نخستین وبسایت تربیت بدنی وعلوم ورزشی

betrool

ساختار و عملکرد سلول (بخش اول)

سلول، واحد بنیادی ساختاری و عملکردی همه ارگانیزم های زنده می باشد. اعمال مشخصه سلول شامل نسخه برداری  DNA  ، ساخت  ماکرومولکول هایی  نظیر  پروتئین ها  و  فسفولیپیدها،  کاربرد  انرژی  و تولید مثل  می باشد.

سلول ها شبیه  یک کارخانه  بسیار  پیچیده اما کوچک  هستند که همیشه  فعال  بوده  و اعمال  زندگی  را  به انجام  می رسانند.  این کارخانه  میکروسکوپی آن قدر کوچک است که یک سلول با اندازه متوسط تنها یک چهارم کوچکترین نقطه ای است که شما می توانید با یک مداد نوکی روی یک کاغذ رسم کنید. بدن انسان از تریلیون ها سلول ساخته شده است. اگر هر سلول به اندازه یک آجر معمولی بود،  پیکر انسان عظیم الجثه ای که از این آجرها ساخته می شد  به  ارتفاع  10  کیلو متر می رسید.

همه سلول های یک فرد از یک سلول منفرد بارور شونده منشا می گیرند. در هنگام رشد و تکامل، تقسیم سلولی و اختصاصی شدن، سلول های مختلفی هم چون سلول های عصبی، عضلانی، استخوانی، چربی و خون را در حد گسترده به وجود می آورد. هر نوع سلول دارای ویژگی های مهمی است که برای انجام اعمال طبیعی بدن به عنوان یک کل حیاتی هستند. یک دلیل مهم برای حفظ هموستاز، شامل نگهداری از تریلیون ها سلولی است که عملکرد طبیعی بدن را شکل می دهند.

اگر چه سلول ها ساختار و عملکرد کاملا˝ متفاوتی با هم دارند ولی در چند ویژگی مشترک با هم شریک هستند

غشاء پلاسمایی یا غشاء سلول لایه خارجی سلول را تشکیل می دهد که از طریق آن سلول با محیط خارجی اش به تعامل می پردازد. هسته (نوکلئوس) معمولا˝ در مرکز قرار گرفته است و رهبری فعالیت های سلولی را بر عهده دارد که اکثر آن ها در سیتوپلاسم انجام می شود، سیتوپلاسم بین غشاء پلاسمایی و هسته قرار دارد. در داخل سلول ها ساختارهای اختصاصی موسوم به اندامک ها (ارگانل ها) اعمال ویژه ای را انجام می دهند.

 ساختار و عملکرد سلول

اعمال سلول

اعمال اصلی سلول شامل

1-   واحد بنیادی زندگی. سلول کوچک ترین بخشی است که یک ارگانیزم می تواند تا آن حد کوچک شود و در عین حال مشخصات زندگی را واجد باشد.

2-   حفاظت و حمایت. سلول ها، مولکول های مختلفی را تولید و ترشح می کنند که از بدن حفاظت و حمایت می کند. برای مثال، سلول های استخوانی توسط مواد معدنی احاطه شده اند که بافت استخوانی را سخت می سازند تا بدین ترتیب از مغز و سایر ارگان ها حفاظت کنند و وزن بدن را تحمل نمایند.

3-   حرکت. همه حرکات بدن به دلیل مولکول هایی است که در داخل سلول های خاصی نظیر سلول های عضلانی قرار گرفته اند.

4-   ارتباط. سلول سیگنال های شیمیایی و الکتریکی را تولید و دریافت می کنند که به آن ها امکان برقراری ارتباط با یکدیگر را می دهد. برای مثال سلول های عصبی با یکدیگر و با سلول های عضلانی ارتباط برقرار کرده و باعث می شوند آن ها منقبض شوند.

5-   متابولیسم سلولی و آزاد شدن انرژی. واکنش های شیمیایی که در داخل سلول ها رخ می دهد را مجموعا˝ تحت عنوان متابولیسم سلولی می خوانند. انرژی آزاد شده در خلال متابولیسم برای فعالیت های سلولی نظیر سنتز مولکول های جدید، انقباض عضلانی و تولید گرما که به حفظ دمای بدن کمک می کند استفاده می شود.

6-    توارث. هر سلول محتوی نسخه ای از اطلاعات ژنتیک فرد است. سلول های اختصاصی مسئول انتقال اطلاعات ژنتیک به نسل بعدی می باشند.

 

ما چگونه سلول ها را می بینیم

اکثر سلول ها آنقدر کوچک هستند که با چشم غیر مسلح دیده نمی شوند. بنابراین استفاده از میکروسکوپ برای مطالعه آن ها ضروری است. میکروسکوپ های نوری به ما امکان می دهند تا سیمای کلی سلول ها را ببینیم. البته میکروسکوپ های الکترونی باید برای مطالعه ریزساختارهای سلول استفاده شوند. میکروسکوپ الکترونی اسکن ( SEM ) به ما امکان می دهد سیمای سطح سلول و سطوح ساختارهای داخلی را ببینیم. میکروسکوپ الکترونی انتقالی ( TEM ) به ما امکان می دهد از میان قسمت های سلولی عبور کرده و در نتیجه سایر جنبه های ساختاری سلول را کشف نماییم. وبسایت تخصصی دانشجویان تربیت بدنی و علوم ورزشی

غشاء پلاسمایی

غشاء پلاسمایی بیرونی ترین قسمت یک سلول است. مواد موجود در قسمت داخلی غشاء پلاسمایی درون سلول و مواد بیرون از آن خارج سلولی خوانده می شوند. گاهی اوقات مواد خارج سلولی را بین سلولی نیز می نامند. غشاء پلاسمایی محتویات سلولی را بسته بندی کرده و از آن ها حمایت می کند. همچنین سلول ها را به محیط خارج سلولی و یا به سلول های دیگر متصل می کند. توانایی سلول ها برای تشخیص و ارتباط با یکدیگر از طریق غشاء پلاسمایی صورت می گیرد. علاوه بر این غشاء پلاسمایی تعیین می کند که چه چیزی به داخل و خارج سلول حرکت کند. در نتیجه ، محتوای داخل سلول ها با محیط خارج سلولی متفاوت است.

تنظیم حرکت یون ها به وسیله سلول ها در نتیجه اختلاف بار الکتریکی در عرض غشاء پلاسمایی را پتانسیل غشاء می خوانند. خارج از غشاء پلاسمایی در مقایسه با داخل دارای بار مثبت می باشد، زیرا سلول ها، یون های پتاسیم با بار مثبت را در قسمت خارج از غشاء متراکم ساخته و پروتئین ها و یون های دارای بار منفی را در قسمت داخلی متراکم می نمایند. پتانسیل غشاء به سلول ها امکان می دهد که هم چون باطری های کوچک با یک قطب مثبت و منفی عمل نمایند. این یک ویژگی بسیار مهم از عمل طبیعی  سلول  زنده  است که در فصول   9  و 11   با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت.

45 تا 50 درصد غشاء پلاسمایی را لیپید ها. 45  تا  50  درصد را پروتئین ها و 4  تا  8  درصد آن را کربوهیدرات ها تشکیل می دهند  (شکل 2- 3 ) .

کربوهیدرات ها با لیپید ها به شکل گلیکولیپید و با پروتئین ها به شکل گلیکوپروتئین ترکیب می شوند. مجموعه گلیکولیپیدها، گلیکوپروتئین ها و کربوهیدرات ها بر سطح خارجی غشاء پلاسمایی را گلیکوکالیکس می نامند. گلیکوکالیکس در برگیرنده مولکول های جذب شده از محیط خارج سلولی نیز هست، به طوری که اغلب مرز دقیق جایی که غشاء پلاسمایی پایان می یابد و محیط خارج سلولی آغاز می شود مشخص نیست.

وبسایت تخصصی دانشجویان تربیت بدنی و علوم ورزشی

لیپیدهای غشاء

لیپید های غشاء عمده غشاء پلاسمایی شامل فسفولیپید ها و کلسترول می باشند. فسفولیپید ها به شکل لیپید دو طبقه که یک لایه دو گانه از مولکول های لیپید است جمع می شوند، زیرا آن ها دارای یک سر قطبی (بار الکتریکی) و یک دنباله یا دم غیر قطبی (بدون بار الکتریکی) هستند. ( فصل 2 ). سرهای قطبی هیدروفیل (آب دوست) در داخل و خارج سلول در معرض تماس با آب هستند، در حالی که دنباله های غیر قطبی هیدروفوب  (آب گریز ) در قسمت داخلی غشاء پلاسمایی با هم دیگر مواجهه دارند.

لیپید عمده دیگر در غشاء پلاسمایی کلسترول است ( فصل 2 ) که در میان فسفولیپید ها پخش بوده و تقریبا˝ یک سوم کل لیپید ها در غشاء پلاسمایی را تشکیل می دهند. گروه OH آب دوست کلسترول بین سرهای فسفولیپید تا سطح آب دوست غشاء گسترش دارد و بخش آب گریز مولکول کلسترول در درون بخش آب گریز فسفو لیپید پنهان شده است. مقدار کلسترول در یک غشاء مشخص عامل اصلی تعیین کننده خاصیت مایعی غشاء است که در عملکرد آن نقش حساسی را بر عهده دارد.

پروتئین های غشاء

ساختمان پایه غشاء پلاسمایی و برخی از اعمال آن به وسیله لیپید های آن تعیین می شود، اما بسیاری از وظایف غشاء پلاسمایی بر عهده پروتئین های آن است. مفهوم مدرن غشاء پلاسمایی موزائیک سیال تحت عنوان مدل مایع -  موزائیک، پیشنهاد می کند که ساختار غشاء پلاسمایی نه جامد است و نه ایستا، بلکه بسیار منعطف یوده و می تواند در اثر زمان تغییر شکل و ترکیب بدهد . لیپید دو طبقه به صورت یک مایع عمل می کند که در ان سایر مولکول ها نظیر پروتئین ها معلق هستند. خاصیت مایع گونه لیپید دو طبقه چند نتیجه مهم در بر دارد، از جمله یک وسیله مهم برای توزیع مولکول ها در داخل غشاء پلاسمایی فراهم می کند. به علاوه آسیب جزئی به غشاء را می توان ترمیم کرد، زیرا فسفولیپید ها تمایل دارند در اطراف جایگاه های آسیب دیده مجددا˝ جمع شوند و آن ها را نزدیک هم درز بگیرند. خاصیت مایع گونه لیپید دو طبقه هم چنین غشا ء را قادر می سازد که با یکدیگر ترکیب شوند.

برخی از مولکول های پروتئینی موسوم به پروتئین های سراسری (انتگرال) یا درونی در عمق لیپید دو طبقه نفوذ می کنند و در برخی از مواد از یک سطح تا سطح دیگر گسترش یافته اند 

در حالی که پروتئین های دیگر را پروتئین های محیطی یا خارجی می خوانند که یا به سطح داخلی یا به سطح خارجی لیپید دو طبقه متصل هستند. پروتئین های سراسری ( انتگرال ) شامل بخش هایی هستند که از اسید های آمینه با گروه های R آب گریز ساخته شده اند و بخش های دیگری از اسید های آمینه با گروه های R آب دوست ترکیب یافته اند. بخش های آب گریز آنها در داخل بخش آب گریز غشاء قرار گرفته و بخش های آب دوست آنها در سطح داخلی یا خارجی غشاء یا کانال های خطی در عرض غشاء جای دارند. پروتئین های محیطی معمولا˝ با پروتئین های سراسری (انتگرال ) اتصال دارند. پروتئین های غشاء شامل نشان گذارها یا حامل ها می باشند. توانایی پروتئین های غشاء برای اجرای وظایف معمول بستگی به شکل سه بعدی آن ها و ویژگی های شیمیایی آن ها دارد.

مولکول های نشان گذار (marker )

مولکول های نشان گذار ، مولکول های سطح سلول هستند که امکان شناسایی یکدیگر یا سایر مولکول ها را می دهند . آن ها اکثرا˝ گلیکوپروتئین (پروتئین های متصل به کربوهیدرات ) یا گلیکولیپید ( لیپید های متصل به کربوهیدرات ) هستند.  بخش های پروتئینی گلیکوپروتئین ها ممکن است از نوع پروتئین های انتگرال یا محیطی باشند  ( شکل  4 -3).

نمونه هایی از آن ها شامل شناسایی اووسیت توسط سلول اسپرم و توانایی سیستم ایمنی برای تشخیص بین سلول های خودی و سلول های خارجی مثل باکتری، یا سلول های بیگانه در یک عضو پیوندی می باشند. ارتباط بین سلولی و شناسایی دارای اهمیت هستند زیرا سلول ها موجودات مجزا نیستند و آن ها باید برای اطمینان از عملکرد طبیعی بدن با یکدیگر کار کنند .

جایگاه های اتصال

پروتئین های متصل به غشاء هم چون انتگرین ها، به عنوان جایگاه های اتصال عمل می کنند که توسط آن ها سلول ها با سایر سلول ها یا با مولکول های خارج سلولی پیوند حاصل می کنند  ( شکل 5  -3).

این پروتئین های غشاء  با  مولکول های  درون سلولی نیز  متصل  می شوند. انتگرین ها  به  صورت  جفت های  دوگانه پروتئین هایسرتاسری عمل می کنند که هم با مولکول های درون  سلولی و هم  با  مولکول های  خارج  سلولی  به تعامل می پردازند .

پروتئین های کانالی

پروتئین های کانالی یک یا چند پروتئین سرتاسری هستند که طوری نظم یافته اند که یک کانال باریک را در عرض غشاء پلاسمایی تشکیل می دهند  (6 -3). بخش های آب گریز پروتئین ها در طرف خارج، به طرف بخش آب گریز غشاء پلاسمایی قرار دارند و بخش های آب دوست پروتئین رو به طرف داخل قرار داشته و کانال راپوشش دار می کنند. برخی از مولکول ها یا یون ها با شکل، اندازه و بار الکتریکی قابل قبول می توانند از کانال عبور نمایند. بارهای الکتریکی بخش آب دوست کانال پروتئینی تعیین کننده انواع یون هایی است که می توانند از کانال عبور نمایند.

برخی از کانال های پروتئینی، موسوم به کانال های یونی بدون دریچه، همیشه باز بوده و در هنگام استراحت غشاء پلاسمایی مسئول نفوذپذیری غشاء به یون ها می باشند. سایر کانال ها ممکن است باز یا بسته باشند. برخی از کانال های پروتئینی در پاسخ به لیگاندها باز می شوند. لیگاندها مولکول های کوچکی هستند که با پروتئین ها یا گلیکوپروتئین ها پیوند برقرار می کنند. این کانال ها را کانال یونی وابسته به لیگاند می گویند. سایر کانال های پروتئینی هنگامی که تغییری در بار الکتریکی غشاء پلاسمایی به وجود بیاید باز می شوند. این دسته را کانال های یونی وابسته به ولتاژ می خوانند.

نظر دادن

از پر شدن تمامی موارد الزامی ستاره‌دار (*) اطمینان حاصل کنید. کد HTML مجاز نیست.

Back to top
ردیاب آنلاین خودرو ردیاب خودرو