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.

ادامه مطلب...

ساختار و عملکرد سلول (بخش دوم) مکانسیم های انتشار و انتقال

مولکول های گیرنده

مولکول های گیرنده پروتئین هایی در غشاء پلاسمایی هستند که دارای یک جایگاه گیرنده روی سطح خارجی سلول می باشند که می تواند با مولکول های لیگاند خاصی، متصل شود. برخی از گیرنده های غشاء بخشی از کانال های لیگاندی هستند.

ادامه مطلب...

ساختار و عملکرد سلول (بخش سوم) اندامک ها

اندوسیتوز و اگزوسیتوز

اندوسیتوز، یا به داخل آوردن مواد، شامل فاگوسیتوز و پینوسیتوز بوده و به جذب توده ای مواد توسط غشاء پلاسمایی به وسیله تشکیل وزیکول گفته می شود. وزیکول کیسه ای متصل به غشاء است که در داخل سیتوپلاسم سلول وجود دارد. بخشی از غشاء پلاسمایی اطراف یک ذره یا قطره کوچک را فراگرفته و طوری با آن ترکیب می شوند که ذره یا قطره توسط غشاء پوشانده می شود. این بخش از غشاء سپس کنده شده به طوری که ذره یا قطره احاطه شده به وسیله غشاء در داخل سیتوپلاسم سلول وارد می شود و در عین حال غشاء پلاسمایی دست نخورده باقی می ماند.

فاگوسیتوز از نظر معنی یعنی خوردن سلول، و نوعی از اندوسیتوز است که در آن ذرات جامد هضم شده و وزیکول های فاگوسیتی تشکیل می شود. سلول های سفید خون و برخی از انواع دیگر سلول، باکتری ها، ضایعات سلولی و ذرات خارجی را فاگوسیته می کنند. از این رو، فاگوسیتوز برای حذف مواد خطرناک از بدن مهم است.

پینوسیتوز از نظر معنی یعنی نوشیدن سلول، و فرق آن با فاگوسیتوز در این است که وزیکول های کوچک تر تشکیل شده و آن ها محتوی مولکول هایی هستند که در مایع محلول می باشند. پینوسیتوز اغلب وزیکول ها را نزدیک لبه های برگشته به طرف داخل غشاء پلاسمایی تشکیل می دهد. این نوع انتقال پدیده رایج در انواع مختلف سلول های کلیوی، سلول های اپی تلیال روده کوچک، سلول های کبدی و سلول هایی است که رویه سطحی مویرگ ها را می سازند.

اندوسیتوز ممکن است اختصاصی باشد. برای مثال، سلول هایی که باکتری ها و بافت مرده را فاگوسیته می کنند، سلول های سالم را فاگوسیته نمی کنند. شاید غشاء پلاسمایی دارای مولکول های گیرنده اختصاصی است که مواد خاصی را شناسایی کرده و به آن ها اجازه می دهند توسط فاگوسیتوز یا پینوسیتوز به داخل سلول منتقل شوند. این فرایند را اندوسیتوز با واسطه گیرنده می گویند و جایگاه های گیرنده تنها با مولکول های خاصی ترکیب می شوند. این مکانیزم سرعت اخذ مواد اختصاصی توسط سلول ها را افزایش می دهد. کلسترول و عوامل رشد نمونه هایی از مولکول هایی هستند که توسط مکانیزم اندوسیتوز با واسطه گیرنده به درون سلول جذب می شوند. هر دو فرایند فاگوسیتوز و پینوسیتوز مستلزم انرژی ATP باشند و به همین دلیل فرایندهای فعال هستند. البته، چون این مکانیزم ها در بر گیرنده حرکت توده ای از مواد به اطراف داخل سلول می باشند، اختصاصی بودن و اشباع را که علامت انتقال فعال می باشد چنان واجد نیستند.

در بعضی از سلول ها، ترشحات در درون وزیکول ها تجمع می یابند. سپس این وزیکول های ترشحی به سوی غشاء پلاسمایی حرکت می کنند و در آن جا با غشاء پلاسمایی ترکیب می شوند و محتوی خود را از سلولی به خارج دفع می کنند. این فرایند را اگزوسیتوز می خوانند. ترشح آنزیم های گوارشی  به وسیله پانکراس ،  مخاط به وسیله غده های بزاقی و شیر به وسیله غده های پستان نمونه هایی از اگزوسیتوز می باشند. از بعضی جهات این فرایند با اگزوسیتوز و پینوسیتوز مشابه است، اما در جهت مخالف روی می دهد.  این مکانیزم را بر اساس انواع مختلف مولکول هایی که در عرض غشاء پلاسمایی انتقال می یابند به طور خلاصه ارائه کرده و مورد مقایسه قرار داده است.

اندوسیتوز و اگزوسیتوز

سیتوپلاسم

سیتوپلاسم شامل کلیه مواد سلولی خارج از هسته اما در داخل غشاء پلاسمایی می باشد، نیمی از آن سیتوزول و نیمی دیگر آن اندامک ها می باشند.

سیتوزول

سیتوزول شامل بخش مایع، سیتواسکلتون و انکلوزینهای سیتوپلاسم می باشد. بخش مایع سیتوزول محلولی است که محتوی یون ها و مولکول های محلول کولوئید دارای مولکول های معلق به ویژه پروتئین ها می باشد. بسیاری از این پروتئین ها آنزیم هایی هستند که تجزیه مولکول ها برای آزاد سازی انرژی یا سنتز قند ها، اسید های چرب، نوکلئوتید ها، اسیدهای آمینه و سایر مولکول ها را کاتالیز می کنند.

لیپو کروم ها مواد رنگی هستند

سیتواسکلتون نقش داربست سلول را بر عهده دارد و هسته و اندامک ها را در جای خودشان حفظ می کند. هم چنین مسئول حرکات سلول است، مثل تغییر در شکل سلول یا حرکت اندامک های سلول. سیتواسکلتون در برگیرنده ی سه گروه از پروتئین ها می باشد : میکروتوبول ها، فیلامان های اکتین و فیلامان های متوسط.

میکروتوبول ها لوله های توخالی هستند که عمدتا˝ از واحد های پروتئینی موسوم به توبولین ساخته شده اند. قطر میکروتوبول ها در حدود 25 نانومتر است و ضخامت دیواره های آن پنج نانومتر می باشد. طول میکروتوبول ها متفاوت است، اما معمولا˝ به چند میکرومتر می رسد. میکروتوبول ها نقش های مختلفی را در داخل سلول ها ایفا می کنند. آن ها در فرایند تقسیم سلولی، انتقال مواد در داخل سلول و تشکیل اندامک های ضروری خاصی در سلول، نظیر سانتریول ها، تارهای دوکی، مژک ها، و تاژک ها مشارکت دارند.

فیلامان های اکتین یا میکروفیلامان ها تارهای کوچکی با قطر تقریبی هشت نانومتر هستند که دستجات، صفحات یا شبکه هایی را در سیتوپلاسم سلول تشکیل می دهند. این فلامان ها دارای ظاهری شبیه شبکه تار عنکبوتی در درون سلول می باشند. فیلامان های اکتین ساختار سیتوپلاسم را تقویت کرده و حمایت مکانیکی لازم برای فرایند میکروویلی را فراهم می کند. فیلامان های اکتین غشاء پلاسمایی را تقویت کرده و شکل سلول را معین می کنند. تغییر در شکل سلول شامل تجزیه و بنای مجدد فیلامان های اکتین می باشد. این تغییرات شکل به برخی از سلول ها اجازه می دهد که در اطراف به حرکت بپردازند. سلول های عضلانی دارای تعداد زیادی از فیلامان های بسیار سازمان یافته اکتین هستند که مسئول قابلیت های انقباضی عضله می باشند.

فیلامان های متوسط تارهای پروتئینی هستند که تقریبا˝ ده نانومتر قطر دارند. آن ها تامین کننده قدرت مکانیکی سلول هستند. برای مثال فیلامان های متوسط از گسترش سلول های عصبی که دارای قطر بسیار کم ولی تا یک متر طول می باشند حمایت می کنند.

انکلوزیون های سیتوپلاسمی

سیتوزول در بردارنده ی انکلوزیون های سیتوپلاسمی نیز می باشد که شامل تجمعات مواد شیمیایی تولید شده توسط سلول یا جذب شده به وسیله آن می باشند. برای مثال ذرات چربی یا گرانول های گلیکوژن مولکول های سرشار از انرژی ذخیره می کنند؛ هموگلوبین در سلول های قرمز خون اکسیژن را حمل می کند؛ ملانین یک ماده رنگی که مسئول رنگ پوست، مو و چشمان است؛ و لیپو کروم ها مواد رنگی هستند که با افزایش سن مقدار آن ها زیاد می شود. گرد و خاک، مواد معدنی و رنگ ها نیز می توانند در سیتوپلاسم جمع شوند.

اندامک ها

اندامک ها ساختارهای کوچکی در درون سلول ها هستند که برای اعمال خاصی نظیر ساخت پروتئین ها یا تولید ATP طراحی شده اند. اندامک ها را می توان به صورت کارگاه های جداگانه ای در داخل سلول در نظر گرفت که هر کدام مسئول انجام وظیفه ی ویژه ای می باشند. اکثر اندامک ها و البته نه همه آن ها دارای غشاء هایی هستند که با غشاء پلاسمایی مشابه هستند. غشاء ها قسمت داخلی اندامک ها را از بقیه سیتوپلاسم جدا می کنند که یک بخش مستقل در داخل سلول با آنزیم های خاص خودشان به وجود می آورند و می توانند واکنش های شیمیایی منحصر به فرد خود را انجام دهند. هسته مثالی از یک اندامک می باشد.

تعداد و نوع اندامک های سیتوپلاسمی در درون هر سلول وابسته به ساختار و عملکرد اختصاصی سلول می باشد. سلول هایی که مقادیر فراوانی از پروتئین را ترشح می کنند، دارای اندامک های تکامل یافته ای هستند که پروتئین را سنتز و ترشح می کنند، در حالی که سلول هایی که به طور فعال موادی نظیر یون های سدیم را از عرض غشاء پلاسمایی خود انتقال می دهند دارای اندامک های بسیار تکامل یافته هستند که ATP را تولید می کنند. بخش های بعدی ساختار و عملکرد های اصلی اندامک های سیتوپلاسمی موجود در سلول ها را مورد بحث قرار می دهد.

سانتریول ها و تارهای دوکی

سانتروزوم، یک منطقه اختصاصی در سیتوپلاسم نزدیک هسته است که مرکز تشکیل میکروتوبول ها می باشد. سانتروزوم شامل دو سانتریول است. هر سانتریول یک اندامک استوانه ای کوچک است که تقریبا˝ 5/0 -  3/0 میکرومتر طول و 15/0 میکرومتر قطر داشته و دو سانتریول به طور طبیعی در داخل سانتروزوم عمود بر هم دیگر قرار دارند. دیواره سانترویل از 9 واحد موازی که از نظر طولی با هم مساوی هستند و به آن ها سه گانه هم گفته می شود ساخته شده است. هر واحد شامل سه میکروتوبول موازی است که به یکدیگر متصل هستند. به نظر می رسد که میکروتوبول ها بر توزیع فیلامان های اکتین و متوسط تاثیر می گذارند. سانتروزوم از طریق کنترل بر تشکیل میکروتوبول در تعیین شکل  حرکت سلول مشارکت نزدیکی دارد. میکروتوبول های گسترش یافته از سانتروزوم ها بسیار پویا بوده و به طور پیوسته رشد کرده و چروکیده می شوند.

قبل از تقسیم سلولی دو سانتریول وجود دارد، سانتروزوم به دو قسمت تقسیم می شود و هر سانتروزوم با دو سانتریول به طرف یکی از دو سر سلول حرکت می کند. میکروتوبول هایی موسوم به تارهای دوکی در همه جهات از سانتروزوم خارج می شوند. این میکروتوبول ها حتی بسیار سریع تر از سلول های تقسیم نشده رشد می کنند. اگر انتهای گسترش یافته تار دوکی با کینه توکور، یک منطقه اختصاصی که روی کروموزوم قرار دارد تماس پیدا کند، تار دوکی به کینه توکور متصل شده و رشد آن متوقف می شود. نهایتا˝ تارهای دوکی هر سانتروزوم با کینه توکورهای همه کروموزوم ها پیوند بر قرار می کنند. در هنگام تقسیم سلولی، میکروتوبول ها حرکت کروموزوم ها را به طرف دو سانتروزوم تسهیل می کنند ( به بخش تقسیم سلولی رجوع کنید ) .

مژک و تاژک

مژک ها ضمائمی هستند که از سطح سلول ها خارج شده و می توانند حرکت نمایند. آن ها معمولا˝ به یک سطح از سلول مشخص محدود بوده و از نظر تعداد در هر سلول بین یک تا هزاران عدد می باشند. شکل مژک ها استوانه ای است تقریبا˝ 10 میکرومتر طول و 2/0 میکرومتر قطر داشته و ساقه آن در غشاء پلاسمایی فرو رفته است. دو میکروتوبول در مرکز قرار دارد و 9 جفت میکروتوبول محیطی با هم ترکیب شده اند و نظم موسوم به 2+9 تشکیل شده که از پایه تا نوک هر مژک گسترش یافته است.

حرکت میکروتوبول به صورت پشت سر هم فرایندی است که مستلزم انرژی ATP است و مسئول حرکت مژک می باشد. بازو های دینئین، پروتئین های متصل به میکروتوبول های دوگانه مجاور، آن ها را پشت سر هم تحت فشار قرار می دهد. قسمت پایه (سانتریول تغییر شکل یافته ) در سیتوپلاسم و در پایه مژک قرار گرفته است. مژک ها در قسمت سلول های سطحی که مجرای تنفسی را مفروش می کنند و نیز مجرای تولید مثل زنان بسیار زیادند. در این مناطق مژک ها به صورت هماهنگ حرکت می کنند و در یک جهت نیرو را وارد می کنند و در جهت مخالف، ضربه بازگشت به حالت اولیه را اجرا می کنند. حرکت آن ها مواد را روی سطح سلول ها به حرکت وا می دارد. برای مثال مژک های نای، مخاط احاطه کننده ذرات گرد و غبار را به طرف بالا و خارج از ریه ها می فرستد. این عمل به تمیز کردن ریه ها از ضایعات کمک می کند.

فلاجلا یا تاژک ها دارای ساختار مشابهی با مژکها هستند اما طویل تر بوده ( 55 میکرومتر) و معمولا˝ در هرسلول اسپرم تنها یکی از آن ها وجود دارد. علاوه بر این در حالی که مژک ها ذرات کوچک را از سطح سلولی خارج می کنند فلاجلا خود سلول را حرکت می دهد. برای مثال هر سلول اسپرم توسط یک فلاجلوم به جلو رانده می شود. بر خلاف مژک ها که دارای ضربه نیرو و ضربه بازیافت هستند فلاجلا با شیوه موج مانند حرکت می کند.

سیتوپلاسم و اندامک های سلول

میکروویلی

میکروویلی گسترش های استوانه ای شکل غشاء پلاسمایی هستند که تقریبا˝ 1-5/0 میکرومتر طول و 90 نانومتر قطر دارند. به طور طبیعی روی هر سلول، میکروویلی زیادی قرار دارد و آن ها برای افزایش قسمت سلول عمل می کنند. دانشجویان به هنگام تماشای عکس ها ممکن است میکروویلی را با مژک اشتباه کنند. البته میکروویلی فقط یک دهم تا یک بیستم اندازه مژک را دارد. میکروویلی را تنها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی می توان مشاهده کرد، در حالی که مژک را می توان با استفاده از میکروسکوپ نوری دید. میکروویلی حرکت نمی کند و به وسیله ی فیلامان های اکتین، نه میکروتوبول ها نگهداری می شوند. میکروویلی در روده کوچک، کلیه و سایر قسمت هایی که در آن ها عمل جذب وظیفه مهمی به شمار می رود وجود دارد. در بخش های خاصی در بدن میکروویلی برای اجرای وظیفه به عنوان گیرنده های حسی تا حد زیادی دچار تحول شده اند. برای مثال میکروویلی های دراز در سلول های مو در بخش گوش میانی نسبت به صدا واکنش نشان می دهند.

ریبوزوم ها

ریبوزوم ها جایگاه های سنتز پروتئین هستند. هر ریبوزوم از واحد های بزرگ و کوچک تر تشکیل شده اند. زیر واحد های ریبوزومی که در برگیرنده ی RNA ریبوزومی (rRNA) و پروتئین ها هستند به طور جداگانه در هستک هسته تولید می شوند. سپس زیر واحد های ریبوزومی به طرف سوراخ های ریز هسته ای در درون سیتوپلاسم حرکت کرده و در آن جا آن ها برای تشکیل ریبوزوم عملکردی در خلال سنتز پروتئین با هم ترکیب می شوند. ریبوزوم ها یا به صورت آزاد در داخل سیتوپلاسم وجود دارند یا با غشایی پیوستگی دارند که به آن ها رتیکوم اندوپلاسمیک می گویند. ریبوزوم های آزاد عمدتا˝ساخت پروتئین های مورد استفاده در داخل سلول را بر عهده دارند در حالی که ریبوزوم های رتیکولوم اندوپلاسمیک می توانند پروتئین هایی تولید کنند که از سلول ترشح می شوند.

رتیوکولوم اندوپلاسمیک                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

غشاء خارجی هسته با مجموعه ای از غشاء های توزیع شده در سر تا سر سلول پیوستگی دارد که به آن ها رتیکولوم اندوپلاسمیک می گویند ( یعنی شبکه داخلی سیتوپلاسم ). رتیکولوم اندوپلاسمیک در بردارنده ی کیسه ها و توبول های گسترده، پهن و دارای ارتباط درونی می باشد. فضاهای داخل این کیسه ها و توبول ها را سیسترنا می خوانند و از بقیه قسمت های سیتوپلاسم مجزا می باشند.

رتیکولوم اندوپلاسمیک دانه دار با ریبوزوم ها متصل می باشد. ریبوزوم های رتیکولوم اندوپلاسمیک دانه دار جایگاه هایی هستند که پروتئین ها را تولید می کنند و برای عمل ترشح و برای کاربرد داخلی متحول شده اند. مقدار و ترکیب رتیکولوم اندوپلاسمیک در داخل سیتوپلاسم بستگی به نوع و وظیفه سلول دارد. سلول هایی که مقدار فراوانی رتیکولوم اندوپلاسمیک دانه دار دارند مقادیر زیادی پروتئین می سازند که برای استفاده به خارج از سلول ترشح می شوند.

رتیکولوم اندوپلاسمیک صاف که فاقد ریبوزوم می باشد لیپیدهایی نظیر فسفولیپید ها، کلسترول، هورمون های استروئید و کربوهیدرات هایی مثل گلیکوژن را می سازد. بسیاری از فسفولیپید های تولید شده در رتیکولوم اندوپلاسمیک صاف در تشکیل وزیکول های داخل سلول کمک می کنند و در غشاء پلاسمایی نیز مشارکت دارند. سلول هایی که مقادیر فراوان لیپید می سازند مملو از رتیکولوم اندوپلاسمیک صاف می باشند. آنزیم های مورد نیاز برای سنتز لیپید ها به غشاء رتیکولوم اندوپلاسمیک صاف پیوستگی دارند. رتیکولوم اندوپلاسمیک صاف در فرایند های نابود سازی سموم نیز شرکت دارند، که از طریق آن آنزیم ها برای تغییر ساختار مواد شیمیایی و داروها عمل کرده و حالت سمی آن ها کاهش می یابد. رتیکولوم اندوپلاسمیک صاف عضله اسکلتی، یون های کلسیم را در خود ذخیره می سازد که در انقباض عضله عمل می کند.

دستگاه گلژی

از کیسه های غشاء دار پهنی تشکیل شده که شامل سیسترنا می باشند و روی یکدیگر مثل بشقاب های غذا چیده شده اند. دستگاه گلژی را می توان به عنوان یک مرکز بسته بندی و توزیع تصور کرد زیرا آن پروتئین ها و لیپید های ساخته شده به وسیله رتیکولوم اندوپلاسمیک دانه دار و صاف را تغییر، بسته بندی و توزیع می کند. پروتئین های تولید شده در ریبوزوم های رتیکولوم اندوپلاسمیک دانه دار وارد رتیکولوم اندوپلاسمیک شده و سپس به وسیله وزیکول یا کیسه کوچک که از غشاء رتیکولوم اندوپلاسمیک تشکیل شده است احاطه می شود. این وزیکول که آن را وزیکول حمل و نقل می خوانند به طرف دستگاه گلژی حرکت کرده و با غشاء آن ترکیب می شود و پروتئین را درون سیسترنا آن تخلیه می کند. دستگاه گلژی به وسیله سنتز و  اتصال مولکول های کربوهیدرات به پروتئین ها برای تشکیل گلیکوپروتئین ها و یا اتصال لیپید ها به پروتئین ها برای تشکیل لیپوپروتئین ها، پروتئین ها را تغلیظ و در برخی موارد از نظر شیمیایی تغییر می دهد. سپس پروتئین ها در داخل وزیکول ها بسته بندی می شود و از حاشیه های دستگاه گلژی جدا گشته و در جاهای مختلف توزیع می گردند. برخی از وزیکول ها پروتئین ها را به طرف غشاء پلاسمایی حمل می کنند که در آن جا پروتئین ها به وسیله فرایند اگزوسیتوز از سلول خارج می شوند؛ سایر وزیکول ها محتوی آنزیم هایی هستند که در داخل سلول استفاده می شوند. دستگاه گلژی در سلول هایی که مقادیر زیادی پروتئین یا گلیکوپروتئین ترشح می کنند نظیر سلول های غدد بزاقی و پانکراس بسیار بیشتر و تکامل یافته تر هستند.

وزیکول های ترشحی

وزیکول های ترشحی دارای غشاء، که از دستگاه گلژی جدا می شوند به طرف سطح سلول حرکت می کنند و غشاء آن ها با غشاء پلاسمایی ترکیب شده و محتویات وزیکول به وسیله اگزوسیتوز به خارج از غشاء پلاسمایی فرستاده می شود. سپس غشاء وزیکول در درون غشاء پلاسمایی حل می شود. وزیکول های ترشحی در بسیاری از سلول ها به وفور وجود دارند اما تا موقعی که یک پیام به سلول نرسد محتویات خود را به طرف خارج از سلول تخلیه نمی کنند. برای مثال، وزیکول های ترشحی که محتوی هورمون انسولین هستند تا موقعی که غلظت گلوکز در خون افزایش پیدا کند و به صورت یک سیگنال برای ترشح انسولین از سلول ها عمل نماید محتویات خود را آزاد نمی کنند.

لیزوزوم ها

لیزوزوم ها وزیکول های متصل به غشایی هستند که از دستگاه گلژی کنده می شوند. آن ها محتوی انواع آنزیم های هیدرولیتیک هستند که به صورت سیستم های گوارشی درون سلولی عمل می کنند. وزیکول ها با لیزوزوم ها به شکل یک وزیکول ترکیب می شوند و مواد خارجی فاگوسیته را در معرض آنزیم های هیدرولیتیک قرار می دهند. آنزیم های مختلف درون لیزوزوم ها می توانند اسیدهای نوکلئیک، پروتئین ها، پلی ساکاریدها و لیپیدها را هضم نمایند. بعضی از سلول های سفید خون دارای تعداد زیادی لیزوزوم هستند که محتوی آنزیم برای گوارش باکتری های فاگوسیته می باشند. لیزوزوم ها اندامک های گوارشی سلول نیز هستند که در فرایند موسوم به اتوفاژیا ( خودخوری) دخالت دارند. علاوه بر این هنگامی که بافت ها آسیب می بینند، لیزوزوم های آسیب دیده در داخل سلول آنزیم های خود را رها می کنند که هم سلول های آسیب دیده و هم سلول های سالم را می بلعند. در سایر سلول ها، لیزوزوم ها به طرف غشاء پلاسمایی حرکت کرده و آنزیم های آن ها به وسیله فرایند اگزوسیتوز به خارج ترشح می شوند. برای مثال، فرایند طبیعی دوباره سازی استخوان شامل تجزیه بافت استخوانی به وسیله سلول های اختصاصی استخوان می باشد. آنزیم های مسئول برای این تغییرات، از لیزوزوم های تولید شده به وسیله آن سلول ها به درون مایع خارج سلولی رها می شوند.

پروکسی زوم ها

پروکسی زوم ها، وزیکول های دارای غشایی هستند که از لیزوزوم ها کوچک ترند. آن ها محتوی آنزیم هایی هستند که اسید های چرب و اسید های آمینه را تجزیه می کنند. پروکساید هیدروژن ( ) که برای سلول سمی است، محصول فرعی این تجزیه است. پروکسی زوم ها دارای آنزیم کاتالاز نیز هستند که پروکسید هیدروژن را به آب و اکسیژن تجزیه می کنند. سلول هایی که در فرایند مقابله با سموم فعال هستند نظیر سلول های کبدی و کلیوی پروکسی زوم های بسیار زیادی دارند.

پروتئازوم ها

پروتئازوم ها محتوی مجموعه های پروتئینی بزرگی هستند که شامل چند آنزیم برای تجزیه و چرخه مجدد پروتئین ها در داخل سلول می باشند. پروتئازوم ها دارای غشاء نیستند، آن ها ساختارهایی شبیه تونل دارند که با کمپلکس کانال های پروتئینی مشابه می باشند؛ سطوح داخلی تونل مناطق آنزیمی دارد که پروتئین ها را تجزیه می کنند. زیر واحد های پروتئینی کوچک تر نزدیک به انتهای تونل قرار دارند و گوارش پروتئین های جذب شده را تنظیم می کنند.

میتوکندری

میتوکندری انرژی مورد نیاز سلول را تامین می کند. در نتیجه به آن ها غالبا˝ نیروگاه برق سلول می گویند. میتوکندری معمولا˝ ساختاری کوچک و میله مانند دارد.

در سلول های زنده فتومیکروگرافی آشکار ساخت که میتوکندری به طور پیوسته از شکل کروی به میله ای تغییر شکل داده یا حتی هم چون نخ باریک و دراز می شود. میتوکندری ها جایگاه های اصلی تولید ATP هستند که منبع عمده انرژی برای اکثر واکنش های شیمیایی انرژی خواه در داخل سلول می باشد. هر میتوکندری دارای  یک غشاء خارجی و داخلی است که به وسیله یک فضای بین غشایی از هم جدا شده اند. غشاء خارجی دارای سطح صاف می باشد اما غشاء داخلی چین خوردگی های بیش تری دارد که به آن ها کریستا می گویند، کریستا زوائدی هم چون قفسه های کتابخانه هستند که در درون میتوکندری قرار گرفته اند.

مجموعه پیچیده آنزیم های میتوکندری دو سیستم آنزیمی اصلی را تشکیل می دهند که مسئول متابولیسم اکسایشی و سنتز اکثر ATP می باشند. آنزیم های سیکل اسید سیتریک (یاکربس) در ماتریکس وجود دارند که عبارت از ماده قرار گرفته در فضای تشکیل شده به وسیله غشاء درونی می باشد. آنزیم های زنجیر انتقال الکترون در قسمت غشاء داخلی به وفور یافت می شوند. سلول هایی که نیاز به انرژی بیشتر دارند دارای میتوکندری بیشتر با کریستا زیادتر نسبت به سلول هایی هستند که انرژی کم تری می خواهند. در داخل سیتوپلاسم یک سلول، میتوکندری ها در قسمتی که ATP استفاده می شود بسیار زیاد هستند. برای مثال میتوکندری ها در سلول هایی که انتقال فعال را انجام می دهند بی شمار بوده و در قسمت نزدیک به غشاء که انتقال فعال در آن جا انجام می گیرد قرار دارند. افزایش تعداد میتوکندری در نتیجه تقسیم میتوکندری هایی که از قبل وجود داشته اند انجام می شود. هنگامی که عضلات در اثر ورزش بزرگ می شوند، تعداد میتوکندری ها در داخل سلول های عضله برای تامین ATP بیشتر که مورد نیاز انقباض می باشد افزایش می یابند.

اطلاعات لازم برای ساخت برخی از پروتئین های میتوکندری در DNA ذخیره شده که این DNA در داخل خود میتوکندری وجود دارند و آن پروتئین ها بر روی ریبوزوم های موجود در داخل میتوکندری ها ساخته می شوند. ساختار بسیاری از پروتئین های دیگر میتوکندری توسط DNA هسته معین می شود و این پروتئین ها بر روی ریبوزوم های موجود در داخل سیتوپلاسم ساخته می شوند و سپس به درون میتوکندری منتقل می گردند. DNA  میتوکندری ها و ریبوزوم های میتوکندری ها از آن هایی که در درون هسته و سیتوپلاسم سلول قرار دارند بسیار متفاوت می باشند. DNA  میتوکندری شامل دایره بسته ای از تقریبا˝ 16500 باز مضاعف که برای 36 ژن رمزگذاری  شده در حالی که نردبان های باز DNA هسته ای از سه میلیارد باز مضاعف که برای سی هزار ژن رمزگذاری شده تشکیل شده است. علاوه بر این DNA  میتوکندری برخلاف DNA هسته ای پروتئین های پیوسته به خود ندارند.

هسته

هسته که بیش تر اطلاعات ژنتیک سلول در آن نهفته است یک ساختار بزرگ و دارای غشاء می باشد که معمولا˝ در نزدیکی مرکز سلول قرار دارد. شکل آن بستگی به نوع سلول دارد و مکن است کروی، طویل یا پهن و گرد باشد. همه سلول های بدن در چرخه زندگی خود دارای هسته می باشند، هر چند برخی از سلول ها نظیر سلول قرمز خون ( که هم چنین اریتروسیت خوانده می شود ) هم چنان که تکامل می یابند هسته خود را از دست می دهند. سلول های دیگر مثل سلول های عضلات اسکلتی و برخی از سلول های استخوانی که به آن ها استئوکلاست می گویند بیش از یک هسته دارند. هسته محتوی نوکلئوپلاسم است که توسط پاکت هسته ای احاطه شده است.

این پاکت هسته ای از دو غشاء تشکیل شده که به وسیله یک فضا از هم جدا شده اند. بسیاری از نقاط سطحی پاکت هسته ای، غشاءهای داخلی و خارجی با یکدیگر جفت شده و یک ساختار منفذ مانندی را تشکیل داده اند که به آن منافذ هسته ای می گویند. مولکول ها از طریق این منافذ هسته ای بین هسته و سیتوپلاسم حرکت می کنند.

اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) و پروتئین های هم بسته با آن در سرتاسر هسته به صورت نردبان های نازکی که قطر تقریبی آن ها 4 تا 5 نانومتر می باشد پراکنده شده اند. پروتئین ها شامل هیستون ها و سایر پروتئین هایی هستند که در تنظیم عملکرد DNA نقش ایفا می کنند. نردبان های DNA و پروتئین ممکن است با رنگ هایی رنگ آمیزی شده باشند که به آن ها کروماتین می گویند (مواد رنگی). کروماتین در سرتا سر هسته توزیع شده است اما در برخی از قسمت ها غلیظ تر و نمایان تر از قسمت های دیگر است. کروماتین بسیار غلیظ تر ظاهرا˝ کم تر از کروماتین توزیع شده به صورت یکنواخت که رنگ روشن تری نیز دارد فعال می باشد. در هنگام تقسیم سلولی کروماتین برای تشکیل اجسام حلقه مانند متراکم تر به نام کروموزوم (یعنی اجسام رنگی ) تغلیظ می شود.

DNA  نهایتا˝ ساختار پروتئین ها را تعیین می کند. بسیاری از عناصر ساختاری سلول و همه آنزیم ها که اکثر واکنش های شیمیایی در سلول را تنظیم می کنند پروتئین هستند. از این رو DNA از طریق تعیین ساختار پروتیئن، در نهایت مشخصات ساختاری و عملکردی سلول را کنترل می کند. DNA   نمی تواند هسته سلول را ترک کند اما از طریق یک واسطه به نام اسیدریبونوکلئیک (RNA) که می تواند هسته را ترک کند وظایف خود را انجام می دهد.

DNA ساختار RNA پیام بر ( mRNA ) ، RNA ریبوزومی ( rRNA ) و RNA منتقل کننده ( tRNA ) را تعیین می کند. mRNA  از  طریق  منافذ هسته ای  به  درون  سیتوپلاسم  حرکت  کرده  و در  آن  جا  ساختار  پروتئین ها  را  مشخص  می کند.

از آنجایی که سنتز mRNA در درون هسته انجام می شود سلول ها بدون داشتن هسته تنها تا موقعی می توانند پروتئین را سنتز کنند که mRNA تولید شده قبل از نابودی هسته فعال باقی بماند. هسته سلول های تکامل یافته قرمز خون قبل از آن که سلول های قرمز خون وارد خون شوند از سلول ها خارج می شوند، در نتیجه آن ها بدون هسته تا 120 روز زنده می مانند. در حالی که بسیاری از سلول های دارای هسته نظیر سلول های عصبی و عضلات اسکلتی تا هنگامی که شخص به حیات خود ادامه می دهد زنده می مانند.

هستک بخشی از هسته است که تا حدی متراکم بوده و فاقد غشاء می باشد. معمولا˝ در هر هسته فقط یک هستک وجود دارد اما در برخی از هسته ها ممکن است چند هستک کوچک تر و فرعی نیز دیده شود که این امر در مراحل پایانی تقسیم سلول نمایان تر است. هستک در تشکیل 10 کروموزوم (5 جفت) موسوم به مناطق سازمان دهنده هستک مشارکت می کند. این مناطق محتوی DNA می باشند که از آن ها rRNA  تولید می شود. در داخل هستک زیر واحدهای ریبوزوم ها ساخته می شوند.

ادامه مطلب...

ساختار و عملکرد سلول (بخش چهارم) مروری بر متابولیسم سلول

مروری بر متابولیسم سلول

متابولیسم سلول عبارت از مجموع کلیه واکنش های کاتابولیک ( تجزیه ) و آنابولیک ( ساخت ) در سلول می باشد. تجزیه مولکول های غذایی نظیر کربوهیدرات ها، لیپید ها و پروتئین ها منجر به آزاد شدن انرژی می شود که برای ساخت ATP مورد استفاده قرار می گیرد. هر مولکول ATP محتوی مقداری انرژی است که در ابتدا در پیوند های شیمیایی مولکول های غذایی ذخیره شده بود. مولکول های ATP بسته های کوچک تر انرژی هستند که هنگامی که آزاد شوند می توانند برای به راه انداختن سایر واکنش های شیمیایی یا فرایند هایی نظیر انتقال فعال مورد استفاده قرار گیرند.

تولید ATP توسط مجموعه ای از واکنش های شیمیایی در سیتوزول و در داخل میتوکندری انجام می شود. انرژی مولکول های مواد غذایی به وسیله یک شیوه کنترل شده به ATP منتقل می شود. اگر انرژی مولکول های مواد غذایی به یک باره آزاد می شد سلول بی اغراق می سوخت. تجزیه گلوکز از قندی هم چون شکلات، برای نشان دادن تولید ATP از مولکول های مواد غذایی استفاده می شود. پس از آن که گلوکز به درون سلول منتقل شد یک سری واکنش در داخل سیتوزول به انجام می رسد. این واکنش های شیمیایی را مجموعا˝ گلیکولیز می خوانند که گلوکز را به اسید پیروویک تبدیل می کند. اسید پیروویک می تواند مسیر های بیوشیمیایی مختلفی را طی کند که بستگی به حضور اکسیژن دارد.

تنفس هوازی هنگامی انجام می شود که اکسیژن در دسترس باشد. مولکول های اسید پیروویک وارد میتوکندری شده و از طریق مجموعه واکنش های شیمیایی دیگری که مجموعا˝ چرخه اسید سیتریک و زنجیر انتقال الکترون خوانده می شوند به دی اکسید کربن و آب تبدیل می شوند. تنفس هوازی، از انرژی موجود در هر مولکول گلوکز، می تواند تا 38 مولکول ATP را تولید نماید.

چند نکته مهم در رابطه با تنفس هوازی را باید به خاطر سپرد. نخست آن که مقدار ATP تولید شده از طریق تنفس هوازی، برای حفظ واکنش های شیمیایی انرژی خواه در سلول های انسان مطلقا˝ ضروری است. دوم آن که تنفس هوازی به اکسیژن نیاز دارد زیرا آخرین واکنش شیمیایی که در تنفس هوازی رخ می دهد عبارت از ترکیب اکسیژن با هیدروژن جهت تشکیل آب می باشد. اگر این واکنش اتفاق نیفتد واکنش های پیش از آن روی نخواهد داد. این رویداد نشان می دهد که چرا تنفس اکسیژن برای ادامه زندگی ضروری است: بدون اکسیژن، تنفس هوازی قطع می شود و سلول ها نمی توانند برای ادامه زندگی به اندازه کافی ATP تولید کنند. نهایتا˝  در تنفس هوازی، اتم های کربن مولکول های غذا از یکدیگر جدا شده و دی اکسید کربن را تشکیل می دهند. بنابراین انسان ها دی اکسید کربن را از غذایی که خورده اند به وسیله تنفس به خارج می فرستند.

تنفس بی هوازی نیاز به حضور اکسیژن نداشته و شامل تبدیل اسید پیروویک به اسید لاکتیک است. به ازای هر مولکول گلوکز دو مولکول ATP دراین فرایند تولید می شود. تنفس بی هوازی نمی تواند به اندازه تنفس هوازی ATP تولید کند زیرا وقتی که سطح اکسیژن برای آن که تنفس هوازی همه ATP مورد نیاز را تامین کند خیلی کم باشد سلول ها نمی توانند برای مدت کوتاهی به عملکرد خود ادامه دهند. برای مثال در هنگام ورزش شدید، وقتی که تنفس هوازی از تامین اکسیژن ناتوان می شود تنفس بی هوازی می تواند چند ATP تامین کند.

سنتز پروتئین

ساختار و عملکرد طبیعی سلول بدون پروتئین ها غیر ممکن است، زیرا آن ها سیتواسکلتون و سایر عناصر ساختاری سلول ها را تشکیل داده و به عنوان مولکول های انتقالی،گیرنده ها و آنزیم ها عمل می کنند.

علاوه بر این، پروتئین های مترشحه از سلول ها وظایف حیاتی را بر عهده دارند: کلاژن یک پروتئین ساختاری است که انعطاف پذیری و قدرت بافت ها را تامین می کند، آنزیم ها، واکنش های شیمیایی هضم غذا در روده کوچک را کنترل می کنند و هورمون های پروتئینی فعالیت بسیاری از بافت ها را تنظیم می نمایند.

در نهایت، تولید همه پروتئین ها در بدن تحت کنترل DNA صورت می گیرد.  عناصر سازنده DNA عبارت از نوکلئوتید های دارای آدنین (A)، تیمین (T)، سیتوزین( C ) و گوانین  ( G ) می باشند. نوکلئوتیدها دو پایه آنتی پارالل نردبان شکل اسید های نوکلئیک را می سازند. واژه آنتی پارالل به این معناست که پایه های نردبان شکل موازی هستند اما در جهات متفاوت گسترش یافته اند. هر پایه دارای یک انتهای ʹ5 (فسفات) و یک انتهای ʹ3 (هیدروکسیل) می باشد. توالی قرار گرفتن نوکلئوتید ها در DNA، روشی برای ذخیره سازی اطلاعات می باشد. هر سه نوکلئوتید که به آن سه گانه می گویند، رمز یک اسید آمینه بوده، و اسید های آمینه عناصر سازنده پروتئین ها هستند. همه سه گانه های لازم برای رمز سنتز یک پروتئین خاص را ژن می گویند.

متابولیسم سلولی

تولید پروتئین ها از اطلاعات ذخیره در DNA شامل دو مرحله است: نسخه برداری و جابه جایی، که با یک تمثیل می توان آن را شرح داد. فرض کنید که یک آشپز دستورالعملی را می خواهد که فقط در کتاب مرجع موجود در کتابخانه وجود دارد و چون کتاب را نمی توان از آن جا خارج کرد، آشپز یک کپی دست نویس از دستورالعمل یا به عبارت دیگر نسخه برداری می کند. سپس در آشپزخانه اطلاعات موجود در دستورالعمل کپی شده برای تهیه غذا مورد استفاده قرار می گیرد. تغییرات انجام شده از یک شکل به شکل دیگر (از دستورالعمل به غذا) را جابه جایی یا تغییر جا می گویند. در این تمثیل، DNA همان کتاب مرجع است که دستورالعمل های زیادی برای ساخت پروتئین های گوناگون دارد. البته مولکول DNA آنقدر بزرگ است که نمی توان برای رفتن به طرف ریبوزوم ها (آشپزخانه) که پروتئین ها در آن جا ساخته می شوند از پاکت هسته ای عبور کند. همان طور که کتاب مرجع در کتابخانه همیشه اقامت دارد، DNA نیز در سلول باقی می ماند. از این رو، سلول به وسیله نسخه برداری یک کپی از اطلاعات DNA (دستورالعمل) که برای ساخت پروتئین های ویژه (غذا) ظروری است بر می­دارد. این نسخه که به آن RNA پیام بر (mRNA) می گویند، از هسته به طرف ریبوزوم ها حرکت می کند و در آن جا اطلاعات نسخه برای ساخت پروتئین استفاده می شود ( یعنی تغییر جا دادن). البته برای تبدیل یک دستورالعمل به صورت غذا، مواد واقعی باید وجود داشته باشند. مواد لازم برای سنتز پروتئین، اسید های آمینه هستند. مولکول های اختصاصی انتقال دهنده موسوم به RNA ناقل (tRNA)، اسید های آمینه را به ریبوزوم منتقل می کنند. به طور خلاصه، سنتز پروتئین ها شامل نسخه برداری، تهیه نسخه ای از بعضی از اطلاعات ذخیره شده در DNA و جابه جایی، یعنی تبدیل اطلاعات نسخه برداری شده به صورت پروتئین می باشد. جزئیات نسخه برداری و جابه جایی در ادامه بحث خواهند شد.

نسخه برداری   

نسخه برداری عبارت از سنتز mRNA بر اساس توالی نوکلئوتید ها در DNA می باشد. در این جریان، پایه های دو گانه نردبان مانند DNA از هم جدا شده و یکی از آن ها به عنوان یک قالب عمل می کند و نوکلئوتید های RNA با نوکلئوتید های DNA قالب جفت می شوند. نوکلئوتیدها مطابق با قانون ذیل با یکدیگر جفت می شوند : آدنین با تیمین یا اوراسیل جفت می شود و سیتوزین با گوانین جفت می شود. DNA دارای تیمین است ولی در RNA اوراسیل جای تیمین را می گیرد. در نتیجه نوکلئوتید های آدنین، تیمین، سیتوزین و گوانین DNA به ترتیب با اوراسیل آدنین، گوانین و سیتوزین mRNA جفت می شوند.

این ارتباط جفت شونده بین نوکلئوتید ها از نسخه برداری صحیح اطلاعات DNA توسط آنزیم های mRNA اطمینان ایجاد می کند. نوکلئوتید های RNA توسط واکنش های دهیدراسیون که توسط آنزیم های RNA پلیمراز کاتالیز می شوند، برای تشکیل بخش طویل RNA پیام بر، ترکیب می شوند. امتداد یافتن همه اسیدهای نوکلئوتید، هم DNAو هم RNA در جهت شیمیایی یک سان روی می دهد. از انتهای ʹ5 به طرف انتهای ʹ3 مولکول. مولکول RNA پیام بر یا پیک دارای اطلاعات لازم برای تعیین توالی اسیدهای آمینه در یک پروتئین می باشد. این اطلاعات که به آن رمزهای ژنتیک می گویند در گروه های نوکلئوتید سه گانه موسوم به کودون ها حمل می شود.

تعداد و توالی کودون ها در RNA پیک از طریق تعداد و توالی مجموعه نوکلئوتیدهای سه گانه در بخش هایی از DNA که نسخه برداری شده اند تعیین می شود. برای مثال رمز سه گانه CTA در DNA موجب کودون GAU در RNA پیک می شودکه رمز های متعلق به اسید اسپارتیک می باشد. هر کودون برای یک اسید آمینه خاص رمز دارد. 64 کودون احتمالی برای RNA پیک وجود دارد اما فقط 20 اسید آمینه سازنده پروتئین ها هستند. در نتیجه رمز ژنتیک بسیار زیاد است زیرا بیش از یک رمز کودون برای بعضی از اسید های آمینه وجود دارد. برای مثال CGA، CGG، CGT، CGC رمز های اسید آمینه آلانین وUUU، UAC هر دو رمز های فنیل آلانین می باشند. برخی از کودون ها رمزی برای اسید آمینه ندارند، اما وظایف دیگری را انجام می دهند.  AUG   و  گاهی  اوقات GUGبه عنوان سیگنال هایی برای شروع نسخه برداری از کشش DNA به RNA عمل می کند. سه کدون UAA، UGA و UAG به عنوان سیگنال هایی برای توقف نسخه برداری از DNA به RNAعمل می کنند.

بخشی از مولکول DNA بین کودون آغاز کننده نسخه برداری و کودون توقف نسخه برداری در داخل قطعه RNA نسخه برداری شده و به آن واحد نسخه برداری می گویند. واحد نسخه برداری رمز یک پروتئین یا بخشی از یک پروتئین است. اختصاصی وبسایت تربیت بدنی واحد نسخه برداری حتما˝ یک ژن نیست. ژن یک واحد عملی است و برخی از ژن های تنظیم کننده رمز پروتئین ها نسیتند. تعریف مولکولی یک ژن عبارت از همه توالی های اسیدنوکلئیک است که برای ساختن یک RNA عملی یا پروتئین ضروری است.

همه بخش های پیوسته DNA برای قسمت های یک پروتئین ممکن است رمز نداشته باشد. بخش هایی از DNA که برای بخش های پروتئین رمز دارند را اکسون می خوانند، در حالی که آن قسمت هایی از DNA که برای بخش های پروتئین رمز ندارند را اینترون می خوانند. هر دو بخش اکسون و اینترون DNA ممکن است در RNA پیک نسخه برداری شوند. یک RNA پیک دارای اینترون هایی است که به آن ها پیش RNA پیک می گویند. پس از آن که قطعه پیش RNA پیک نسخه برداری شد اینترون ها جدا شده و اکسون ها به وسیله مجموعه های آنزیمی به نام اسپلی سئوزوم با یکدیگر ترکیب می شوند تا RNA پیک فعال را ایجاد کنند.

این تغییرات در RNA پیک را پردازش پس از نسخه برداری می گویند.

همانند سازی dna

تغییر جا یا ترجمه  

سنتز یک پروتئین در ریبوزوم در پاسخ به کودون های RNA پیک را تغییر جا یا ترجمه می گویند. تغییر جا یا جابه جایی علاوه بر RNA پیک به ریبوزوم ها و RNA ناقل نیاز دارد. ریبوزوم ها شامل RNA ریبوزومی و پروتئین ها هستند. RNA  ناقل و RNA ریبوزومی هم چون RNA پیک در داخل هسته و به وسیله نسخه برداری تولید می شوند.

وظیفه RNA ناقل عبارت از همتاسازی یک اسید آمینه خاص با یک کودون اختصاصی RNAپیک می باشد. برای این که این جریان انجام شود یک سر هر نوع از RNA ناقل با یک اسید آمینه خاص ترکیب می شود. بخش دیگر RNA ناقل دارای آنتی کودون است که سه نوکلئوتید دارد. بر اساس ارتباطات جفت شونده بین نوکلئوتید ها آنتی کودون تنها می تواند با کودون همتای خودش ترکیب شود. برای مثال RNA ناقلی که با اسید اسپارتیک متصل می شود دارای آنتی کودون GAU رمز اسید اسپارتیک است.

ریبوزوم ها کودون های RNA پیک را با آنتی کودون های RNA ناقل مرتب می کنند و سپس اسید های آمینه مولکول های RNA ناقل مجاور را وصل می کنند. هم چنان که اسید های آمینه با یکدیگر وصل می شوند و زنجیری از اسیدهای آمینه یا یک پروتئین تشکیل می شود. 

بسیاری از پروتئین ها در ابتدای ساخت شان طویل تر از موقعی هستند که حالت عملکردی دارند. به این پروتئین ها پروپروتئین می گویند و برای آن که مولکول به شکل پروتئین فعال در بیاید قسمت اضافی آن توسط آنزیم ها قطع می شود. بسیاری از پروتئین ها آنزیم هستند و پروپروتئین های آن ها را پروآنزیم می گویند. اگر این پروآنزیم ها در داخل سلول به صورت آنزیم های عملکردی ساخته می شدند سلول های سازنده خود را از بین می برد. در عوض آن ها به صورت پروآنزیم ساخته می شوند و تا موقعی که به یک منطقه حفاظت شده ی بدن هم چون قسمت داخلی روده کوچک که در آن فعال می شوند نرسند به آنزیم های فعال تبدیل نمی شوند. برخی از پروتئین ها دارای زنجیره های جانبی هستند مثل پلی ساکارید ها، که پس از تغییر جا دادن به آن ها افزوده می شوند. برخی از پروتئین ها از دو یا چند زنجیره اسید آمینه تشکیل شده اند که پس از آن هر زنجیره روی ریبوزوم جداگانه ای تولید شد به هم وصل می شوند. این تغییرات مختلف در پروتئین ها را پردازش پس از تغییر جا می گویند.

پس از آن که قسمت اولیه RNA پیک توسط یک ریبوزوم استفاده شد؛ ریبوزوم دیگری می تواند با RNA پیک متصل شده و شروع به ساخت یک پروتئین کند. دسته ریبوزوم های متصل به RNA پیک را پلی ریبوزوم می خوانند. هر ریبوزوم در یک پلی ریبوزوم پروتئین مشخصی را تولید می کند و پلی ریبوزوم ها به یک طریق کارآمد برای استفاده از یک مولکول RNA پیک منفرد جهت تولید نسخه های زیاد از پروتئین مشابه می باشند.

تنظیم ساخت پروتئین

همه سلول های بدن به جز سلول های جنسی دارای DNA مشابه هستند. در هر حال، نسخه برداری RNA پیک در سلول ها تنظیم می شود، به طوری که همه بخش های کلیه مولکول های DNA به طور پیوسته نسخه برداری نمی شوند. پروتئین های همبسته با DNA در داخل هسته تنظیم نسخه برداری مشارکت دارند. هم چنان که سلول ها تفکیک می شوند و برای انجام وظایف خاص، در هنگام تکامل اختصاصی می شوند، بخشی از DNA غیر عملکردی شده و نسخه برداری نمی شوند، حال آن که سایر قسمت های DNA بسیار فعال باقی می ماند. برای مثال در اکثر سلول ها رمز گذاری DNA برای هموگلوبین غیر عملکردی است و مقدار کمی هموگلوبین سنتز می شود. البته در جریان تکامل سلول های قرمز خون، رمز گذاری DNA برای هموگلوبین عملکردی می شود و سنتز هموگلوبین با سرعت انجام می شود.

سنتز پروتئین در یک سلول منفرد معمولا˝ ثابت نیست، بلکه در برخی از زمان ها در مقایسه با اوقات دیگر سریع تر روی می دهد. مولکول های تنظیم گر که با پروتئین های هسته به تعامل می پردازند، می توانند سرعت نسخه برداری قسمت های خاصی از DNA را افزایش یا کاهش دهند. برای مثال، تیروکسین هورمونی که به وسیله غده تیروئید آزاد می شود، وارد سلول هایی نظیر سلول های عضله اسکلتی می شود، یا پروتئین های اختصاصی هسته وارد تعامل می شود و نسخه برداری انواع خاصی از RNA پیک را افزایش می دهد. متعاقب آن، تولید پروتئین های معین زیاد می شود. در نتیجه، تعداد میتوکندری افزایش یافته و متابولیسم این سلول ها زیاد می گردد.

چرخه حیاتی سلول

چرخه حیاتی سلول شامل تغییراتی است که سلول از زمان تشکیل تا زمان تقسیم به دو سلول جدید متحمل می شود. چرخه حیاتی سلول دارای دو مرحله است، مرحله اینترفاز و مرحله تقسیم سلولی به میتوز.

اینترفاز

اینترفاز عبارت از مرحله بین سلول می باشد. نود درصد از چرخه حیات یک یا حتی بیش تر از آن صرف مرحله اینترفاز می گردد. در این زمان، سلول فعالیت های متابولیک ضروری برای حیات را انجام می دهد و وظایف اختصاصی اش مثل ترشح آنزیم های گوارشی را اجرا می کند. علاوه بر آن سلول برای تقسیم آماده می شود. این آمادگی، افزایش در اندازه سلول را شامل می شود، زیرا بسیاری از عناصر سلول دو برابر شده و DNA سلول همانند سازی می گردد. سانتریول ها در داخل سانتروزوم ها نیز دو برابر می شوند. متعاقب آن، وقتی که سلول تقسیم شد هر سلول جدید، اندامک ها و DNA لازم برای ادامه عملکرد خود را دریافت می کنند. اینترفاز را می توان به سه مرحله تقسیم کرد که عبارتند از: ، S و در مرحله (مرحله شکاف نخستین) و   (مرحله شکاف دوم)، سلول فعالیت های عادی متابولیک را به انجام می رساند. در مرحله S (مرحله سنتز)DNA همانند سازی می شود ( DNA جدیدی ساخته می شود). بسیاری از سلول های بدن تا چند روز یا ماه یا حتی سال ها تقسیم نمی شوند. این سلول های استراحت کننده از چرخه سلول خارج شده و وارد مرحله می شوند که در آن می مانند تا موقعی که برای تقسیم تحریک شوند.

 

اختصاصی وبسایت تربیت بدنی

ادامه مطلب...
Back to top
ردیاب آنلاین خودرو ردیاب خودرو