3.0: مقدمة للمستوى الخلوي للتنظيم

Last updated
Save as PDF

Page ID: 203334

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

أهداف التعلم:

بعد دراسة هذا الفصل، ستتمكن من:

وصف بنية ووظيفة غشاء الخلية، بما في ذلك تنظيم المواد داخل وخارج الخلية
وصف وظائف العضيات السيتوبلازمية المختلفة
شرح بنية ومحتويات النواة، وكذلك عملية تكرار الحمض النووي
اشرح العملية التي تبني بها الخلية البروتينات باستخدام كود الحمض النووي
ضع قائمة بمراحل دورة الخلية بالترتيب، بما في ذلك خطوات الانقسام الخلوي في الخلايا الجسدية
ناقش كيف تفرق الخلية وتصبح أكثر تخصصًا
ضع قائمة بالخصائص المورفولوجية والفسيولوجية لبعض أنواع الخلايا التمثيلية في جسم الإنسان

لقد تطورت من خلية بويضة واحدة مخصبة إلى كائن معقد يحتوي على تريليونات الخلايا التي تراها عندما تنظر في المرآة. خلال هذه العملية التنموية، تتمايز الخلايا المبكرة غير المتمايزة وتصبح متخصصة في هيكلها ووظيفتها. تشكل هذه الأنواع المختلفة من الخلايا أنسجة متخصصة تعمل بالتنسيق لأداء جميع الوظائف اللازمة للكائن الحي. يدرس علماء الأحياء الخلوية والتنموية كيف يؤدي الانقسام المستمر لخلية واحدة إلى مثل هذا التعقيد والتمايز.

ضع في اعتبارك الفرق بين الخلية الهيكلية في الجلد والخلية العصبية. قد تتشكل خلية الجلد الهيكلية على شكل صفيحة مسطحة (حرشفية) وتعيش فقط لفترة قصيرة قبل أن يتم التخلص منها واستبدالها. توفر خلايا الجلد الحرشفية، التي يتم تجميعها بإحكام في صفوف وأغطية، حاجزًا وقائيًا للخلايا والأنسجة التي تقع تحتها. من ناحية أخرى، قد تكون الخلية العصبية على شكل نجمة، حيث ترسل عمليات طويلة يصل طولها إلى متر وقد تعيش طوال عمر الكائن الحي. من خلال ملحقاتها الطويلة المتعرجة، يمكن للخلايا العصبية التواصل مع بعضها البعض ومع أنواع أخرى من خلايا الجسم وإرسال إشارات سريعة تُعلم الكائن الحي ببيئته وتسمح له بالتفاعل مع تلك البيئة. توضح هذه الاختلافات موضوعًا مهمًا للغاية ومتسقًا على جميع المستويات التنظيمية لعلم الأحياء: شكل الهيكل مناسب بشكل مثالي لأداء وظائف معينة مخصصة لهذا الهيكل. ضع هذا الموضوع في الاعتبار أثناء تجولك داخل الخلية والتعرف على أنواع مختلفة من الخلايا في الجسم.

الشكل\(\PageIndex{1}\): خلية ملطخة بالفلور تخضع للانقسام الفتيلي. يتم تلوين *خلية* الرئة من نيوت، التي تتم دراستها بشكل شائع لتشابهها مع خلايا الرئة البشرية، بالأصباغ الفلورية. تكشف البقعة الخضراء عن مغزل الانقسام، والأحمر هو غشاء الخلية وجزء من السيتوبلازم، والهياكل التي تظهر باللون الأزرق الفاتح هي الكروموسومات. هذه الخلية في مرحلة الانقسام الفتيلي. (المصدر: «Mortadelo2005" /ويكيميديا كومنز)

المسؤولية الأساسية لكل خلية هي المساهمة في التوازن. التوازن هو مصطلح يستخدم في علم الأحياء يشير إلى حالة توازن ديناميكية ضمن معايير متوافقة مع الحياة. على سبيل المثال، تتطلب الخلايا الحية بيئة مائية للبقاء فيها، وهناك العديد من الآليات الفيزيائية (التشريحية) والفسيولوجية التي تحافظ على رطوبة جميع تريليونات الخلايا الحية في جسم الإنسان. هذا هو أحد جوانب التوازن. عندما تتحرك معلمة معينة، مثل ضغط الدم أو محتوى الأكسجين في الدم، بعيدًا بما يكفي عن التوازن (تصبح عمومًا مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا)، فإن المرض أو المرض - وأحيانًا الموت - يؤدي حتمًا إلى ذلك.

بدأ مفهوم الخلية بملاحظات مجهرية لأنسجة الفلين الميتة من قبل العالم روبرت هوك في عام 1665. دون إدراك وظيفتها أو أهميتها، صاغ هوك مصطلح «خلية» استنادًا إلى تشابه التقسيمات الفرعية الصغيرة في الفلين مع الغرف التي سكنها الرهبان والتي تسمى الخلايا. بعد حوالي عشر سنوات، أصبح أنتوني فان ليوينهوك أول شخص يراقب الخلايا الحية والمتحركة تحت المجهر. في القرن التالي، ستتطور النظرية القائلة بأن الخلايا تمثل الوحدة الأساسية للحياة. تحتوي هذه الأكياس الصغيرة المليئة بالسوائل على مكونات مسؤولة عن آلاف التفاعلات الكيميائية الحيوية اللازمة لنمو الكائن الحي والبقاء على قيد الحياة. في هذا الفصل، ستتعرف على المكونات والوظائف الرئيسية للخلية النموذجية والمعممة وتكتشف بعض الأنواع المختلفة من الخلايا في جسم الإنسان.