رحلة الكون عبر الزمان(24) الخلية الحية

سامح سعيد عبود

الحوار المتمدن-العدد: 2705 - 2009 / 7 / 12 - 09:07
المحور: الطب , والعلوم
    

تعرف المادة الحية التي تكون الخلايا باسم "بروتوبلازم" . وقد قسم العلماء الخلايا الحية إلى مجموعتين كبيرتين هما :
* أوليات النواة وهي الكائنات وحيدة الخلية التي لا تتشكل المادة الوراثية في داخل خلاياها على هيئة جسم محدد يحيط به غلاف غشائي ، وذلك كما في حالة البكتيريا .
* حقيقيات النواة وهي الكائنات التي توجد المادة الوراثية داخل خلاياها على هيئة جسم محدد محاط بغلاف غشائي . وقد تكون هذه الكائنات وحيدة الخلية مثل الأميبا ، أو قد يكون جسمها من عدد كبير من الخلايا مثل الهيدرا ، أو الإنسان .
الخلية الحية هى كائن حى قائم بذاته فى الكائنات الحية وحيدة الخلية، و هى وحدة البناء فى الكائنات الحية متعددة الخلايا، وتتكون الخلية سواء أكانت منفردة أو فى كائن حى من العديد من الأجزاء، و كل واحدة من هذه الأجزاء تشبه مصنع الكيماويات ينتج ويصنع ويؤدى وظائف مختلفة فى الخلية، ويتراوح حجم الخلايا فى حقيقيات النواة بين 200، 15000 ميكرو متر مكعب . ويبلغ قطر أصغر الخلايا الحيوانية حوالى 4 ميكرومتر . ويبلغ عدد خلايا جسم الانسان حوالى مئة مليون مليون خلية.
و تعوم مكونات الخلية من جزئيات عضوية معقدة وجزيئات غير عضوية فى بحر من المياة ، حيث تعتمد كثير من هذه المكونات فى إداء وظائفها على تكونها من نوعين من الجزئيات العضوية، جزيئات جاذبة للماء تجمع جزئياته حولها ، و جزيئات منفره للماء تطرد جزيئاته عنها ، وهذا التنافر والتجاذب بين الجزيئات المختلفة و الماء، يفسر أشكال كثيرة من الحركة الحيوية، كما أنه يفسر أن الحياة نشأت أول ما نشأت فى وسط مائى، و إننا لو تعمقنا فى سر هذا التنافر والتجاذب لوجدناه فى اختلاف الشحنات الكهربية داخل الذرات والجزيئات المختلفة.
جدار الخلية
إننا نلاحظ فى حياتنا اليومية أن الكثير من المركبات العضوية لا تمتزج بالماء ، مثل الشمع والدهون ، و جزيئات أخرى تمتزج بالماء بسهولة مثل خيوط الغزل كالصوف والقطن والكتان ، .. وإذا نحن حاولنا إختراق الخلية فأننا سنجدها مسورة بجدار مكون من صفين من الجزيئات المترابطة ، الصف الداخلى المتجة لداخل الخلية مكون من جزيئات عضوية جاذبة للماء ، والصف الخارجى المتجة لخارج الخلية مكون من جزئيات منفرة للماء ، و تدخل من بين الفراغات التى بين جزئيات الجدار المواد العضوية والغذائية إلى داخل الخلية ، و يتم اخراج الفضلات الزائدة عن حاجة الخلية من نفس الفراغات. يفصل غشاء الخلية محتويات الخلية عن البيئة المحيطة ، وغشاء الخلية يحتوى على فتحات صغيرة للغاية وهذه الفتحات تسمح بمرور الجزيئات الصغيرة جدا بجانب وظيفة الحماية .
الأنزيمات
يتم هضم هذه المواد التى تمتصها الخلية أو بمعنى آخر تحطيمها لجزئيات أبسط من خلال عمليات هدم المواد الغذائية التى تقوم بها جزيئات معقدة هى الأنزيمات ، وهى جزئيات عضوية معقدة للغاية تتشكل على هيئة تلافيف ككرة الخيط المعقدة .. الا إن هذه التلافيف تحتوى داخلها على فراغ ذو شكل محدد ، يحدد طبيعة عمل الأنزيم ، وبحيث تتجه الجزئيات النافرة مع الماء للداخل و الجاذبة للماء إلى الخارج عكس جدار الخلية ، ويحدث التفاعل الكيميائى ما بين جزئيات جدار الأنزيم الداخلى و المواد العضوية المكونة للغذاء ، حيث يتم تحليلها لمواد أبسط تخرج من الفراغ داخل الأنزيم.
السيتوبلازم
تعرف المنطقة الممتدة بين النواة وغشاء الخلية باسم السيتوبلازم ، و هو مادة حية سائلة هلامية تملأ الخلية وهي تدعم بخيوط دقيقة وأنيبيبات دقيقة تكون معا الهيكل الخلوي ، و هو موضع أغلب أنشطة الخلية لذلك هى مكان الصنع ، و يوجد داخل السيتوبلازم كل أعضاء الخلية من جزيئات عضوية وغير عضوية
و السيتوبلازم لا تنقطع به عمليات النشاط الكيميائى من بين ذرات عناصر و جزيئات عضوية وغير عضوية ، وفيه تتحلل جزيئات عضوية وغير عضوية لذرات وجزيئات أبسط، ولا تنقطع بهذا السائل الحركة المستمرة للمكونات التى تسبح بداخله ، وهى مئات الألوف من الجزيئات العضوية وغير العضوية و التى تؤدى أدوراً مختلفة فى العمليات الحيوية ، تعتمد فى ذلك على تركيبها ، وما يعطيه لها هذا التركيب من خصائص معينة ، ولعل أبرز هذه العوامل هو ازدواجية الجزيئات التى يكون بعضها جاذبة للماء وبعضها منفرة للماء
الليسوسومات
يوجد فى السيتوبلازم أكياس صغيرة تعرف باسم" الليسوسومات " وهذه الأكياس لها جدار من غشاء واحد وتحتوى فى داخلها على إنزيمات هاضمة .
بيرأوكسيسومات
وتحتوى منطقة السيتوبلازم أيضا على طراز آخر من أكياس صغيرة تعرف باسم " بيرأوكسيسومات "وهى تحتوى على إنزيمات معينة .
الشبكة الاندوبلازمية
هى قنوات أو أنابيب ملتوية خلال سيتوبلازم الخلية ، وهى تعمل كأنها دورة دموية مصغرة داخل الخلية وذلك لأنها مزودة بشبكة من القنوات تنتقل خلالها المواد مثل البروتين من جزء الى أخر .
الرايبوسومات
وتوجد في أرضية السيتوبلازم حبيبات تعرف باسم "رايبوسومات" ، وتتكون كل ريبوسومة من (الحمض النووي الريبوزي) الذي يعرف اختصاراً باسم (رنا) RNA بالاضافة إلى البروتين . وقد توجد الرايبوسومات على السطح الخارجي لأغشية الشبكة الإندوبلازمية ، فتوصف الشبكة عندئذ بانها شبكة إندوبلازمية خشنة . أما في حالة عدم وجود الريبوسومات عليها تعرف باسم (شبكة إندوبلازمية ناعمة) .و الرايبوسومات مكان جزيئات البروتين وكذلك تصنيع المواد الحيوية ، وهى عبارة عن خطوط إنتاج حيث يحدث التصنيع الحقيقى للبروتين وهذا البروتين أساس الحياة.
فعند خروج بعض الجزيئات البسيطة من الأنزيم ... تتلقاها جزيئات عضوية أخرى تسمى الرايبوسومات لتصنع منها البروتينات المختلفة والمكونة أساسا من الأحماض الأمينية وهى مركبات أبسط من البروتينات، و تتكون البروتينات من الكربون والأكسجين والهيدروجين والنتروجين كعناصر رئيسية فى كل جزىء بروتين، اما الجزئيات الأخرى كالنشويات و السكريات و الدهون فهى مكونة من الكربون والهيدروجين والأكسجين، ،وكل هذه الجزئيات العضوية بدورها تخزن فى سائل السيتوبلازم الذى يملىء الخلية.
الميتاكوندريا
هى محطات الطاقة فى الخلايا الحية .. وهى المسئولة عن توفير الطاقة اللازمة لعمل الخلية عن طريق تكسير المواد الغذائية بواسطة الأكسجين وينتج من ذلك طاقة تختزن فى مركب ATP ولذلك تسمى الميتاكوندريا ( بيت طاقة الخلية ) . وهى جزئيات عضوية بدورها تتجمع لتكون تركيب معين من غشائين رقيقين يفصل بينها فراغ صغير ، وينثنى الغشاء الداخلى ليصنع بروزاً داخل الميتاكوندريا.. وتعتمد الميتاكوندريا فى توليد الطاقة و تخزينها على دورة كيميائية تتفاعل فيها المواد الغذائية مع مركب كيميائى يسمى أدينوسين ثلاثى الفوسفات، و هو جزىء عالى الطاقة والذى بفقده مجموعة فوسفات يعطى مركب كيميائى آخر يسمى أدينوسين ثنائى الفوسفات و طاقة عالية .. هذا فى توليد الطاقة .. أما لتخزينها فتحدث العملية فى الاتجاه العكسى.
ويذكرنا ترتيب الجزيئات فى جدار الميتاكوندريا بترتيب الجزيئات فى جدار الخلية الحية بصفة عامة ، و نلاحظ إنه فى هذه الحالة أيضا تترتب الجزيئات طبقا لخواصها الطبيعيه ، فسلاسل البروتين التى تحتوى على مجموعات محبه للماء ، تمتد على طول السطح الخارجى فى مواجهة الماء المحيط بهذه الجسيمات ، كما تمتد على طول الجدار الداخلى ملامسة للماء الموجود داخلها ، وفى حين أن السلاسل الهيدروكربونية لجزئيات الدهن ، والتى تعتبر كارهة للماء - لأنها تتركب من الكربون والهيدروجين فقط مثل الشمع تبتعد عن الماء ، ولذلك فهى تشغل وسط الجدار بين سلسلتى البروتين ، وهكذا تتفاعل مع هذه الجزئيات الدهنية والسكرية والكربوهيدراتية المخزونة ، وبحرقها باستخدام الأكسجين، تتولد الطاقة التى تحتاجها الخلية لاداء وظائفها الحيوية المختلفة، وأهمها الحفاظ على توازن بيئتها الداخلية.
جهاز جولجى
أنابيب وانتفخات موجودة قريباً من النواة تقوم بوظيفة الإفراز كما فى إنتاج الأنزيمات المخاطية الهاضمة بواسطة البنكرياس .
السنتريول ( الجسم المركزى )
ويوجد بالقرب من النواة منطقة رائقة من السيتوبلازم تعرف باسم "سنتروسوم" ، وهذه يوجد فيها جسمان اسطوانيان يعرف كلا منهما باسم "سنتريول" . ويتكون جدار كل سنتريول من مجموعة من "الأنيبيبات الدقيقة" . ويلعب السنتريول دوراً هاما في مراحل الانقسام الخلوي .
نواة الخلية
توجد فى كل خلية نواة هى المسئولة عن حياة الخلية و انقسامها و تكاثرها و نقل الصفات الوارثية والخصائص الحيوية الأخرى ، فنواة الخلية هى مركز التحكم الرئيسى فى الخلية التى تتحكم فى نشاط الخلية والنواة ضرورية لتكاثر الخلية وداخل النواة نرى الكروموسومات والجينات وهما المسئولان عن تحديد الصفات الوراثية التى تتكون من DNA الذى هو موضع التعليمات الموجهة لجزيئات البروتين فى الخلية، وتحمل جزيئات DNA كل خصائص الأفراد والجينات تحدد إذا كان الشخص يكتب باليد ( اليمنى أو اليسرى ولون العين ولون الشعر …. الخ ) . وفي الواقع فإن نواة الخلية تحتوي على بروتينات معينة تعرف باسم هستونات ، كما توجد بالنواة أيضا بروتينات غير هستونية . وتحتوي النواة على جسم داكن غير منتظم الشكل يعرف باسم "النويه".
النواة باختصار عاصمة الخلية و مقر حكمها الاستبدادى الشديد المركزية ، حيث إننا لو قسمنا الخلية إلى نصفين .. فأن النصف الذى يكون من نصيبه النواة هو فقط الذى سوف يستمر فى الحياة .. والنواة تملئها جزيئات عضوية هى المسئولة عن كل عمليات الحياة وهى جزئيات الحمض النووى الديبوزى الذى يتكون من سلسله مزدوجة حلزونية أى ملتفة حول نفسها .. وهى مكونة من جزئيات متوالية من الفوسفات والسكر و يربط بين السلستين أربع جزئيات عضوية أخرى هى السايتوزين والثايمين والجوانين والأدينين و هذه الجزيئات تشكل حروف لغه الوراثة التى تنقل التعليمات إلى جزيئات الخلية و تتحكم فى تفاعلاتها ويتشابه الحمض النووى الديبوزى مع الحمض الريبوزى الا إنه منقوص الأكسجين وهو مسئول معه على نقل تعليمات الوراثة و التحكم فى صنع بروتينات الخلية.
الكروموسومات
تكون جزيئات الحمض النووى أجسام صغيرة تسمى الكروموسومات التى تحمل الصفات الوراثية للكائن الحى ، فكل كروموسوم هو جسم عضوى معقد يحمل شفرة خاصة تتحكم فى الصفات الوراثية للكائن الحى ، و يوجد بخلية الإنسان ستة و أربعون كروموسوما أو ثلاثة وعشرون زوجا من الكروموسومات التى تحمل ما يربو عن الثلاثين الف جين تحمل الشفرة الوراثية التى تحدد معظم خصائص الإنسان الجسدية والنفسية، و تحدد فرادته عن باقى أفراد جنسه، و العلم الحديث قد توصل لأسرارها ، وأستخدم هذه الأسرار فيما يسمى بالهندسة الوراثية .. و هى العلم الحديث الذى يقوم على التحكم فى صفات الكائن الحى من خلال التدخل فى تشكيل وتركيب الكروموسومات وما تحمله من جينات، بالاقتطاع والمزج والإحلال والتبديل .. الخ الخ .
الجينات
هى جزيئات كيميائية معقدة فى ترتيب ذراتها وأشكالها ، وهو ما يعطيها قدرات التروس والسيور و العجلات فى نقل الحركة الميكانيكية ، والمكثفات والمقاومات والأسلاك فى نقل الاشارات الكهربية .. فهى بهذه الأشكال تنقل الصفات الوراثية ، وتجعل الكائن الحى قادر على نسخ نفسه مرة أخرى ، وتنقل صفات بعضها للأجيال الجديدة باعتبارها نسخا من الأجيال القديمة ، وقد تمكن العلماء من تحضير الأحماض النوويه معمليا ، وتحضير الجينات صناعيا ، وإستخدامها فى الهندسة الوراثية ، والقائمة على اقتطاع الجينات وزراعتها وتركيبها لاحداث صفات مرغوبة فى الأجيال الجديدة ، والتمكن بذلك من تخليق كائنات حية جديدة معمليا ، أو تهجين كائنات حية مع كائنات حية أخرى ، لتخليق نوعيات معينة من الكائنات الحية.
.. فكل ما يكتسبه الكائن الحى من صفات و خبرات و معلومات يخزن فى شكل جزئيات عضوية تعمل كحروف اللغة مرتبة بشكل معين يجعلها تشكل كلمات وجمل، مما يجعلها تعمل كشفرة خاصة تتحكم فى تركيب الكائن الحى و سلوكه ، بالضبط كبرامج الكومبيوتر التى تتحكم فى خطوط الإنتاج، و هكذا تتكون الخلايا الحية من مئات الأنواع من الجزئيات الحيوية العضوية ذات التركيب والوظائف الخاصة ، وتقوم الخلية الوحيدة بكافة العمليات الحيوية الا إنها تصبح متخصصة فى الكائنات متعددة الخلايا ، والتى تتجمع فى أنسجة وأعضاء تؤدى كافة الوظائف الحيوية من خلال فعل القوى الكهرومغناطيسية ، وهى أحد القوى المادية فى الطبيعة، و التى تربط هذه الخلايا وجزئياتها ببعضها البعض.
الخلية الحية عالم قائم بذاته
كل خلية حية فى الكائن الحى تعتبر عالما قائما بذاته له شخصيته ، وله وظيفته الخاصة فى بعض الأحيان، و تعج كل خلية من خلايا الكائن الحى بالنشاط والضجيج الكيميائى ، وتقوم كل هذه الخلايا بدورها المرسوم بكل دقة وعناية و يتشكل من مجموع نشاطها فى نهاية الأمر الشكل النهائى للكائن الحى .
فكل العمليات الحيوية فى الكائن الحى ، تعتمد على تفاعل مجموعات محددة من الجزيئات العضوية.
فالأنزيمات كما وقد سبق وأشرت ، وظيفتها هدم المواد الغذائية و تحليلها لعناصر أبسط ، وتعتمد فى أداءها لوظائفها على شكل التجويف التى تصنعه إنحناءات سلسلة الجزىء ، والذى يتم داخله الفعل الكيميائى بين الأنزيم والمواد الغذائية
المنظمات الحيوية المسئولة عن تنظيم حركة العضلات اللإرادية فى الجسم كالقلب و المعدة والأمعاء .
ومنظمات النمو التى تدفع خلايا البويضة المخصبة إلى الانقسام و تنظم نمو الكائن الحى .. والهرمونات و التى هى غالبا ما تكون جزيئات بروتينية صغيرة الحجم نسبيا . (و أهم ما يميز الهرمونات ، إن لكل منها أثراً محدداً، و وظيفة ثابتة لا يتعداها أبداً فالهرمون الواحد قد يؤثر تأثيراً خاصا فى نوع ما من الخلايا .. فيدفعها إلى الدخول فى تفاعلات بعينها ، ولكنه لا يؤثر بتاتا على بقية الخلايا الأخرى المحيطة بها ، فتستمر هذه الخلايا فى عملها المعتاد و كأنها لا تحس به على الاطلاق ، وكأن كلا منها له لغته الخاصة به . ومن أمثلة الهرمونات ، هرمون الأنسولين الذى يفرزه البنكرياس ، والذى يتحكم فى عمليات التمثيل الغذائى للسكريات .
و الفيتامينات التى تؤدى أدوراً غاية فى الأهمية والتنوع والحيوية فى الجسم كفيتامين أ،ب،ج،ه
تعتمد عملية الاحساس وانتقال الرسائل و ردود الأفعال وتخزين المعلومات، لدى الكائن الحى على تفاعلات كهروكيمائية لجزيئات الخلايا العصبية فى الكائن الحى متعدد الخلايا، و تجمعات هذه الخلايا فى شكل أنسجة وأعضاء وأجهزة عصبية، وحيث أن تبادل الفعل بين جزيئات المادة الحيه لابد وأن يعتمد على تبادل لكمات الطاقة الكهرومغناطيسية،
فأن مولدات الطاقة الكهرومغناطيسية فى الخلايا الحية موجودة بسائل السيتوبلازم والتى أسمها الميتوكوندريا ، والتى تعتمد على مركبات كيمائية معينة ، تساعد على توليد الطاقة الكهرومغناطيسية اللازمة
وأخيراً توجد الجزئيات الحيوية التى تتولى مهام الدفاع والأمن فى الكائن الحى.

#سامح_سعيد_عبود (هاشتاغ)      

---

اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امين	حوار مع الكاتبة السودانية شادية عبد المنعم حول الصراع المسلح في السودان وتاثيراته على حياة الجماهير، اجرت الحوار: بيان بدل

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل

كيفية إشراك-إيصال مواضيعكم أو مواضيع تهمكم  إلى اكبر عدد ممكن من القراء والقارئات