مم تتكون الخلية؟ دليل مبسط لبنيتها ووظائف أجزائها

الخلية هي الوحدة البنائية والوظيفية الأساسية للكائنات الحية. توجد كائنات يتكون كل منها من خلية واحدة، مثل كثير من البكتيريا، وأخرى متعددة الخلايا، مثل الإنسان والنبات. وفي الكائنات متعددة الخلايا، تتعاون الخلايا لتشكيل الأنسجة والأعضاء بدلًا من أداء جميع الوظائف منفردة.

تشترك الخلايا عمومًا في وجود غشاء خلوي، ومادة وراثية، ووسط داخلي تجري فيه التفاعلات، وآلات لتصنيع البروتين تسمى الريبوسومات. لكن بعض الخلايا المتخصصة تفقد أجزاء من هذه المكونات عند نضجها؛ فكريات الدم الحمراء البشرية الناضجة لا تحتوي على نواة أو ريبوسومات.

الخلايا حقيقية النواة

تضم خلايا الحيوانات والنباتات والفطريات وكائنات أخرى. تتميز بوجود نواة محاطة بغلاف، وبحجرات داخلية متخصصة تسمى العضيات، مثل الميتوكوندريا وجهاز جولجي. يسمح هذا التقسيم بإجراء عمليات متعددة في ظروف مناسبة لكل عملية، مع استمرار تبادل المواد والإشارات بينها.

الخلايا بدائية النواة

تشمل البكتيريا والعتائق. لا تحتوي على نواة محاطة بغشاء، بل توجد مادتها الوراثية الأساسية في منطقة تسمى المنطقة النووية. وهي تفتقر إلى العضيات الغشائية المعروفة في حقيقيات النواة، لكنها تمتلك ريبوسومات وغشاءً خلويًا، وتستطيع تنفيذ العمليات الضرورية لحياتها.

• حقيقيات النواة أكبر حجمًا عادةً، لكن الحجم وحده لا يكفي لتمييز النوعين.
• تنتظم المادة الوراثية النووية في حقيقيات النواة في كروموسومات خطية، بينما تكون في بدائيات النواة غالبًا ضمن كروموسوم دائري.
• تنقسم الخلايا حقيقية النواة بآليات تشمل الانقسام المتساوي أو الاختزالي، بينما تتكاثر بدائيات النواة غالبًا بالانشطار الثنائي.
• لا تعني بساطة التنظيم الداخلي أن بدائيات النواة غير قادرة على التكيف؛ فكثير منها يمتلك قدرات أيضية متنوعة.

يحيط الغشاء الخلوي بالخلية ويفصل داخلها عن البيئة المحيطة. يتكون أساسًا من طبقتين من الدهون الفسفورية تتخللهما بروتينات، وترتبط ببعض مكوناته سلاسل سكرية. ويسهم الكوليسترول في أغشية الخلايا الحيوانية في ضبط سيولة الغشاء واستقراره.

الغشاء انتقائي النفاذية؛ فهو يسمح بمرور بعض المواد بسهولة، بينما تحتاج مواد أخرى إلى قنوات أو ناقلات بروتينية. وقد يحدث النقل دون استهلاك مباشر للطاقة، أو يحتاج إلى طاقة لنقل مادة عكس تدرج تركيزها. كما تدخل مواد كبيرة وتخرج عبر حويصلات غشائية.

• يحافظ على التوازن الداخلي للماء والأيونات والمواد المذابة.
• يستقبل الإشارات بواسطة مستقبلات تتعرف إلى جزيئات مثل الهرمونات.
• يساعد الخلايا على التعرف إلى بعضها والالتصاق وتكوين الأنسجة.
• يسهم في تكوين فروق كهربائية مهمة لعمل الأعصاب والعضلات.

السيتوبلازم، أو الجِبلة، هو محتوى الخلية الواقع بين الغشاء الخلوي والنواة في الخلايا حقيقية النواة. يشمل سائلًا يسمى السيتوسول، إلى جانب العضيات ومكونات أخرى. يحتوي السيتوسول على ماء وأيونات وبروتينات وجزيئات متنوعة، وتحدث فيه تفاعلات مهمة، منها مراحل أولية من تكسير الجلوكوز.

أما الهيكل الخلوي فهو شبكة ديناميكية من خيوط وأنابيب بروتينية. يمنح الخلية دعمًا وشكلًا، ويساعد في حركتها وانقسامها ونقل الحويصلات داخلها. وتشارك بعض عناصره في بناء الأهداب والأسواط؛ فالأهداب في الممرات التنفسية تساعد على تحريك المخاط وما يلتقطه من جسيمات.

تحتوي النواة على معظم الحمض النووي للخلية، الذي يحمل تعليمات بناء البروتينات وتنظيم وظائفها. يحيط بها غلاف مكوّن من غشائين تتخلله مسام تنظم انتقال مواد بين النواة والسيتوبلازم. ولا تعمل النواة بمعزل عن بقية الخلية، بل تتأثر بالإشارات الداخلية والخارجية.

داخل النواة توجد النُّوَيّة، وقد توجد أكثر من واحدة. وهي منطقة غير محاطة بغشاء، يُنتج فيها معظم الحمض النووي الريبوسومي وتبدأ فيها عملية تجميع وحدات الريبوسومات. تنتقل هذه الوحدات لاحقًا إلى السيتوبلازم للمشاركة في تصنيع البروتين.

الريبوسومات

الريبوسومات تراكيب مكونة من حمض نووي ريبي وبروتينات، وليست محاطة بغشاء. تقرأ التعليمات المحمولة على الحمض النووي الريبي الرسول لتجميع الأحماض الأمينية في بروتينات. توجد حرة في السيتوسول أو مرتبطة بالشبكة الإندوبلازمية الخشنة، ويختلف مصير البروتينات الناتجة بحسب إشارات توجيهها.

الشبكة الإندوبلازمية الخشنة والملساء

الشبكة الإندوبلازمية منظومة مترابطة من الأغشية. تحمل أجزاؤها الخشنة ريبوسومات على سطحها، وتشارك في تصنيع وطي بروتينات موجهة للإفراز أو للأغشية وبعض العضيات. أما أجزاؤها الملساء فتشارك في تصنيع الدهون ومعالجة بعض المواد وتخزين الكالسيوم، وتختلف أهميتها باختلاف نوع الخلية.

جهاز جولجي

يتكون جهاز جولجي من أكياس غشائية مفلطحة. يستقبل بروتينات ودهونًا من الشبكة الإندوبلازمية، ويعدل بعضها ثم يفرزها ويوجهها نحو وجهاتها. لذلك يمكن تشبيهه بمحطة تجهيز وتوزيع، وليس بمكان تصنيع جميع مواد الخلية.

الميتوكوندريا

الميتوكوندريا عضيات ذات غشائين تنتج معظم جزيئات الطاقة القابلة للاستخدام، المعروفة باسم ATP، في كثير من الخلايا عبر التنفس الخلوي. تمتلك مقدارًا صغيرًا من مادتها الوراثية الخاصة. وتكثر عادةً في الخلايا ذات الاحتياج المرتفع للطاقة، كما تشارك في تنظيم عمليات أخرى، منها الموت الخلوي المبرمج.

الجسيمات الحالّة والبيروكسيسومات

تحتوي الجسيمات الحالّة على إنزيمات تفكك مواد وصلت إلى الخلية ومكونات داخلية تالفة، بما يدعم إعادة التدوير. أما البيروكسيسومات فتشارك في تكسير بعض الأحماض الدهنية والتعامل مع فوق أكسيد الهيدروجين. ورغم اشتراكهما في معالجة المواد، فإنهما تختلفان في الإنزيمات والوظائف.

عندما تصنع خلية بروتينًا لإفرازه، تُنسخ تعليماته من الحمض النووي إلى حمض نووي ريبي رسول. تستخدم الريبوسومات التعليمات لبناء البروتين، ويدخل البروتين الموجه للإفراز إلى الشبكة الإندوبلازمية أثناء تصنيعه. ثم ينتقل في حويصلات إلى جهاز جولجي لتجهيزه وفرزه، قبل أن تحمله حويصلات أخرى إلى الغشاء لإطلاقه خارج الخلية. تدعم الطاقة والهيكل الخلوي هذه الخطوات المترابطة.

كلتاهما حقيقية النواة، وتشتركان في الغشاء والريبوسومات والميتوكوندريا والشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي. ولا تلغي قدرة النبات على البناء الضوئي حاجته إلى الميتوكوندريا والتنفس الخلوي.

• للخلية النباتية جدار خارج الغشاء يحتوي أساسًا على السليلوز، بينما تفتقر الخلية الحيوانية إلى جدار خلوي.
• تحتوي الخلية النباتية الناضجة غالبًا على فجوة مركزية كبيرة للتخزين وتنظيم ضغط الامتلاء.
• توجد البلاستيدات الخضراء في خلايا الأجزاء القادرة على البناء الضوئي، وليست موجودة في جميع خلايا النبات.
• تتنوع أشكال الخلايا الحيوانية كثيرًا بحسب وظيفتها، بينما يمنح الجدار الخلايا النباتية دعمًا أكثر صلابة.

تختلف الخلايا العصبية والعضلية والمناعية في الشكل والمكونات الأكثر نشاطًا. فالتخصص يرتبط بتشغيل مجموعات مختلفة من الجينات، لا بامتلاك كل نوع تعليمات وراثية مختلفة تمامًا. وقد تؤدي اضطرابات الجينات أو الأغشية أو العضيات إلى أمراض، لكن الأعراض وحدها لا تحدد المكوّن الخلوي المتأثر.

معرفة مكونات الخلية لا تستدعي إجراء فحوص من تلقاء نفسك. راجع الطبيب إذا ظهر تعب مستمر غير مفسر، أو ضعف عضلي متزايد، أو التهابات متكررة، أو تغيرات مستمرة في تعداد الدم. هذه علامات عامة لها أسباب كثيرة، ويحدد الطبيب الفحوص المناسبة وفق الأعراض والفحص السريري. كما أن وصف خلايا بأنها غير طبيعية في تقرير مسحة أو خزعة لا يعني وحده وجود سرطان؛ فتفسير النتيجة يحتاج إلى سياقها الطبي.