أنواع الخلايا: خلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة - مادة الاحياء - 2025

هناك نوعان من الخلايا يشكلان جميع الكائنات الحية التي يمكننا التعرف عليها في الطبيعة ؛ تُعرف هذه باسم بدائيات النوى وحقيقيات النوى. الأول نموذجي لبعض الكائنات الحية الدقيقة ، في حين أن الأخير يشكل كائنات متعددة الخلايا معقدة مثل النباتات والحيوانات.

تمثل الخلايا الوحدة الأساسية للحياة ، والتي عُرفت إلى حد ما منذ عام 1840. ويقال إنها "وحدات أساسية" حيث تحدث داخل كل واحدة نفس العمليات التي نتعرف عليها في الكائنات "الأعلى" أو الأعلى. مركب.

مخطط لنوعين من الخلايا في الطبيعة: حقيقيات النوى وبدائيات النوى. يتم عرض الأجزاء الرئيسية ، مع توضيح الاختلافات بينهما (المصدر: لم يتم توفير مؤلف يمكن قراءته آليًا. يُفترض Mortadelo2005 (استنادًا إلى مطالبات حقوق النشر). عبر Wikimedia Commons)

وبالتالي ، فإن الخلية هي أصغر كائن حي يمكنه أن يتغذى ويستقلب وينمو ويتكاثر ، تاركًا ذرية (لا يمكن للخلية أن تأتي إلا من خلية أخرى موجودة مسبقًا).

يمكن أن يختلف حجم الخلايا بشكل كبير. إذا أخذنا في الاعتبار حجم بكتيريا صغيرة ، يمكنها قياس ما يزيد قليلاً عن 100 ميكرون ، وقارنتها مع الخلايا العصبية للإنسان البالغ ، والتي يمكن أن تصل إلى متر واحد ، فسنجد فرقًا يقارب 6 مراتب في الحجم.

ومع ذلك ، نظرًا لأن العمليات التي تحدث داخلها متشابهة ، فإن الأنواع المختلفة من الخلايا تشترك في العديد من الخصائص. على سبيل المثال ، جميعها محاطة بغشاء يفصلها عن البيئة المحيطة بها ويسمح بالمرور الانتقائي للمواد من جانب إلى آخر.

يحتوي الفراغ الذي يحيط به هذا الغشاء على نوع من السائل أو السائل يسمى العصارة الخلوية ، حيث توجد المكونات داخل الخلايا التي تجعل عملية الأيض والتكاثر ممكنة ، على سبيل المثال لا الحصر.

يحتوي العصارة الخلوية لجميع الخلايا (مفصولة بأغشية داخلية أم لا) على المادة الوراثية المكونة من الأحماض النووية ؛ كمية كبيرة من البروتينات الهيكلية والنشاط الأنزيمي ؛ الأيونات والكربوهيدرات والجزيئات الأخرى ذات الطبيعة الكيميائية المختلفة.

تحتوي بعض الخلايا على جدار خلوي يغطي غشاء البلازما الخاص بها والذي يوفر لها بعض الصلابة والدعم والمقاومة الميكانيكية والكيميائية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون لكل من الكائنات بدائية النواة والكائنات حقيقية النواة هياكل مثل الأهداب والسوط ، والتي تخدم أغراضًا متعددة.

خلايا بدائية النواة

الخلايا بدائية النواة هي خلايا بسيطة نسبيًا. يأتي اسمها من الكلمة اليونانية "pro" التي تعني من قبل ، و "karyon" التي تعني النواة ، ويستخدم هذا للإشارة إلى الكائنات الحية ذات النواة البدائية أو "البدائية" التي تفتقر إلى نواة غشائية.

الكائنات بدائية النواة هي البكتيريا والعتائق. تمثل البكتيريا واحدة من أهم مجموعات الكائنات الحية من وجهة نظر بيئية وعملية (من منظور الإنسان) ، وكذلك فيما يتعلق بوفرة (عدد الأفراد).

رسم تخطيطي لخلية بدائية النواة «متوسطة» (المصدر: ماريانا رويز فياريال (LadyofHats). الملصقات الإسبانية بواسطة أليخاندرو بورتو. عبر ويكيميديا ​​كومنز)

العتائق ، وفيرة مثل البكتيريا ، تسكن أماكن غير مضيافة ومعادية مثل المحاليل الملحية والينابيع البركانية أو المواقع شديدة الحموضة والساخنة.

هناك العديد من الاختلافات بين العتائق والبكتيريا ، ولكن سيتم ذكر الخصائص الأكثر تميزًا للبكتيريا فقط أدناه ، لأنها المجموعة الأكثر شهرة.

- مميزات

بدائيات النوى لها أحجام وأشكال متغيرة للغاية ، والتي تعتمد بشكل أساسي على الأنواع وطريقة الحياة المعتبرة. على سبيل المثال ، يتم تمييز البكتيريا شكليًا إلى العصيات والعصيات.

Cocci هي أشكال كروية تقريبًا ويمكن أن ترتبط ببعضها البعض لتكوين تجمعات خلوية (على غرار حفنة من العنب) تتميز ببعض الأنواع.

العصيات على شكل قضيب ، ولكن عرضها وطولها متغيران بدرجة كبيرة ؛ يمكن أن ترتبط هذه أيضًا ببعضها البعض ، وتشكل سلاسل مماثلة لـ "سلسلة" من chorizo.

السالمونيلا تيفيموريوم (حمراء) تغزو الخلايا البشرية. المؤلف: Rocky Mountain Laboratories، NIAID، NIH By US gov (File: SalmonellaNIAID.jpg) ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

تحتوي الخلايا بدائية النواة على عدد كبير من الهياكل المسؤولة عن تنفيذ جميع عملياتها الحيوية. إحدى الخصائص التي تميز البكتيريا عن أي خلية حقيقية النواة هي عدم وجود هياكل غشائية داخلية.

بعبارة أخرى ، تفتقر البكتيريا إلى العضيات الخلوية مثل تلك الموجودة في حقيقيات النوى (الميتوكوندريا ، النواة ، الشبكة الإندوبلازمية ، إلخ).

- أجزاء من خلية بدائية النواة

بكتيريا خلية بدائية النواة ، كائنات أحادية الخلية

الأجزاء التي يمكن تمييزها في معظم بدائيات النوى هي غشاء البلازما ، والريبوزومات ، وأجسام التضمين ، والمنطقة النووية ، والفضاء المحيطي ، وجدار الخلية ، والكبسولة ، والخمل ، والشعيرة ، والسوط.

غشاء البلازما أو الخلية

يؤدي الغشاء الذي يغطي الخلايا البكتيرية وظائف مختلفة كواجهة بينها وبين بيئتها. وهو يتألف من دهون مرتبة في شكل ثنائي الطبقات وبعض البروتينات المرتبطة التي تشكل معًا بنية لا يزيد سمكها عن 10 نانومتر.

تحتوي وجوه الطبقة الثنائية التي "تواجه" "الداخل" و "الخارج" من الخلايا على الجزء المحب للماء من الدهون ، في حين أن الجزء الداخلي منها شديد الكراهية للماء. يمكن أن تكون البروتينات المرتبطة متكاملة أو طرفية ، اعتمادًا على الطبيعة الكيميائية لارتباطها.

لا تحتوي بدائيات النوى على هياكل غشائية داخلية ، ومع ذلك ، فإن أغشية البلازما الخاصة بها يمكن أن تشكل غزوات أو طيات بارزة في داخلها وتؤدي وظائف مختلفة.

السيتوبلازم

السيتوبلازم هو المسافة بين غشاء الخلية والنواة ؛ يحتوي على العصارة الخلوية. إنه مشابه تمامًا لسيتوبلازم الخلايا حقيقية النواة.

العصارة الخلوية

يحيط غشاء البلازما بمادة سائلة تعرف باسم العصارة الخلوية. لا توجد بروتينات هيكل خلوي أو عضيات غشائية داخل هذا السائل ، ولكن يمكن تمييز "مناطق" ذات وظائف محددة ومكونات محددة.

من الأمثلة الجيدة على بعض "الهياكل" المرتبطة بالعصارة الخلوية للبكتيريا ، الأجسام المتضمنة ، وهي حبيبات تتكون من مادة عضوية أو غير عضوية مدمجة في مصفوفة العصارة الخلوية.

الريبوسومات والمرافقات الجزيئية

في العصارة الخلوية لخلية بدائية النواة ، يمكن رؤية عدد كبير من الجسيمات (المرتبطة أحيانًا بغشاء البلازما) المسؤولة عن تخليق البروتينات الخلوية ؛ تُعرف هذه باسم الريبوسومات وتوجد أيضًا في الخلايا حقيقية النواة ، على الرغم من أنها أكبر في الأخير.

في ارتباط وثيق مع الريبوسومات ، توجد أيضًا بروتينات تسمى المرافقات الجزيئية ، وهي المسؤولة عن التعاون مع طي البروتينات التي يتم تصنيعها بواسطة الريبوسومات.

النواة

تمتلك الخلايا بدائية النواة عادةً جزيء DNA الذي يشكل كروموسوم دائري مزدوج الشريطة. هذا الكروموسوم غير محاط بنواة يحدها غشاء ، بل يتم تعبئتها في منطقة محددة من العصارة الخلوية.

تُعرف هذه المنطقة بالمنطقة النووية أو المنطقة النووية. هذا هو الذي يحتوي على جميع المعلومات الجينية التي تحدد خصائص البكتيريا وتلك التي تتكاثر في وقت انقسام الخلية.

جدار الخلية من البكتيريا

جميع البكتيريا لها جدار خلوي يحيط بغشاء البلازما. هذا الهيكل مهم جدًا لبقاء بدائيات النوى ، لأنه يمنحها مقاومة معينة ضد التحلل الاسموزي.

اعتمادًا على خصائص جدار الخلية ، تم تمييز مجموعتين كبيرتين من البكتيريا: موجبة الجرام وسلبية الجرام.

يتكون جدار الخلية للبكتيريا موجبة الجرام من طبقة متجانسة من الببتيدوغليكان (N-acetyl glucosamine و N-acetylmuramic acid) التي تحيط بغشاء البلازما.

تحتوي البكتيريا سالبة الجرام أيضًا على جدار خلوي ببتيدوغليكان على غشاء البلازما ، ولكن لها أيضًا غشاء خارجي إضافي يحيط بها.

يُطلق على الفراغ بين جدار الخلية وغشاء البلازما لكلا النوعين من البكتيريا مساحة المحيط ، حيث يوجد عدد كبير من الإنزيمات والبروتينات الأخرى ذات الوظائف المهمة.

تحتوي بعض البكتيريا ، بالإضافة إلى جدار الخلية ، على طبقة من السكريات والبروتينات السكرية التي تعمل على الحماية من الجفاف أو هجوم مسببات الأمراض مثل العاثيات ؛ كما أنه يعمل في عمليات التصاق الخلايا.

البلازميدات

البلازميدات هي هياكل دائرية من الحمض النووي. هم حاملون للجينات التي لا تشارك في التكاثر.

كبسولة

يوجد في بعض الخلايا البكتيرية ويساعد على الاحتفاظ بالرطوبة ، ويساعد الخلية على الالتصاق بالأسطح والمواد المغذية. إنه طلاء خارجي إضافي يحمي الخلية عندما تمتصها الكائنات الحية الأخرى.

بيلي

تحتوي الخلايا بدائية النواة أيضًا على هياكل خارجية تُعرف باسم "الشعيرات" وهي نوع من "الشعر" على سطح هذه الخلايا والتي غالبًا ما تلعب أدوارًا مهمة في تبادل المعلومات الجينية بين البكتيريا.

المواد الجينية (DNA و RNA)

تحتوي الخلايا بدائية النواة على كميات كبيرة من المواد الجينية في شكل DNA و RNA. نظرًا لأن الخلايا بدائية النواة تفتقر إلى النواة ، فإن السيتوبلازم يحتوي على الشريط الدائري الكبير الوحيد من الحمض النووي الذي يحتوي على معظم الجينات اللازمة لنمو الخلايا وتكاثرها وبقائها.

الخلايا حقيقية النواة

مثال على خلية حقيقية النواة (خلية حيوانية) وأجزائها (المصدر: أليخاندرو بورتو عبر ويكيميديا ​​كومنز)

تشكل الخلايا حقيقية النواة معظم الكائنات الحية التي نراها في الطبيعة. حقيقيات النوى هي الخمائر والفطريات وحيدة الخلية الأخرى والأشجار العملاقة مثل السيكويا والثدييات المهيبة مثل الحيتان الزرقاء.

بالمقارنة مع الخلايا بدائية النواة ، تكون الخلايا حقيقية النواة أكبر بكثير وأكثر تعقيدًا ، حيث تحتوي على عدد كبير من العضيات الداخلية والأنظمة الغشائية المعقدة المدمجة في العصارة الخلوية.

تأتي كلمة "حقيقيات النوى" من الكلمة اليونانية "eu" ، والتي تعني "true" و "karyon" ، والتي تعني النواة وتُستخدم لتسمية الخلايا التي لها "نواة حقيقية" ، يحدها غشاء.

- مميزات

تتكون الحيوانات والنباتات والفطريات وبعض الكائنات وحيدة الخلية مثل الأميبات والخميرة من خلايا حقيقية النواة.

مع اختلافاتهم ، فإن الخلايا التي تتكون منها هذه الكائنات لها تنظيم داخلي معقد: لديهم نواة غشائية وتنوع كبير من العضيات الداخلية ، أغشية منفصلة.

- أجزاء من خلية حقيقية النواة

السيتوبلازم

يقع بين غشاء البلازما والنواة ، بداخله العضيات والهيكل الخلوي. تشكل الفراغات التي تحتويها أغشية العضيات الأجزاء الدقيقة داخل الخلايا.

غشاء بلازمي

نواة الخلية حقيقية النواة

النواة هي العضية الأبرز والمميزة للخلية حقيقية النواة. إنها "الحاوية" حيث يتم وضع المادة الوراثية (الأحماض النووية) في ارتباط وثيق مع بروتينات تسمى "هيستونات" ، والتي تشكل الكروموسومات حقيقية النواة.

يتم تحديد هذه العضية بواسطة الغلاف النووي ، والذي يتوافق مع زوج من الأغشية متحدة المركز التي تفصل المكونات النووية عن بقية العصارة الخلوية والتي لها وظائف مهمة من وجهة نظر التعبير الجيني.

الميتوكوندريا

الميتوكوندريا

يحتوي العصارة الخلوية لخلية حقيقية النواة أيضًا على عضيات غشائية مهمة جدًا ، مسؤولة عن توليد الطاقة التي يمكن أن تستخدمها الخلية: الميتوكوندريا.

بفضل هذه العضيات ، تتمتع الكائنات الحية بالقدرة على العيش في وجود الأكسجين.

الميتوكوندريا هي هياكل "على شكل قضيب" ، تشبه البكتيريا (راجع نظرية التعايش الداخلي) ، ولديها جينوم خاص بها ، لذا فهي تتكاثر بشكل مستقل تقريبًا عن الخلية التي تضمها ، ولديها غشاءان ، أحدهما داخلي مطوي بدرجة عالية والآخر خارجي. الذي يواجه العصارة الخلوية.

يحدث تبادل مستمر للأيضات والمعلومات بين الميتوكوندريا والعصارة الخلوية وبعض العضيات الغشائية للخلايا حقيقية النواة ، والتي تعتبر ضرورية لعمل الخلية.

الريبوسومات

هم الهياكل الأساسية لتخليق البروتين. وهي تتكون من RNA الريبوسوم والبروتينات. تعمل الريبوسومات على صنع البروتينات.

البلاستيدات الخضراء

كلوروبلاست

تمتلك النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء ، بالإضافة إلى الميتوكوندريا ، عضيات (بلاستيدات) متخصصة في التمثيل الضوئي. تحتوي هذه على العديد من الانغراءات وعمليات الأغشية الداخلية ، وهي غنية بأصباغ وإنزيمات محددة.

الشبكة الإندوبلازمية الخشنة (RER)

إنها منطقة من الشبكة تحتوي على ريبوسومات مرتبطة بغشاء العضية. في ذلك ، يتم تعديل البروتينات وتصنيعها. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في إنتاج بروتينات تعمل خارج الخلية أو داخل الحويصلة.

الشبكة الإندوبلازمية الملساء (REL)

لا تحتوي هذه المنطقة من الشبكة على ريبوسومات ، لذا فإن مظهرها السلس مسؤول عن تصنيع الدهون والستيرويدات.

مجمع أو جهاز جولجي

يُعرَّف مجمع جولجي على أنه "كومة من الأكياس المفلطحة" المغطاة بغشاء. إنه أحد مواقع التعديل للبروتينات التي تم تصنيعها في الشبكة الإندوبلازمية وهي مسؤولة عن توزيعها إلى مناطق أخرى من الخلية وإلى الخارج.

إندوسومات

يمكن وصف الإندوسومات على أنها مقصورات مقيدة بغشاء يمثل جزءًا من آليات الالتقام الخلوي. وتتمثل الوظيفة الرئيسية في تصنيف البروتينات التي يتم إرسالها عبر الحويصلات وإرسالها إلى وجهاتها النهائية ، والتي ستكون أقسام خلوية مختلفة.

الجسيمات المحللة

الليزوزومات هي عضيات صغيرة وهي مسؤولة عن الهضم داخل الخلايا للبروتينات "القديمة" ، وإطلاق مركبات مغذية إلى العصارة الخلوية.

Perosixomas

من ناحية أخرى ، تعتبر البيروكسيسومات مسؤولة بشكل أساسي عن تدهور أنواع الأكسجين التفاعلية وتشارك أيضًا في أكسدة الأحماض الدهنية.

في بعض الكائنات الحية الدقيقة الطفيلية ، توجد بيروكسيسومات معدلة ومتخصصة لتقويض الجلوكوز ، ولهذا السبب تُعرف باسم الجليكوزومات.

فجوات

تحتوي الخلايا النباتية عادة على فجوة ، وهي عضيات كبيرة ذات أهمية كبيرة لنمو النباتات وتطورها ، حيث أنها تشغل أكثر من 80٪ من الحجم الكلي للخلايا ، وتحتوي على الماء ولها نظام غشاء داخلي معروف. مثل نغمة.

الهيكل الخلوي

هناك جانب آخر يميز الخلايا حقيقية النواة عن بدائيات النوى وهو وجود شبكة من البروتينات الخيطية الداخلية التي تشكل نوعًا من السقالة في العصارة الخلوية.

تساهم هذه "السقالة" ليس فقط في الاستقرار الميكانيكي للخلايا ، ولكن لها أيضًا وظائف مهمة للاتصال داخل الخلايا ، والنقل الداخلي ، وحركات الخلايا.

أنابيب مجهرية

إنه جزء من عناصر الهيكل الخلوي مع الخيوط. يمكن أن تطيل وتقصير ، وهو ما يعرف بعدم الاستقرار الديناميكي.

- أهداب وسوط

كما هو الحال بالنسبة للبكتيريا ، فإن العديد من الخلايا والحيوانات والنباتات حقيقية النواة لها هياكل خارجية تتكون من الأنابيب الدقيقة والتي تعمل بشكل خاص في الحركة والحركة.

الأسواط عبارة عن هياكل يصل طولها إلى 1 مم ، بينما يمكن أن يتراوح طول الأهداب من 2 إلى 10 ميكرون. هذه الهياكل وفيرة في الكائنات الحية الدقيقة والكائنات الصغيرة متعددة الخلايا.

في الحيوانات والنباتات توجد أيضًا خلايا بها أهداب وسوط. هذا هو حال سوط خلايا الحيوانات المنوية والأهداب التي تبطن أسطح الخلايا التي تشكل النسيج الطلائي الداخلي لبعض الأعضاء.

Centrioles

المريكزات هي هياكل مجوفة أسطوانية الشكل تتكون من الأنابيب الدقيقة. تولد مشتقاته الأجسام القاعدية للأهداب ، ولا تظهر إلا في خلايا من النوع الحيواني.

شعيرات

يمكن تصنيفها إلى خيوط أكتين وخيوط وسيطة. خلايا الأكتين عبارة عن خيوط مرنة من جزيئات الأكتين والمواد الوسيطة عبارة عن ألياف شبيهة بالحبل تتشكل من بروتينات مختلفة.

البروتيازومات

إنها مجمعات البروتين التي تعمل على تحلل البروتينات التالفة إنزيميًا.

المراجع

1. ألبرتس ، ب ، دينيس ، ب ، هوبكين ، ك ، جونسون ، أ ، لويس ، جيه ، راف ، إم ،… والتر ، ب. (2004). بيولوجيا الخلية الأساسية. أبينجدون: جارلاند ساينس ، مجموعة تايلور وفرانسيس.
2. إنجر ، إي ، روس ، إف ، بيلي ، د. (2009). مفاهيم في علم الأحياء (الطبعة الثالثة عشر). ماكجرو هيل.
3. لوديش ، هـ ، بيرك ، أ ، كايزر ، كاليفورنيا ، كريجر ، إم ، بريتشر ، إيه ، بلوج ، هـ ،… مارتن ، ك. (2003). بيولوجيا الخلية الجزيئية (الطبعة الخامسة). فريمان ، دبليو إتش وشركاه.
4. ميشى ، ت. ، وإيابوتشى ، إم. (1995). عوامل النسخ النباتية. فسيولوجيا الخلايا النباتية ، 36 (8) ، 1405-1420.
5. بريسكوت ، إل ، هارلي ، جيه ، وكلاين ، د. (2002). علم الأحياء الدقيقة (الطبعة الخامسة). شركات ماكجرو هيل.
6. سولومون ، إي ، بيرج ، إل ، ومارتن ، د. (1999). علم الأحياء (الطبعة الخامسة). فيلادلفيا ، بنسلفانيا: Saunders College Publishing.
7. تعز ، إل ، وزيقر ، إي (2010). فسيولوجيا النبات (الطبعة الخامسة). سندرلاند ، ماساتشوستس: Sinauer Associates Inc.