شكل هذه الجزيئات ، يمكن إجراء الحركة. هذه العملية تعتمد على ATP.

الانقسام الخلوي

فيما يتعلق بانقسام الخلايا ، فهي ضرورية للتوزيع السليم والعادل للكروموسومات. تتجمع الأنابيب الدقيقة وتشكل المغزل الانقسامي.

عندما تنقسم النواة ، تحمل الأنابيب الدقيقة وتفصل الكروموسومات إلى النوى الجديدة.

أهداب والأسواط

ترتبط الأنابيب الدقيقة بالتركيبات الخلوية التي تسمح بالحركة: الأهداب والسوط.

تتشكل هذه الزوائد مثل السياط الرقيق وتسمح للخلية بالتحرك في بيئتها. تعزز الأنابيب الدقيقة تجميع امتدادات الخلايا هذه.

الأهداب والسوط لهما هيكل متطابق ؛ ومع ذلك ، فإن الأهداب أقصر (من 10 إلى 25 ميكرون) وتميل إلى العمل معًا. للحركة ، القوة المطبقة موازية للغشاء. تعمل الأهداب مثل "المجاذيف" التي تدفع الخلية.

في المقابل ، تكون السوط أطول (من 50 إلى 70 ميكرون) والخلية تحتوي بشكل عام على واحد أو اثنين. القوة المطبقة عمودية على الغشاء.

يقدم العرض المقطعي لهذه الملاحق ترتيب 9 + 2. تشير هذه التسمية إلى وجود 9 أزواج من الأنابيب الدقيقة المندمجة التي تحيط بزوج مركزي غير مستخدم.

الوظيفة الحركية هي نتاج عمل البروتينات المتخصصة ؛ دينين هو واحد من هؤلاء. بفضل ATP ، يمكن للبروتين تغيير شكله والسماح بالحركة.

مئات من الكائنات الحية تستخدم هذه الهياكل للالتفاف. توجد الأهداب والسوط في الكائنات وحيدة الخلية ، في الحيوانات المنوية وفي الحيوانات الصغيرة متعددة الخلايا ، من بين أمور أخرى. الجسم القاعدي هو العضية الخلوية التي نشأت منها الأهداب والسوط.

Centrioles

المريكزات تشبه إلى حد كبير الأجسام القاعدية. هذه العضيات مميزة للخلايا حقيقية النواة ، باستثناء الخلايا النباتية وبعض الطلائعيات.

هذه الهياكل على شكل برميل. قطرها 150 نانومتر وطولها 300-500 نانومتر. يتم تنظيم الأنابيب الدقيقة في المريكزات في ثلاثة خيوط منصهرة.

توجد المريكزات في هيكل يسمى الجسيم المركزي. يتكون كل مركز مركزي من مركزين ومصفوفة غنية بالبروتين تسمى المصفوفة المحيطة بالمركز. في هذا الترتيب ، تنظم المريكزات الأنابيب الدقيقة.

لم تُعرف بعد بالتفصيل الوظيفة الدقيقة للمريكزات وانقسام الخلايا. في بعض التجارب ، تمت إزالة المريكزات وأصبحت الخلية المذكورة قادرة على الانقسام دون إزعاج كبير. المريكزات مسؤولة عن تكوين المغزل الانقسامي: هنا يتم ربط الكروموسومات.

النباتات

في النباتات ، تلعب الأنابيب الدقيقة دورًا إضافيًا في ترتيب جدار الخلية ، مما يساعد على تنظيم ألياف السليلوز. وبالمثل ، فهي تساعد في انقسام الخلايا والتوسع في النباتات.

الأهمية السريرية والأدوية

تتميز الخلايا السرطانية بالنشاط الانقسامي العالي ؛ وبالتالي ، فإن العثور على الأدوية التي تستهدف تجميع الأنابيب الدقيقة سيساعد في وقف هذا النمو.

هناك عدد من الأدوية المسؤولة عن زعزعة استقرار الأنابيب الدقيقة. يمنع كولسيميد ، كولشيسين ، فينكريستين ، فينبلاستين بلمرة الأنابيب الدقيقة.

على سبيل المثال ، يستخدم الكولشيسين في علاج النقرس. ويستخدم الآخرون في علاج الأورام الخبيثة.

المراجع

1. Audesirk ، T. ، Audesirk ، G. ، & Byers ، BE (2003). علم الأحياء: الحياة على الأرض. تعليم بيرسون.
2. كامبل ، NA ، & Reece ، JB (2007). مادة الاحياء. عموم أمريكا الطبية Ed.
3. Eynard ، AR ، Valentich ، MA ، & Rovasio ، RA (2008). علم الأنسجة وعلم الأجنة للإنسان: القواعد الخلوية والجزيئية. عموم أمريكا الطبية Ed.
4. كيرسنباوم ، أل (2006). علم الأنسجة وبيولوجيا الخلية. الطبعة الثانية. إلسفير موسبي.
5. روداك ، فرنك بلجيكي (2005). أمراض الدم: الأساسيات والتطبيقات السريرية. عموم أمريكا الطبية Ed.
6. Sadava، D.، & Purves، WH (2009). الحياة: علم الأحياء. عموم أمريكا الطبية Ed.