السيتوبلازم

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى الملاحة اذهب إلى البحث

بيولوجيا الخلية
مخطط خلية حيوانية
خلية حيوانية. svg
مكونات الخلية الحيوانية النموذجية:
  1. النواة
  2. نواة
  3. الريبوسوم (النقاط كجزء من 5)
  4. حويصلة
  5. الشبكة الإندوبلازمية الخشنة
  6. جهاز جولجي (أو جسم جولجي)
  7. الهيكل الخلوي
  8. شبكية إندوبلازمية ناعمة
  9. ميتوكوندريا
  10. فجوة عصارية
  11. العصارة الخلوية (السائل الذي يحتوي على العضيات ، والذي يشتمل على السيتوبلازم )
  12. الايسوسوم
  13. جسيم مركزي
  14. غشاء الخلية

في بيولوجيا الخلية ، السيتوبلازم هو كل المواد الموجودة داخل الخلية ، محاطًا بغشاء الخلية ، باستثناء نواة الخلية . المواد داخل النواة والواردة في الغشاء النووي ويطلق على جبلة النواة . المكونات الرئيسية للسيتوبلازم هي العصارة الخلوية (مادة تشبه الهلام) ، والعضيات (الهياكل الفرعية الداخلية للخلية) ، ومختلف محتويات السيتوبلازم . يتكون السيتوبلازم من حوالي 80٪ ماء وعادة ما يكون عديم اللون. [1]

مادة الخلية الأرضية تحت المجهرية ، أو المصفوفة السيتوبلازمية التي تبقى بعد استبعاد عضيات الخلية وجزيئاتها هي بلازما أرضية . وهذه هي الجبلة الشفافة من المجهر الضوئي، ومجمع عالية، ونظام متعدد الأطوار التي يتم فيها تعليق جميع العناصر هيولي للحل، بما في ذلك العضيات أكبر مثل الريبوسومات ، الميتوكوندريا ، ومصنع البلاستيدات ، دهن قطرات، و الفجوات .

تحدث معظم الأنشطة الخلوية داخل السيتوبلازم ، مثل العديد من مسارات التمثيل الغذائي بما في ذلك تحلل السكر ، وعمليات مثل انقسام الخلايا . تسمى المنطقة الداخلية المركزة بالإندوبلازم والطبقة الخارجية تسمى قشرة الخلية أو الإيكوبلازم .

حركة أيونات الكالسيوم داخل وخارج السيتوبلازم هو نشاط إشارات لعمليات التمثيل الغذائي . [2]

في النباتات ، تُعرف حركة السيتوبلازم حول الفجوات بالتدفق السيتوبلازمي .

التاريخ [ تحرير ]

تم تقديم هذا المصطلح من قبل رودولف فون كوليكر Rudolf von Kölliker في عام 1863 ، في الأصل كمرادف للبروتوبلازم ، ولكن فيما بعد أصبح يعني مادة الخلية والعضيات خارج النواة. [3] [4]

كان هناك بعض الخلاف حول تعريف السيتوبلازم ، حيث يفضل بعض المؤلفين استبعاد بعض العضيات منه ، وخاصة الفجوات [5] وأحيانًا البلاستيدات . [6]

الطبيعة الفيزيائية [ عدل ]

تم الطعن في الخصائص الفيزيائية للسيتوبلازم في السنوات الأخيرة. [ بحاجة لمصدر ] ويبقى غير مؤكد كيف المكونات المتنوعة للتفاعل السيتوبلازم للسماح حركة الجزيئات [ تحتاج الى توضيح ] و العضيات مع الحفاظ على بنية الخلية. يلعب تدفق مكونات السيتوبلازم دورًا مهمًا في العديد من الوظائف الخلوية التي تعتمد على نفاذية السيتوبلازم. [7] مثال على هذه الوظيفة هو إشارة الخلية ، وهي عملية تعتمد على الطريقة التي يُسمح فيها لجزيئات الإشارة بالانتشار عبر الخلية. [8]في حين أن جزيئات الإشارات الصغيرة مثل أيونات الكالسيوم قادرة على الانتشار بسهولة ، غالبًا ما تتطلب الجزيئات الأكبر والهياكل دون الخلوية المساعدة في التحرك عبر السيتوبلازم. [9] وقد أدت الديناميكيات غير المنتظمة لهذه الجسيمات إلى ظهور نظريات مختلفة حول طبيعة السيتوبلازم.

كما سول جل [ عدل ]

لطالما كان هناك دليل على أن السيتوبلازم يتصرف مثل هلام سول . [10] يُعتقد أن جزيئات وهياكل السيتوبلازم تتصرف أحيانًا مثل محلول غرواني مضطرب (sol) وفي أوقات أخرى مثل شبكة متكاملة ، مكونة كتلة صلبة (هلام). تقترح هذه النظرية بالتالي أن السيتوبلازم موجود في أطوار سائلة وصلبة متميزة اعتمادًا على مستوى التفاعل بين مكونات السيتوبلازم ، مما قد يفسر الديناميات التفاضلية للجسيمات المختلفة التي لوحظت تتحرك عبر السيتوبلازم. اقترحت الأوراق البحثية أنه على مقياس طول أصغر من 100  نانومتر ، يعمل السيتوبلازم مثل السائل ، بينما في مقياس الطول الأكبر ، يعمل مثل الهلام. [11]

كزجاج [ عدل ]

وقد اقترح مؤخرا أن يتصرف السيتوبلازم مثل الزجاج -forming السائلة يقترب من الانتقال الزجاج . [9] في هذه النظرية ، كلما زاد تركيز المكونات السيتوبلازمية ، قل تصرف السيتوبلازم كسائل وكلما زاد سلوكه كزجاج صلب ، تجمد مكونات السيتوبلازم الأكبر في مكانها (يُعتقد أن نشاط التمثيل الغذائي للخلية قادر على لتسييل السيتوبلازم للسماح بحركة المكونات السيتوبلازمية الأكبر). [9]قد تكون قدرة الخلية على التزجيج في غياب النشاط الأيضي ، كما هو الحال في فترات الخمول ، مفيدة كإستراتيجية دفاعية. سوف يجمد السيتوبلازم الزجاجي الصلب الهياكل تحت الخلوية في مكانها ، مما يمنع الضرر ، مع السماح بنقل البروتينات الصغيرة جدًا والمستقلبات ، مما يساعد على بدء النمو عند إحياء الخلية من السكون . [9]

وجهات نظر أخرى [ عدل ]

كان هناك بحث يدرس حركة جزيئات السيتوبلازم بشكل مستقل عن طبيعة السيتوبلازم. في مثل هذا النهج البديل ، تشرح القوى العشوائية الكلية داخل الخلية التي تسببها البروتينات الحركية الحركة غير البراونية للمكونات السيتوبلازمية. [12]

المكونات [ عدل ]

العناصر الرئيسية الثلاثة من السيتوبلازم هي العصارة الخلوية ، العضيات و شوائب .

العصارة الخلوية [ عدل ]

المقال الرئيسي: العصارة الخلوية

العصارة الخلوية هي جزء من السيتوبلازم غير موجود داخل العضيات المرتبطة بالغشاء. يشكل العصارة الخلوية حوالي 70٪ من حجم الخلية وهي خليط معقد من خيوط الهيكل الخلوي والجزيئات الذائبة والماء. وتشمل خيوط العصارة الخلوية في ل خيوط البروتين مثل الأكتين خيوط و الأنابيب الدقيقة التي تشكل الهيكل الخلوي، فضلا عن ذوبان البروتينات وهياكل صغيرة مثل الريبوسومات ، جسيم بروتيني ، وغامضة المجمعات قبو . [13] يشار إلى الجزء الداخلي والحبيبي والأكثر سيولة من السيتوبلازم باسم الإندوبلازم.

البروتينات في مختلف الأجزاء الخلوية والهياكل الموسومة مع بروتين الفلورية الخضراء

بسبب هذه الشبكة من الألياف والتركيزات العالية للجزيئات الكبيرة الذائبة ، مثل البروتينات ، يحدث تأثير يسمى الازدحام الجزيئي ولا يعمل العصارة الخلوية كحل مثالي . يغير تأثير الازدحام كيفية تفاعل مكونات العصارة الخلوية مع بعضها البعض.

العضيات [ عدل ]

المقال الرئيسي: عضية

العضيات (حرفيا "الأعضاء الصغيرة") ، هي عادة هياكل مرتبطة بالغشاء داخل الخلية ولها وظائف محددة. بعض العضيات الرئيسية المعلقة في العصارة الخلوية هي الميتوكوندريا ، والشبكة الإندوبلازمية ، وجهاز جولجي ، والفجوات ، والجسيمات الحالة ، وفي الخلايا النباتية ، والبلاستيدات الخضراء .

الادراج السيتوبلازمية [ عدل ]

المقال الرئيسي: إدراج السيتوبلازم

الادراج عبارة عن جزيئات صغيرة من مواد غير قابلة للذوبان معلقة في العصارة الخلوية. توجد مجموعة كبيرة من الشوائب في أنواع مختلفة من الخلايا ، وتتراوح من بلورات أكسالات الكالسيوم أو ثاني أكسيد السيليكون في النباتات ، [14] [15] إلى حبيبات مواد تخزين الطاقة مثل النشا ، [16] الجليكوجين ، [17] أو بولي هيدروكسي بوتيرات . [18] وعلى وجه الخصوص سبيل المثال على نطاق واسع و قطرات الدهون ، والتي هي قطرات كروية تتألف من الدهون والبروتينات التي يتم استخدامها في كل من بدائيات النوى وحقيقيات النوى كوسيلة لتخزين الدهون مثل الأحماض الدهنية و الجامدة. [19] تشكل قطرات الدهون الكثير من حجم الخلايا الشحمية ، وهي خلايا متخصصة لتخزين الدهون ، ولكنها توجد أيضًا في مجموعة من أنواع الخلايا الأخرى.

الجدل والبحث [ عدل ]

إن السيتوبلازم والميتوكوندريا ومعظم العضيات هي مساهمات في الخلية من الأمشاج الأمومية. على عكس المعلومات القديمة التي تتجاهل أي فكرة عن نشاط السيتوبلازم ، أظهر بحث جديد أنه يتحكم في حركة وتدفق العناصر الغذائية داخل وخارج الخلية عن طريق السلوك اللزج اللزج وقياس المعدل المتبادل لانكسار الرابطة داخل الشبكة السيتوبلازمية. [20]

تظل الخصائص المادية للسيتوبلازم قيد التحقيق. تم وصف طريقة لتحديد السلوك الميكانيكي للسيتوبلازم الخلية الحية للثدييات بمساعدة ملاقط بصرية . [21]

انظر أيضا [ تحرير ]

  • حركة الأميبويد
  • تدفق حشوية
  • البروتوبلازم ، مصطلح عام للسيتوبلازم
  • سينسيتيوم

المراجع [ عدل ]

  1. ^ شيبرد فيرجينيا (2006). المصفوفة الخلوية كنظام تعاوني لشبكات الجزيئات الكبيرة والمياه . الموضوعات الحالية في علم الأحياء التنموي. 75 . ص 171 - 222. دوى : 10.1016 / S0070-2153 (06) 75006-2 . رقم ISBN 9780121531751. بميد  16984813 .
  2. ^ هوجان سم (2010). "الكالسيوم" . في Jorgensen A ، Cleveland C. موسوعة الأرض . المجلس الوطني للعلوم والبيئة. مؤرشفة من الأصلي في 12 يونيو 2012.
  3. ^ فون كوليكر آر (1863). "4. Auflage" . Handbuch der Gewebelehre des Menschen . لايبزيغ: فيلهلم إنجلمان.
  4. ^ Bynum WF ، Browne EJ ، Porter R (1981). قاموس تاريخ العلم . مطبعة جامعة برينستون. رقم ISBN 9781400853410.
  5. ^ باركر جيه (1972). "مقاومة البروتوبلازمية لنقص المياه" . في Kozlowski TT. نقص المياه ونمو النبات . ثالثا. استجابات النبات والتحكم في توازن الماء. نيويورك: مطبعة أكاديمية. ص 125 - 176. رقم ISBN 9780323153010.
  6. ^ Strasburger E (1882). "Ueber den Theilungsvorgang der Zellkerne und das Verhältnis der Kernteilung zur Zellteilung" . القوس ميكر عنات . 21 : 476-590. دوى : 10.1007 / BF02952628 . hdl : 2027 / hvd.32044106199177 . S2CID 85233009 . مؤرشفة من الأصلي في 27 أغسطس 2017. 
  7. ^ كوان إيه إي ، مورارو الثاني ، شاف جي سي ، سليبشينكو ، بي إم ، لوي إل إم (2012). "النمذجة المكانية لشبكات تشوير الخلايا". الطرق الحسابية في بيولوجيا الخلية . طرق في بيولوجيا الخلية. 110 . ص 195 - 221. دوى : 10.1016 / B978-0-12-388403-9.00008-4 . رقم ISBN 9780123884039. PMC  3519356 . بميد  22482950 .
  8. ^ هولكمان ، د. Korenbrot JI (أبريل 2004). "الانتشار الطولي في قضيب الشبكية والسيتوبلازم الجزء الخارجي المخروطي: نتيجة بنية الخلية" . مجلة بيوفيزيائية . 86 (4): 2566–82. بيب كود : 2004BpJ .... 86.2566H . دوى : 10.1016 / S0006-3495 (04) 74312-X . PMC 1304104 . بميد 15041693 .  
  9. ^ a b c d Parry BR ، Surovtsev IV ، Cabeen MT ، O'Hern CS ، Dufresne ER ، Jacobs-Wagner C (يناير 2014). "السيتوبلازم البكتيري له خصائص تشبه الزجاج ويتم تسييله عن طريق النشاط الأيضي" . خلية . 156 (1-2): 183-94. بيب كود : 2014APS..MARJ16002P . دوى : 10.1016 / j.cell.2013.11.028 . PMC 3956598 . بميد 24361104 .  
  10. ^ تايلور السيرة الذاتية (1923). "الفجوة الانقباضية في Euplotes: مثال على انعكاس sol-gel للسيتوبلازم". مجلة علم الحيوان التجريبي . 37 (3): 259-289. دوى : 10.1002 / جيز .1400370302 .
  11. ^ Kwapiszewska ، كارينا ؛ وآخرون. (31 يوليو 2020). "يتم حفظ اللزوجة النانوية للسيتوبلازم في خطوط الخلايا البشرية" . مجلة رسائل الكيمياء الفيزيائية . 11 (16): 6914 - 6920. دوى : 10.1021 / acs.jpclett.0c01748 . PMC 7450658 . بميد 32787203 .  
  12. ^ Guo M ، Ehrlicher AJ ، Jensen MH ، Renz M ، Moore JR ، Goldman RD ، Lippincott-Schwartz J ، Mackintosh FC ، Weitz DA (أغسطس 2014). "فحص الخصائص العشوائية التي تحركها المحركات للسيتوبلازم باستخدام مجهر طيف القوة" . خلية . 158 (4): 822-832. دوى : 10.1016 / j.cell.2014.06.051 . PMC 4183065 . بميد 25126787 .  
  13. ^ van Zon A ، Mossink MH ، Scheper RJ ، Sonneveld P ، Wiemer EA (سبتمبر 2003). "مجمع القبو". علوم الحياة الخلوية والجزيئية . 60 (9): 1828–37. دوى : 10.1007 / s00018-003-3030-y . بميد 14523546 . S2CID 21196262 .  
  14. ^ بريشيد ، كريستينا جيه ؛ رودال ، بولا ج. (1999). "بلورات أكسالات الكالسيوم في وحيدة الفلقة: مراجعة لبنيتها ونظامها" (PDF) . حوليات علم النبات . 84 (6): 725-739. دوى : 10.1006 / anbo.1999.0975 .
  15. ^ Prychid CJ ، Rudall PJ (2004). "النظاميات والبيولوجيا لأجسام السيليكا في وحيدة الفلقة". المراجعة النباتية . 69 (4): 377-440. دوى : 10.1663 / 0006-8101 (2004) 069 [0377: سابوسب] 2.0.CO ؛ 2 . JSTOR 4354467 . 
  16. ^ Ball SG ، Morell MK (2003). "من الجليكوجين البكتيري إلى النشا: فهم التكوّن الحيوي لحبيبات نشا النبات". المراجعة السنوية لبيولوجيا النبات . 54 : 207 - 33. دوى : 10.1146 / annurev.arplant.54.031902.134927 . بميد 14502990 . 
  17. ^ Shearer J ، Graham TE (أبريل 2002). "وجهات نظر جديدة حول تخزين وتنظيم الجليكوجين العضلي". المجلة الكندية لعلم وظائف الأعضاء التطبيقي . 27 (2): 179-203. دوى : 10.1139 / ساعة02-012 . بميد 12179957 . 
  18. ^ Anderson AJ ، Dawes EA (ديسمبر 1990). "حدوث ، والتمثيل الغذائي ، ودور التمثيل الغذائي ، والاستخدامات الصناعية للبكتيريا polyhydroxyalkanoates" . المراجعات الميكروبيولوجية . 54 (4): 450-72. دوى : 10.1128 / MMBR.54.4.450-472.1990 . PMC 372789 . بميد 2087222 .  
  19. ^ Murphy DJ (سبتمبر 2001). "التكوين الحيوي ووظائف الأجسام الدهنية في الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة". التقدم في أبحاث الدهون . 40 (5): 325-438. دوى : 10.1016 / S0163-7827 (01) 00013-3 . بميد 11470496 . 
  20. ^ Feneberg W ، Westphal M ، Sackmann E (أغسطس 2001). "سيتوبلازم خلايا Dictyostelium كجسم لزج نشط". مجلة الفيزياء الحيوية الأوروبية . 30 (4): 284-94. دوى : 10.1007 / s002490100135 . بميد 11548131 . S2CID 9782043 .  
  21. ^ Hu J ، Jafari S ، Han Y ، Grodzinsky AJ ، Cai S ، Guo M (سبتمبر 2017). "السلوك الميكانيكي المعتمد على الحجم والسرعة في السيتوبلازم الحي للثدييات" . بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية . 114 (36): 9529-9534. دوى : 10.1073 / pnas.1702488114 . PMC 5594647 . بميد 28827333 .  

روابط خارجية [ تحرير ]

  • لوبي فيلبس ك (2000). "الهندسة الخلوية والخصائص الفيزيائية للسيتوبلازم: الحجم ، اللزوجة ، الانتشار ، مساحة السطح داخل الخلايا". التقسيم الدقيق وفصل الطور في السيتوبلازم (PDF) . Int القس Cytol . المجلة الدولية لعلم الخلايا. 192 . ص 189 - 221. دوى : 10.1016 / S0074-7696 (08) 60527-6 . رقم ISBN 9780123645968. بميد  10553280 . مؤرشفة من الأصلي (PDF) في 11 سبتمبر 2008.