معلومة

4.1: الخصائص الفريدة للخلايا بدائية النواة - علم الأحياء


أهداف التعلم

  • اشرح الخصائص المميزة للخلايا بدائية النواة
  • وصف أشكال الخلايا الشائعة والترتيبات الخلوية النموذجية للخلايا بدائية النواة وشرح كيف تحافظ الخلايا على شكلها
  • وصف الهياكل الداخلية والخارجية للخلايا بدائية النواة من حيث التركيب الفيزيائي والتركيب الكيميائي والوظيفة
  • قارن بين الخصائص المميزة للخلايا البكتيرية والبدئية

تنص نظرية الخلية على أن الخلية هي الوحدة الأساسية للحياة. ومع ذلك ، تختلف الخلايا اختلافًا كبيرًا في الحجم والشكل والبنية والوظيفة. يتم تحديد أكبر فئتين من الخلايا - الخلايا بدائية النواة والخلايا حقيقية النواة - بالاختلافات الرئيسية في العديد من الهياكل الخلوية. تفتقر الخلايا بدائية النواة إلى نواة محاطة بغشاء نووي معقد وتحتوي عمومًا على كروموسوم دائري واحد يقع في النواة. يتم تصنيف الكائنات الحية الدقيقة بدائية النواة ضمن المجالات القديمة والبكتيريا.

تشبه الهياكل الموجودة داخل الخلية الأعضاء الموجودة داخل جسم الإنسان ، مع هياكل فريدة مناسبة لوظائف محددة. تتشابه بعض الهياكل الموجودة في الخلايا بدائية النواة مع تلك الموجودة في بعض الخلايا حقيقية النواة ؛ البعض الآخر فريد من نوعه بدائيات النوى. على الرغم من وجود بعض الاستثناءات ، تميل الخلايا حقيقية النواة إلى أن تكون أكبر من الخلايا بدائية النواة. يفرض الحجم الأكبر نسبيًا للخلايا حقيقية النواة الحاجة إلى تجزئة العمليات الكيميائية المختلفة داخل مناطق مختلفة من الخلية ، باستخدام عضيات معقدة مرتبطة بالغشاء. في المقابل ، تفتقر الخلايا بدائية النواة عمومًا إلى العضيات المرتبطة بالغشاء. ومع ذلك ، فإنها تحتوي غالبًا على شوائب تقسم السيتوبلازم. يوضح الشكل ( PageIndex {1} ) الهياكل المرتبطة عادةً بالخلايا بدائية النواة. يتم وصف هذه الهياكل بمزيد من التفصيل في القسم التالي.

ترتيبات وترتيبات الخلايا المشتركة

عادة ما تكون الخلايا الفردية لكائن بدائية النواة معينة متشابهة في الشكل أو الخلية علم التشكل المورفولوجيا. على الرغم من أنه تم تحديد الآلاف من الكائنات بدائية النواة ، إلا أن عددًا قليلاً فقط من أشكال الخلايا يمكن رؤيتها بشكل مجهري. تذكر أن الخلايا بشكل عام هي عصوية (دائرية / كروية) ، أو عصية (قضيب / ممدود) ، أو حلزوني الشكل (spirillia صلب أو لولبيات مرنة). ومع ذلك ، فإن vibrio (قضبان منحنية) أو coccobacillus (قضبان قصيرة) ممكنة أيضًا. بالإضافة إلى الشكل الخلوي ، قد تتجمع الخلايا بدائية النواة من نفس النوع معًا في ترتيبات مميزة معينة اعتمادًا على مستوى انقسام الخلية. بعض الترتيبات الشائعة هي الفردي ، الثنائي (أزواج) ، الرباعي (مجموعة من أربعة في مربع) ، الستربتو (السلاسل) أو العنقودية- (العناقيد). (راجع الفصل 3 ، القسم 2 للتذكير).

التركيز السريري - الجزء 1

مارشا ، طالبة جامعية تبلغ من العمر 20 عامًا ، عادت مؤخرًا إلى الولايات المتحدة من رحلة إلى نيجيريا ، حيث تدربت كمساعد طبي لمنظمة تعمل على تحسين الوصول إلى الخدمات المختبرية لاختبار السل. عندما عادت ، بدأت مارشا تشعر بالإرهاق ، وهو ما كانت تنسبه في البداية إلى اضطراب الرحلات الجوية الطويلة. ومع ذلك ، استمر التعب ، وسرعان ما بدأت مارشا تعاني من أعراض مزعجة أخرى ، مثل السعال العرضي والتعرق الليلي وفقدان الشهية وحمى منخفضة الدرجة 37.4 درجة مئوية (99.3 درجة فهرنهايت).

توقعت مارشا أن تهدأ أعراضها في غضون أيام قليلة ، لكن بدلاً من ذلك ، أصبحت أكثر حدة تدريجياً. بعد حوالي أسبوعين من عودتها إلى المنزل ، سعلت بعض البلغم ولاحظت أنه يحتوي على دم وتكتلات صغيرة بيضاء تشبه الجبن القريش. ارتفعت درجة الحرارة لديها إلى 38.2 درجة مئوية (100.8 درجة فهرنهايت) ، وبدأت تشعر بألم حاد في صدرها عندما تتنفس بعمق. قلقة من أنها بدت وكأنها تزداد سوءًا ، حددت مارشا موعدًا مع طبيبها.

تمرين ( PageIndex {1} )

هل يمكن أن تكون أعراض مارشا مرتبطة بسفرها إلى الخارج ، حتى بعد عدة أسابيع من عودتها إلى الوطن؟

الغلاف الخلوي: بين الخارج والداخل

جدار الخلية

في معظم الخلايا بدائية النواة ، يتم الحفاظ على التشكل بواسطة جدار الخلية بالاشتراك مع عناصر الهيكل الخلوي. جدار الخلية عبارة عن هيكل موجود في معظم بدائيات النوى وبعض حقيقيات النوى ؛ يغلف غشاء الخلية ، ويحمي الخلية من التغيرات في الضغط الاسموزي. يحدث الضغط الاسموزي بسبب الاختلافات في تركيز المواد المذابة على الجوانب المتقابلة لغشاء انتقائي أو شبه منفذ. يستطيع الماء المرور عبر الغشاء ، لكن المواد المذابة (الجزيئات الذائبة مثل الأملاح والسكريات والمركبات الأخرى) لا يمكنها ذلك. عندما يكون تركيز المواد المذابة أكبر على جانب واحد من الغشاء ، ينتشر الماء عبر الغشاء من الجانب الذي يحتوي على تركيز أقل (ماء أكثر) إلى الجانب الذي يحتوي على تركيز أعلى (ماء أقل) حتى تصبح التركيزات على الجانبين متساوية. يسمى هذا الانتشار للماء بالتناضح ، ويمكن أن يسبب ضغطًا تناضحيًا شديدًا على الخلية عندما تتغير بيئتها الخارجية. سنناقش هذا الأمر بمزيد من التفصيل في الفصل الثامن. عند وجوده ، هناك أوجه تشابه واختلافات ملحوظة بين جدران الخلايا في العتائق والبكتيريا وحقيقيات النوى.

المكون الرئيسي لجدران الخلايا البكتيرية يسمى ببتيدوغليكان (أو مورين) ؛ يوجد فقط في البكتيريا. من الناحية الهيكلية ، يشبه الببتيدوغليكان طبقة من الشبكة أو القماش (الشكل ( PageIndex {2} )). تتكون كل طبقة من سلاسل طويلة من الجزيئات المتناوبة من N-acetylglucosamine (NAG) و N-acetylmuramic acid (NAM). يتميز هيكل السلاسل الطويلة بقوة شد ثنائية الأبعاد كبيرة بسبب تكوين جسور الببتيد التي تربط NAG و NAM داخل كل طبقة ببتيدوغليكان. في البكتيريا سالبة الجرام ، ترتبط سلاسل رباعي الببتيد الممتدة من كل وحدة NAM ارتباطًا مباشرًا ، بينما في البكتيريا موجبة الجرام ، ترتبط سلاسل رباعي الببتيد هذه بجسور عرضية من البنتاغليسين. تصنع وحدات الببتيدوغليكان داخل الخلية البكتيرية ثم يتم تصديرها وتجميعها في طبقات ، مما يعطي الخلية شكلها.

نظرًا لأن الببتيدوغليكان فريد من نوعه بالنسبة للبكتيريا ، فقد تم تصميم العديد من أدوية المضادات الحيوية للتدخل في تخليق الببتيدوغليكان وإضعاف جدار الخلية وجعل الخلايا البكتيرية أكثر عرضة لتأثيرات الضغط التناضحي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن بعض خلايا الجهاز المناعي البشري قادرة على "التعرف" على مسببات الأمراض البكتيرية من خلال الكشف عن الببتيدوغليكان على سطح الخلية البكتيرية. ثم تبتلع هذه الخلايا الخلية البكتيرية وتدمرها ، باستخدام إنزيمات مثل الليزوزيم ، الذي يتفكك ويهضم الببتيدوغليكان في جدرانها الخلوية.

يستخدم بروتوكول تلوين غرام للتمييز بين أكثر أنواع هياكل جدار الخلية شيوعًا (الشكل ( PageIndex {3} )). تحتوي الخلايا موجبة الجرام على جدار خلوي يتكون من طبقات عديدة من الببتيدوغليكان يبلغ سمكها الإجمالي 30-100 نانومتر. عادة ما تكون طبقات الببتيدوغليكان هذه مدمجة مع أحماض تيكويك (TAs) ، سلاسل الكربوهيدرات التي تمتد عبر طبقة الببتيدوغليكان وما بعدها.4 يُعتقد أن TA يعمل على تثبيت الببتيدوغليكان عن طريق زيادة صلابته. يلعب TA أيضًا دورًا في قدرة البكتيريا المسببة للأمراض إيجابية الجرام مثل العقدية للالتزام ببروتينات معينة على سطح الخلايا المضيفة ، مما يعزز قدرتها على التسبب في العدوى. بالإضافة إلى الببتيدوغليكان و TAs ، تمتلك بكتيريا عائلة Mycobacteriaceae طبقة خارجية من الأحماض الفطرية الشمعية في جدارها الخلوي ؛ يشار إلى هذه البكتيريا على أنها مقاومة للأحماض ، حيث يجب استخدام البقع المقاومة للأحماض لاختراق طبقة حمض الميكوليك لأغراض الفحص المجهري (الشكل ( فهرس الصفحة {4} )).

تحتوي الخلايا سالبة الجرام على طبقة أرق بكثير من الببتيدوغليكان (لا يزيد سمكها عن 4 نانومتر6) من الخلايا موجبة الجرام ، والهيكل العام لمغلف الخلية أكثر تعقيدًا. في الخلايا سالبة الجرام ، تحتل مصفوفة شبيهة بالهلام مساحة محيطية بين جدار الخلية وغشاء البلازما ، وهناك طبقة ثنائية ثنائية للدهون تسمى الغشاء الخارجي ، وهي خارج طبقة الببتيدوغليكان (الشكل ( فهرس الصفحة { 3})). يتم توصيل هذا الغشاء الخارجي بالببتيدوغليكان بواسطة البروتين الدهني مورين. تحتوي النشرة الخارجية للغشاء الخارجي على جزيء عديد السكاريد الدهني (LPS) ، والذي يعمل بمثابة سم داخلي في حالات العدوى التي تشمل البكتيريا سالبة الجرام ، مما يساهم في ظهور أعراض مثل الحمى والنزيف والصدمة الإنتانية. يتكون كل جزيء LPS من Lipid A ، وهو عديد السكاريد الأساسي ، وسلسلة جانبية O تتكون من جزيئات شبيهة بالسكر تشكل الوجه الخارجي لـ LPS (الشكل ( PageIndex {5} )). يختلف تكوين السلسلة الجانبية O بين الأنواع والسلالات المختلفة من البكتيريا. يمكن اكتشاف أجزاء من السلسلة الجانبية O تسمى المستضدات باستخدام الاختبارات المصلية أو المناعية لتحديد سلالات مسببة للأمراض مثل الإشريكية القولونية O157: H7 ، سلالة قاتلة من البكتيريا تسبب الإسهال الدموي والفشل الكلوي.

تختلف بنية جدار الخلية البدائية عن تلك الموجودة في البكتيريا بعدة طرق مهمة. أولاً ، لا تحتوي جدران الخلايا البدائية على ببتيدوغليكان ؛ بدلاً من ذلك ، تحتوي على بوليمر مشابه يسمى pseudopeptidoglycan (pseudomurein) حيث يتم استبدال NAM بوحدة فرعية مختلفة. قد تحتوي العتائق الأخرى على طبقة من البروتينات السكرية أو السكريات التي تعمل كجدار خلوي بدلاً من الببتيدوغليكان الكاذب. أخيرًا ، كما هو الحال مع بعض الأنواع البكتيرية ، هناك عدد قليل من العتائق التي يبدو أنها تفتقر إلى جدران الخلايا تمامًا.

غشاء بلازمي

إن بنية غشاء البلازما لمعظم أنواع الخلايا البكتيرية وحقيقية النواة هي طبقة ثنائية تتكون أساسًا من الدهون الفوسفورية المكونة من روابط استر وبروتينات. البروتينات الموجودة على سطح الخلية مهمة لمجموعة متنوعة من الوظائف. (راجع الفصل 3 ، القسم 3 لمزيد من التفاصيل ، وسيتم وصف ذلك أكثر في الفصل 8)

هياكل الغشاء الضوئي

تحتوي بعض الخلايا بدائية النواة ، مثل البكتيريا الزرقاء والبكتيريا الضوئية ، على هياكل غشائية تمكنها من إجراء عملية التمثيل الضوئي. تتكون هذه الهياكل من غشاء البلازما الذي يحيط بأصباغ التمثيل الضوئي مثل الكلوروفيل الأخضر والكلوروفيل الجرثومي. في البكتيريا الزرقاء ، تسمى هذه الهياكل الغشائية بالثيلاكويدات. في بكتيريا التمثيل الضوئي ، يطلق عليها كروماتوفورز ، لاميلا ، أو كلوروسومات. لا تزال هذه الأغشية متجاورة مع غشاء البلازما.

تمرين ( PageIndex {1} )

  1. اشرح الفرق بين مورفولوجيا الخلية والترتيب.
  2. ما هي المزايا التي توفرها جدران الخلايا للخلايا بدائية النواة؟
  3. ما الأجزاء المضمنة في الظرف الخلوي؟

في الصميم

النواة

تحتوي جميع أشكال الحياة الخلوية على جينوم DNA منظم في كروموسوم واحد أو أكثر. عادة ما تكون الكروموسومات بدائية النواة دائرية ، أحادية الصيغة الصبغية (غير مقترنة) ، وغير مرتبطة بغشاء نووي معقد. نظرًا لأن الكروموسوم يحتوي على نسخة واحدة فقط من كل جين ، فإن بدائيات النوى هي أحادية العدد. يتركز DNA بدائية النواة والبروتينات المرتبطة بالحمض النووي داخل المنطقة النووية للخلية (الشكل ( PageIndex {6} )). بشكل عام ، يتفاعل DNA بدائيات النواة مع البروتينات المرتبطة بالنوكليويد (NAPs) التي تساعد في تنظيم وتعبئة الكروموسوم ، حيث سيكون أطول بعدة مرات من الخلية. في البكتيريا ، تعمل NAPs بشكل مشابه للهيستونات ، وهي البروتينات المنظمة للحمض النووي الموجودة في الخلايا حقيقية النواة. في العتائق ، يتم تنظيم النواة بواسطة NAPs أو بروتينات تنظيم الحمض النووي الشبيهة بالهيستون.

البلازميدات

قد تحتوي الخلايا بدائية النواة أيضًا على DNA خارج الصبغيات ، أو DNA ليس جزءًا من الكروموسوم. يوجد هذا الحمض النووي خارج الصبغيات في البلازميدات ، وهي جزيئات DNA صغيرة دائرية مزدوجة الشريطة. غالبًا ما تحتوي الخلايا التي تحتوي على البلازميدات على المئات منها داخل خلية واحدة. توجد البلازميدات بشكل أكثر شيوعًا في البكتيريا. ومع ذلك ، تم العثور على البلازميدات في الكائنات الحية البدائية وحقيقية النواة. غالبًا ما تحمل البلازميدات جينات تمنح سمات مفيدة مثل مقاومة المضادات الحيوية ؛ وبالتالي ، فهي مهمة لبقاء الكائن الحي.

البلازميدات القاتلة

ماريا ، طالبة الأنثروبولوجيا البالغة من العمر 20 عامًا من تكساس ، أصيبت مؤخرًا بالمرض في دولة بوتسوانا الأفريقية ، حيث كانت تجري أبحاثًا كجزء من برنامج الدراسة بالخارج. ركز بحث ماريا على الأساليب الأفريقية التقليدية لدباغة الجلود لإنتاج الجلود. على مدار ثلاثة أسابيع ، كانت تزور مدبغة يوميًا لعدة ساعات لمراقبة عملية الدباغة والمشاركة فيها. ذات يوم ، بعد عودتها من المدبغة ، أصيبت ماريا بحمى وقشعريرة وصداع ، إلى جانب آلام في الصدر وآلام في العضلات وغثيان وأعراض أخرى تشبه أعراض الأنفلونزا. في البداية ، لم تكن قلقة ، ولكن عندما ارتفعت الحمى وبدأت تسعل الدم ، انزعجت عائلتها الأفريقية المضيفة ونقلتها إلى المستشفى ، حيث استمرت حالتها في التدهور.

بعد أن علمت عن عملها الأخير في المدبغة ، اشتبه الطبيب في أن ماريا تعرضت للجمرة الخبيثة. أمر بإجراء أشعة سينية على الصدر ، وعينة من الدم ، وبزل شوكي ، وأخذها على الفور بجرعة من البنسلين في الوريد. لسوء الحظ ، أكدت الاختبارات المعملية التشخيص الافتراضي للطبيب. أظهرت الأشعة السينية لصدر ماريا الانصباب الجنبي ، وتراكم السوائل في الفراغ بين الأغشية الجنبية ، وكشفت بقعة غرام من دمها عن وجود بكتيريا موجبة الجرام ، على شكل قضيب في سلاسل قصيرة ، بما يتوافق مع عصيات الجمرة الخبيثة. كما تبين وجود الدم والبكتيريا في السائل الدماغي الشوكي لديها ، مما يشير إلى أن العدوى قد تطورت إلى التهاب السحايا. على الرغم من العلاج الداعم والعلاج بالمضادات الحيوية القوية ، انزلقت ماريا في حالة عدم استجابة وتوفيت بعد ثلاثة أيام.

الجمرة الخبيثة مرض ناجم عن إدخال الأبواغ من البكتيريا موجبة الجرام الجمرة الخبيثة في الجسم. بمجرد الإصابة ، يصاب المرضى عادةً بالتهاب السحايا ، وغالبًا ما يكون ذلك مميتًا. في حالة ماريا ، استنشقت الأبواغ أثناء تعاملها مع جلود الحيوانات المصابة.

جينوم الجمرة الخبيثة يوضح كيف يمكن أن تؤدي الاختلافات الهيكلية الصغيرة إلى اختلافات كبيرة في الفوعة. في عام 2003 ، جينومات الجمرة الخبيثة و بكتيريا سيريوس العصويه، وهي بكتيريا مماثلة ولكنها أقل مسببات الأمراض من نفس الجنس ، تم تسلسلها ومقارنتها.4 اكتشف الباحثون أن تسلسل الجين 16S rRNA لهذه البكتيريا متطابق بنسبة تزيد عن 99 ٪ ، مما يعني أنهم في الواقع أعضاء في نفس النوع على الرغم من تصنيفهم التقليدي كأنواع منفصلة. على الرغم من أن متواليات الكروموسومات الخاصة بهم كشفت أيضًا عن قدر كبير من التشابه ، إلا أن العديد من عوامل الضراوة الجمرة الخبيثة تم العثور عليها لتكون مشفرة على اثنين من البلازميدات الكبيرة غير الموجودة في B. cereus. يشفر البلازميد pX01 سمًا مكونًا من ثلاثة أجزاء يثبط الجهاز المناعي للمضيف ، بينما يشفر البلازميد pX02 عديد السكاريد المحفظي الذي يحمي البكتيريا من الجهاز المناعي للمضيف (الشكل ( PageIndex {7} )). حيث B. cereus يفتقر إلى هذه البلازميدات ، ولا ينتج عوامل الفوعة هذه ، وعلى الرغم من أنه لا يزال مُمْرضًا ، إلا أنه يرتبط عادةً بحالات خفيفة من الإسهال يمكن للجسم أن يتعافى منها بسرعة. لسوء حظ ماريا ، فإن وجود هذه البلازميدات المشفرة للسموم في الجمرة الخبيثة يعطيها فوعة قاتلة.

تمرين ( PageIndex {2} )

ما رأيك سيحدث لإمراضية الجمرة الخبيثة إذا فقدت أحد بلازميداتها أو كليهما؟

الريبوسومات

كل الحياة الخلوية تصنع البروتينات ، والكائنات الحية في جميع مجالات الحياة الثلاثة تمتلك الريبوسومات ، وهي الهياكل المسؤولة عن تخليق البروتين. ومع ذلك ، فإن الريبوسومات في كل مجال من المجالات الثلاثة مختلفة هيكليًا. تتكون الريبوسومات ، نفسها ، من البروتينات ، جنبًا إلى جنب مع الحمض النووي الريبي (الرنا الريباسي). تم العثور على الريبوسومات بدائية النواة في السيتوبلازم. يطلق عليهم ريبوسوم 70S لأن حجمهم الإجمالي 70S (الشكل ( PageIndex {8} )). يتكون هذا من وحدتين فرعيتين ، وحدة فرعية كبيرة 50 ثانية ووحدة فرعية صغيرة 30 ثانية. يرمز S إلى وحدة Svedberg ، وهي مقياس للترسيب في جهاز طرد مركزي فائق ، والذي يعتمد على حجم وشكل وخصائص سطح الهيكل الذي يتم تحليله. على الرغم من أنها بنفس الحجم ، إلا أن الريبوسومات البكتيرية والأثرية لها بروتينات مختلفة وجزيئات الرنا الريباسي ، والنسخ البدائية أكثر تشابهًا مع نظيراتها حقيقية النواة أكثر من تلك الموجودة في البكتيريا.

الادراج

نظرًا لكونها كائنات وحيدة الخلية تعيش في بيئات غير مستقرة ، فإن بعض الخلايا بدائية النواة لديها القدرة على تخزين العناصر الغذائية الزائدة داخل مناطق السيتوبلازم التي تسمى شوائب. يعد تخزين العناصر الغذائية في شكل مبلمر مفيدًا لأنه يقلل من تراكم الضغط الاسموزي الذي يحدث عندما تتراكم الخلية في المواد المذابة. تخزن أنواع مختلفة من الشوائب الجليكوجين والنشويات ، والتي تحتوي على الكربون الذي يمكن للخلايا الوصول إليه للحصول على الطاقة. حبيبات Volutin ، والتي تسمى أيضًا حبيبات متغيرة اللون بسبب خصائص تلطيخها ، هي شوائب تخزن الفوسفات غير العضوي المبلمر الذي يمكن استخدامه في التمثيل الغذائي والمساعدة في تكوين الأغشية الحيوية. تشمل الميكروبات المعروفة باحتوائها على حبيبات فولوتين العتائق ميثانوسارسينا، البكتيريا بكتريا الخناق الوتدية، والطحالب أحادية الخلية حقيقية النواة كلاميدوموناس. توجد حبيبات الكبريت ، وهي نوع آخر من الشوائب ، في بكتيريا الكبريت من الجنس ثيوباسيلوس؛ تخزن هذه الحبيبات عنصر الكبريت الذي تستخدمه البكتيريا في عملية التمثيل الغذائي.

من حين لآخر ، هناك أنواع معينة من الادراج محاطة بالفوسفوليبيد كثرة الوحيداتطبقة مضمنة بالبروتين. بولي هيدروكسي بوتيرات (PHB) ، والذي يمكن أن ينتج عن طريق أنواع عصية و الزائفة، هو مثال على إدراج يعرض هذا النوع من بنية أحادية الطبقة. صناعيًا ، تم استخدام PHB أيضًا كمصدر للبوليمرات القابلة للتحلل الحيوي للبلاستيك الحيوي. يتم عرض عدة أنواع مختلفة من التضمينات في الشكل ( PageIndex {9} ).

تحتوي بعض الخلايا بدائية النواة على أنواع أخرى من الادراج التي تخدم أغراضًا أخرى غير تخزين المغذيات. على سبيل المثال ، تنتج بعض الخلايا بدائية النواة كريات غازية ، وهي تراكمات من كرات صغيرة من الغاز مبطنة بالبروتين. تسمح هذه الكرات الغازية للخلايا بدائية النواة التي تصنعها بتغيير قابليتها للطفو حتى تتمكن من ضبط موقعها في عمود الماء. البكتيريا المغناطيسية ، مثل Magnetospirillum magnetotacticum، تحتوي على مغنطيسية ، وهي شوائب من أكسيد الحديد المغناطيسي أو كبريتيد الحديد المحاطة بطبقة دهنية. تسمح هذه الخلايا بالمحاذاة على طول المجال المغناطيسي ، مما يساعد في حركتها (الشكل ( PageIndex {9} )). البكتيريا الزرقاء مثل أنابينا سيلندريكا والبكتيريا مثل Halothiobacillus neapolitanus إنتاج شوائب carboxysome. تتكون الكربوكسيسومات من أغلفة خارجية لآلاف الوحدات الفرعية البروتينية.تمتلئ مساحاتها الداخلية بـ ribulose-1،5-bisphosphate carboxylase / Oxygenase (RuBisCO) و Carbonic anhydrase. كلا هذين المركبين يستخدمان في استقلاب الكربون. تمتلك بعض الخلايا بدائية النواة أيضًا الكربوكسيسومات التي تعزل الإنزيمات المرتبطة وظيفيًا في مكان واحد. تعتبر هذه الهياكل عضيات أولية لأنها تقسم المركبات المهمة أو التفاعلات الكيميائية ، مثل الكثير من العضيات حقيقية النواة.

الإندوسبورات

تُلاحظ الخلايا البكتيرية عمومًا كخلايا نباتية ، لكن بعض أجناس البكتيريا لديها القدرة على تكوين أبواغ داخلية ، وهي هياكل تحمي أساسًا الجينوم البكتيري في حالة نائمة عندما تكون الظروف البيئية غير مواتية. تسمح الإندوسبورات (يجب عدم الخلط بينها وبين الجراثيم التناسلية التي تشكلها الفطريات) لبعض الخلايا البكتيرية بالبقاء على قيد الحياة لفترات طويلة دون طعام أو ماء ، فضلاً عن التعرض للمواد الكيميائية ودرجات الحرارة القصوى وحتى الإشعاع. يقارن الجدول ( PageIndex {1} ) خصائص الخلايا النباتية والأبواغ الداخلية.

الجدول ( PageIndex {1} ): خصائص الخلايا النباتية مقابل الإندوسبورات
الخلايا الخضريةالإندوسبورات
حساس لدرجات الحرارة الشديدة والإشعاعمقاومة لدرجات الحرارة الشديدة والإشعاع
غرام إيجابيلا تمتص بقعة غرام ، فقط البقع الداخلية الخاصة
محتوى الماء الطبيعي والنشاط الأنزيميمجفف؛ لا يوجد نشاط استقلابي
قادرة على النمو النشط والتمثيل الغذائيفي سبات عميق؛ لا يوجد نمو أو نشاط استقلابي

تسمى العملية التي تتحول من خلالها الخلايا الخضرية إلى أبواغ داخلية sporulation ، وهي تبدأ عمومًا عندما تنضب المغذيات أو تصبح الظروف البيئية غير مواتية (الشكل ( PageIndex {10} )). تبدأ العملية بتكوين حاجز في الخلية البكتيرية النباتية. يقسم الحاجز الخلية بشكل غير متماثل ، ويفصل الحمض النووي المسبق عن الخلية الأم. الجزء الأمامي ، الذي سيشكل جوهر البوغ الداخلي ، هو في الأساس نسخة من كروموسومات الخلية ، ويتم فصله عن الخلية الأم بواسطة غشاء ثانٍ. تتشكل القشرة تدريجيًا حول المنطقة الأمامية عن طريق وضع طبقات من الكالسيوم وحمض الديبيكولينك بين الأغشية. ثم تتشكل طبقة بوغ بروتينية حول القشرة بينما يتفكك الحمض النووي للخلية الأم. يحدث مزيد من النضج للبوغ الداخلي مع تكوين خارجي خارجي. يتم تحرير البوغ عند تفكك الخلية الأم ، وإكمال التبويض.


الشكل ( PageIndex {10} ): (أ) يبدأ التبويض بعد انقسام الخلايا غير المتماثل. يصبح الجزء الأمامي محاطًا بطبقة مزدوجة من الغشاء ، وقشرة ، وغطاء بوغ بروتيني ، قبل أن يتم إطلاقه كبوابة ناضجة عند تفكك الخلية الأم. (ب) صورة مجهرية إلكترونية لـ كاربوكسيدثيرموس هيدروجينوفورمانس إندوسبوري. (ج) هؤلاء عصية النيابة. الخلايا تخضع لعملية التبويض. تم تصور الأبواغ الداخلية باستخدام صبغة بوغ أخضر الملكيت. (الائتمان ب: تعديل العمل لجوناثان آيزن)

لقد ثبت أن الأبواغ من بعض الأنواع تستمر في حالة سبات لفترات طويلة من الزمن ، تصل إلى آلاف السنين.2 ومع ذلك ، عندما تتحسن الظروف المعيشية ، تخضع الأبواغ للإنبات ، وتعود إلى الحالة الإنباتية. بعد الإنبات ، تصبح الخلية نشطة التمثيل الغذائي مرة أخرى وتكون قادرة على القيام بجميع وظائفها الطبيعية ، بما في ذلك النمو والانقسام الخلوي.

ليس كل البكتيريا لديها القدرة على تكوين الأبواغ. ومع ذلك ، هناك عدد من البكتيريا موجبة الجرام من الأجناس المكونة للبكتيريا الداخلية ذات الأهمية السريرية عصية و المطثية. وتشمل هذه الجمرة الخبيثة، العامل المسبب لمرض الجمرة الخبيثة ، الذي ينتج الأبواغ القادرة على البقاء على قيد الحياة لعدة عقود3; C. tetani (يسبب الكزاز) ؛ جيم صعب (يسبب التهاب القولون الغشائي الكاذب) ؛ C. بيرفرينجنز (يسبب الغرغرينا الغازية) ؛ و C. البوتولينوم (يسبب التسمم الغذائي). يصعب مكافحة مسببات الأمراض مثل هذه بشكل خاص لأن الأبواغ الداخلية الخاصة بها يصعب قتلها. تمت مناقشة طرق التعقيم الخاصة للبكتيريا المكونة للبوغ في فصول لاحقة.

تمرين ( PageIndex {3} )

  1. ما هو التضمين؟
  2. ما هي وظيفة endospore؟

في الخارج

Glycocalyces و S.-Layers

على الرغم من أن معظم الخلايا بدائية النواة لها جدران خلوية ، فقد يكون لبعضها هياكل غلاف خلية إضافية خارج جدار الخلية ، مثل glycocalyces وطبقات S. جلايكوكاليكس عبارة عن طبقة من السكر ، يوجد منها نوعان مهمان: الكبسولات وطبقات السلايم. الكبسولة عبارة عن طبقة منظمة تقع خارج جدار الخلية وتتكون عادةً من السكريات أو البروتينات (الشكل ( PageIndex {11} )). طبقة الوحل هي طبقة أقل تنظيماً مرتبطة بجدار الخلية ويمكن غسلها بسهولة أكبر. قد تتكون طبقات الوحل من عديد السكاريد أو البروتينات السكرية أو الدهون السكرية.

يسمح Glycocalyces للخلايا بالالتصاق بالأسطح ، مما يساعد في تكوين الأغشية الحيوية (مستعمرات الميكروبات التي تتشكل في طبقات على الأسطح). في الطبيعة ، تعيش معظم الميكروبات في مجتمعات مختلطة داخل الأغشية الحيوية ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الأغشية الحيوية توفر لها مستوى معينًا من الحماية. الأغشية الحيوية وفيرة وتحتل في كثير من الأحيان منافذ معقدة داخل النظم البيئية. في الطب ، يمكن أن تغطي الأغشية الحيوية الأجهزة الطبية وتوجد داخل الجسم. نظرًا لامتلاكها خصائص فريدة ، مثل زيادة المقاومة ضد جهاز المناعة والمطهرات والافتراس والأدوية المضادة للميكروبات ، فإن الأغشية الحيوية ذات أهمية خاصة لعلماء الأحياء الدقيقة والأطباء على حد سواء. تحتوي الأغشية الحيوية بشكل عام على الماء مثل الإسفنج ، مما يمنع الجفاف.

كل هذه الخصائص مفيدة للميكروبات التي تعيش في بيوفيلم ، لكنها تمثل تحديات في بيئة سريرية ، حيث يكون الهدف في كثير من الأحيان هو القضاء على الميكروبات. يمكن أن تساهم القدرة على إنتاج كبسولة في إحداث إمراض للميكروب (القدرة على التسبب في المرض) لأن الكبسولة يمكن أن تجعل من الصعب على الخلايا البلعمية (مثل خلايا الدم البيضاء) ابتلاع وقتل الكائنات الحية الدقيقة. العقدية الرئوية، على سبيل المثال ، تنتج كبسولة معروفة جيدًا بأنها تساعد في إمراضية هذه البكتيريا. يصعب صبغ الكبسولات من أجل الفحص المجهري ؛ عادة ما تستخدم تقنيات التلوين السلبي.

الشكل ( PageIndex {12} ): يتكون فيلم بيوفيلم عندما تلتصق بكتيريا بلانكتونية (عائمة حرة) من نوع واحد أو أكثر بالسطح وتنتج الوحل وتشكل مستعمرة. يوضح هذا الرسم البياني المراحل الخمس لتطور الأغشية الحيوية الزائفة الزنجارية. يتم عرض جميع الصور المجهرية بنفس المقياس. (الائتمان: المكتبة العامة للعلوم).

طبقة S هي نوع آخر من بنية مغلف الخلية ؛ يتكون من مزيج من البروتينات الهيكلية والبروتينات السكرية. في البكتيريا ، توجد طبقات S خارج جدار الخلية ، ولكن في بعض الأركيا ، تخدم الطبقة S. كما جدار الخلية. الوظيفة الدقيقة للطبقات S غير مفهومة تمامًا ، ومن الصعب دراستها ؛ لكن الأدلة المتاحة تشير إلى أنها قد تلعب مجموعة متنوعة من الوظائف في خلايا بدائية النواة مختلفة ، مثل مساعدة الخلية على تحمل الضغط التناضحي ، وبالنسبة لبعض مسببات الأمراض ، التفاعل مع الجهاز المناعي المضيف.

الزوائد الخيطية

تحتوي العديد من الخلايا البكتيرية على ملاحق بروتينية مدمجة داخل أغلفة الخلايا الخاصة بها والتي تمتد إلى الخارج ، مما يسمح بالتفاعل مع البيئة. يمكن أن تلتصق هذه الزوائد بأسطح أخرى ، أو تنقل الحمض النووي ، أو توفر الحركة. تشمل الزوائد الخيطية fimbriae و pili و flagella.

فيمبريا

يتشابه Fimbriae و pili من الناحية الهيكلية ، ولأن التمايز بين الاثنين يمثل مشكلة ، فغالبًا ما يتم استخدام هذين المصطلحين بالتبادل.7 8 ومع ذلك ، فمن الشائع أن مصطلح fimbriae يشير إلى بروتينات قصيرة تشبه الشعر الخشن تنبثق من سطح الخلية بالمئات. تمكن Fimbriae الخلية من الارتباط بالأسطح والخلايا الأخرى. بالنسبة للبكتيريا المسببة للأمراض ، يعد الالتزام بالخلايا المضيفة أمرًا مهمًا للاستعمار والعدوى والفوعة. يعتبر الالتصاق بالأسطح مهمًا أيضًا في تكوين الأغشية الحيوية الرقيقة.

بيلي

يشير المصطلح pili (المفرد: Pilus) عادةً إلى ملحقات البروتين الأطول والمجوفة والأقل عددًا (الشكل ( PageIndex {13} )). بشكل أكثر تحديدًا ، يُطلق عليه اسم F Pilus أو الجنس Pilus ، وهو مهم في نقل الحمض النووي بين الخلايا البكتيرية ، والذي يحدث بين أفراد من نفس الجيل عندما تقوم خليتان فعليًا بنقل أو تبادل أجزاء من جينومات كل منهما.

الأسواط

الأسواط هي هياكل تستخدمها الخلايا للتنقل في البيئات المائية. تعمل الأسواط البكتيرية مثل المراوح. وهي عبارة عن خيوط لولبية صلبة تتكون من وحدات فرعية من بروتين فلاجيلين تمتد إلى الخارج من الخلية وتدور في المحلول. الجسم القاعدي هو محرك السوط ومدمج في غشاء البلازما (الشكل ( فهرس الصفحة {14} )). تربط منطقة الخطاف الجسم القاعدي بالخيوط. البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام لها تكوينات جسم قاعدية مختلفة بسبب الاختلافات في بنية جدار الخلية.

تُظهر الأنواع المختلفة من البكتيريا المتحركة ترتيبات مختلفة من الأسواط (الشكل ( PageIndex {14} )). يقال إن البكتيريا ذات السوط المفرد ، والتي توجد عادةً في أحد طرفي الخلية (القطبية) ، لها سوط أحادي الشعر. مثال على مسببات الأمراض البكتيرية ذات الجلد الرتيب ضمة الكوليرا، البكتيريا سالبة الجرام التي تسبب الكوليرا. تحتوي الخلايا ذات السوط البرمائي على سوط أو خصل من السوط في كل طرف. مثال Spirillum طفيفة، سبب حمى الفئران الحلزونية (الآسيوية) أو سودوكو. تحتوي الخلايا ذات الأسواط المفصلية على خصلة في أحد طرفي الخلية. العصيات سالبة الجرام الزائفة الزنجارية، أحد مسببات الأمراض الانتهازية المعروف بتسببه في العديد من الالتهابات ، بما في ذلك التهابات "أذن السباح" وحروق الجرح ، لديه سوط عضلي. تسمى الأسواط التي تغطي السطح الكامل للخلية البكتيرية بالسوط الصفاقي. البكتيريا سالبة الجرام بكتريا قولونية يُظهر ترتيبًا خبيثًا للسوط.

تعتمد الحركة الاتجاهية على تكوين السوط. يمكن أن تتحرك البكتيريا استجابةً لمجموعة متنوعة من الإشارات البيئية ، بما في ذلك الضوء (محور ضوئي) ، والمجالات المغناطيسية (محور مغناطيسي) باستخدام المغناطيسيات ، والأكثر شيوعًا ، التدرجات الكيميائية (الانجذاب الكيميائي). يتم تحقيق الحركة الهادفة نحو مادة كيميائية جاذبة ، مثل مصدر الغذاء ، أو بعيدًا عن مادة طاردة ، مثل مادة كيميائية سامة ، عن طريق زيادة طول الركض وتقليل طول السقوط. عند الجري ، تدور الأسواط في اتجاه عكس اتجاه عقارب الساعة ، مما يسمح للخلية البكتيرية بالتحرك للأمام. في بكتيريا peritrichous ، يتم تجميع جميع الأسواط معًا بطريقة مبسطة للغاية (الشكل ( PageIndex {16} )) ، مما يسمح بالحركة الفعالة. عند الانهيار ، يتم فصل السوط للخارج أثناء الدوران في اتجاه عقارب الساعة ، مما يخلق حركة دائرية ويمنع حركة أمامية ذات مغزى ولكن يعيد توجيه الخلية نحو اتجاه الجاذب. عند وجود الجاذب ، يستمر حدوث الركض والسقوط ؛ ومع ذلك ، فإن طول التمريرات أطول ، بينما يتم تقليل طول التموجات ، مما يسمح بالحركة الإجمالية نحو التركيز الأعلى للجاذب. في حالة عدم وجود تدرج كيميائي ، تكون أطوال التدرجات والتقلبات أكثر تساويًا ، وتكون الحركة الكلية أكثر عشوائية (الشكل ( PageIndex {17} )).

تمرين ( PageIndex {4} )

  1. ما هي طبقة الببتيدوغليكان وكيف تختلف بين البكتيريا موجبة الجرام والبكتيريا سالبة الجرام؟
  2. قارن وتناقض بين الأسواط الأحادية ، والبرمائية ، واللوفوتريخية ، والسمعية.

ملخص

  • تختلف الخلايا بدائية النواة عن الخلايا حقيقية النواة في أن مادتها الوراثية موجودة في أ نووي بدلا من نواة مرتبطة بالغشاء. بالإضافة إلى ذلك ، تفتقر الخلايا بدائية النواة عمومًا إلى العضيات المرتبطة بالغشاء.
  • عادة ما تشترك الخلايا بدائية النواة من نفس النوع في نفس النوع مورفولوجيا الخلية و الترتيب الخلوي.
  • تحتوي معظم الخلايا بدائية النواة على جدار الخلية الذي يساعد الكائن الحي على الحفاظ على الشكل الخلوي ويحميه من التغيرات في الضغط الاسموزي.
  • في الخلايا بدائية النواة ، يكون غلاف الخلية يتضمن دائمًا أ غشاء بلازمي وعادة ما يشتمل على جدار خلوي. تؤدي البروتينات الموجودة في الغشاء مجموعة متنوعة من الوظائف ، بما في ذلك النقل والتواصل من خلية إلى أخرى واستشعار الظروف البيئية. تتميز الأغشية البدائية بكونها تتكون من أحماض دهنية مرتبطة بالإيثرات بالفوسفوليبيدات.
  • قد تتكون جدران الخلايا بدائية النواة من ببتيدوغليكان (البكتيريا) أو الببتيدوجليكان الكاذب (العتيقة).
  • تتميز الخلايا البكتيرية موجبة الجرام بسمك ببتيدوغليكان طبقة ، بينما تتميز الخلايا البكتيرية سالبة الجرام بطبقة رقيقة من الببتيدوغليكان محاطة بغشاء خارجي.
  • يوجد دنا بدائيات النوى بشكل عام في النواة. خارج النواة ، قد تحتوي الخلايا بدائية النواة على DNA خارج الصبغيات البلازميدات.
  • بدائية النواة الريبوسومات الموجودة في السيتوبلازم بحجم 70S.
  • بعض الخلايا بدائية النواة لها الادراج التي تخزن المغذيات أو المواد الكيميائية لاستخدامات أخرى.
  • بعض الخلايا بدائية النواة قادرة على التكون الأبواغ عبر التجرثم للبقاء على قيد الحياة في حالة سبات عندما تكون الظروف غير مواتية. يمكن الإندوسبورات تنبت، وتحول مرة أخرى إلى الخلايا النباتية عندما تتحسن الظروف.
  • تنتج بعض الخلايا بدائية النواة مركب السكر الطلاءات ، مثل كبسولات و طبقات الوحل، التي تساعد في التعلق بالأسطح و / أو التهرب من جهاز المناعة المضيف.
  • بعض الخلايا بدائية النواة لها fimbriae أو بيلي، الزوائد الخيطية. مساعدة Fimbriae في التعلق. تستخدم بيلي في نقل المادة الوراثية بين الخلايا.
  • تستخدم بعض الخلايا بدائية النواة واحدة أو أكثر الأسواط للتنقل عبر الماء. عباد البكتيريا التي لها العديد من السوط أشواط و يتعثر للتحرك بشكل هادف في اتجاه مادة كيميائية جذابة.

الحواشي

  1. إف روثفوس ، إم بندر ، آر كونراد. "بقاء ونشاط البكتيريا في رواسب بحيرة عميقة قديمة (بحيرة كونستانس)." علم البيئة الميكروبية 33 لا. 1 (1997): 69-77.
  2. ر. سنكلير وآخرون. "استمرار عوامل مختارة من الفئة أ في البيئة." علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي 74 لا. 3 (2008): 555-563.
  3. ت. سيلهافي ، د. كاهن ، س. ووكر. "غلاف الخلية البكتيرية." وجهات نظر كولد سبرينج هاربور في علم الأحياء 2 لا. 5 (2010): a000414.
  4. ب. زوبر وآخرون. "الطبقة الحبيبية في الفضاء Periplasmic للبكتيريا موجبة الجرام والتركيبات الدقيقة لـ المكورات المعوية و العقدية غوردوني كشف الحاجز عن طريق الفحص المجهري بالتبريد الإلكتروني للأقسام الزجاجية ". مجلة علم الجراثيم 188 لا. 18 (2006): 6652 - 6660
  5. L. Gana ، S. Chena ، G.J. جنسينا. "التنظيم الجزيئي للببتيدوغليكان سالب الجرام." وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية 105 لا. 48 (2008): 18953-18957.
  6. ج. Garnetta et al. "رؤى هيكلية في التكوين الحيوي وتشكيل الأغشية الحيوية من قبل الإشريكية القولونية بيلوس المشتركة ". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية 109 لا. 10 (2012): 3950–3955.
  7. تي بروفت ، إي إن. خباز. "بيلي في البكتيريا سالبة الجرام وإيجابية الجرام - التركيب والتجمع ودورها في المرض." علوم الحياة الخلوية والجزيئية 66 (2009):613.

مساهم

  • نينا باركر (جامعة شيناندواه) ومارك شنيغورت (جامعة ولاية ويتشيتا) وآنه-هيو ثي تو (جامعة ولاية جورجيا الجنوبية الغربية) وفيليب ليستر (كلية وسط نيو مكسيكو المجتمعية) وبريان إم فورستر (جامعة سانت جوزيف) مع العديد المؤلفين المساهمين. المحتوى الأصلي عبر Openstax (CC BY 4.0 ؛ الوصول مجانًا على https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction)


بيولوجيا الخلية للعضيات بدائية النواة

لقد تحدت الأدلة المتزايدة في السنوات الأخيرة العقيدة القائلة بأن بدائيات النوى هي خلايا بسيطة وغير محددة وخالية من بنية تحت خلوية منظمة. في الواقع ، كان يعتقد أن البروتينات هي اختراعات حقيقية النواة بحتة ، بما في ذلك أقارب شكل خلية بدائية النواة للتحكم في الأكتين والتوبولين ، وفصل الحمض النووي ، والتحرك الخلوي. وبالمثل ، فإن التقسيم ، الذي يُشار إليه عمومًا على أنه سمة مميزة للخلايا حقيقية النواة ، منتشر أيضًا في عالم بدائيات النواة في شكل عضيات محدودة البروتين ومحددة بالدهون. في هذه المقالة نسلط الضوء على بعض هذه العضيات بدائية النواة ونناقش المعرفة الحالية حول البنية التحتية الدقيقة والآليات الجزيئية لتكوينها الحيوي وصيانتها.

إن ظهور حقيقيات النوى في عالم تهيمن عليه بدائيات النوى هو أحد اللحظات الحاسمة في تطور الكائنات الحية في العصر الحديث. على الرغم من أنه من الواضح أن آليات التمثيل الغذائي ومعالجة المعلومات المركزية لحقيقيات النوى وبدائيات النوى تشترك في أصل مشترك ، إلا أن أصول خطة الخلايا حقيقية النواة المعقدة تظل غامضة. يتم تمييز الخلايا حقيقية النواة من خلال وجود عضيات داخل الخلايا التي تقسم التفاعلات الكيميائية الحيوية الأساسية في حين أن نظيراتها بدائية النواة تفتقر عمومًا إلى هذا التخصص الفرعي المعقد في الفضاء السيتوبلازمي. في معظم الحالات ، يكون تصنيف هذا الكتاب المدرسي لحقيقيات النوى وبدائيات النوى صحيحًا. ومع ذلك ، فقد أظهرت عقود من البحث أنه يمكن العثور على عدد من العضيات الفريدة والمتنوعة في عالم بدائيات النواة مما يزيد من احتمال وجود القدرة على تكوين العضيات قبل تباين حقيقيات النوى عن بدائيات النوى (Shively 2006).

قد يتساءل القراء المتشككون عما إذا كان يمكن تعريف بنية بدائية النواة على أنها عضية. هنا نصنف أي حجرة يحدها غشاء بيولوجي مع وظيفة كيميائية حيوية مخصصة كعضو. يقدم هذا التعريف البسيط والواسع الخلايا ، سواء كانت حقيقيات النوى أو بدائيات النوى ، مع مجموعة مماثلة من التحديات التي تحتاج إلى معالجة لبناء مقصورة داخل الخلايا بنجاح. أولاً ، يحتاج الكائن الحي إلى تشكيل غشاء خلوي بالشكل والحجم المطلوبين. بعد ذلك ، يجب ملء الحجرة بالمجموعة المناسبة من البروتينات التي تقوم بنشاط العضية. أخيرًا ، يجب أن تضمن الخلية الترجمة الصحيحة لهذه المقصورات وصيانتها وفصلها عبر دورة الخلية. تؤدي الخلايا حقيقية النواة هذه الخطوات الميكانيكية الصعبة باستخدام مسارات جزيئية مخصصة. وبالتالي ، إذا كانت هناك روابط بين العضيات بدائية النواة وحقيقية النواة ، فمن المحتمل أن تكون أقارب هذه الجزيئات متورطة في التكوّن الحيوي والحفاظ على العضيات بدائية النواة أيضًا.

يمكن تقسيم العضيات بدائية النواة عمومًا إلى مجموعتين رئيسيتين بناءً على تكوين طبقة الغشاء المحيطة بها. أولًا ، الهياكل الخلوية التي يحدها غشاء غير موحد مثل غلاف البروتين أو طبقة دهنية أحادية الطبقة (Shively 2006). تشمل الأمثلة المعروفة لهذه الأجزاء الأجسام الدهنية ، وحبيبات بولي هيدروكسي الزبدات ، والكربوكسيدات ، والفجوات الغازية.تتكون الفئة الثانية من تلك العضيات التي يحيط بها غشاء ثنائي الطبقة ، وهو ترتيب يذكرنا بالعضيات الكنسية لنظام الغشاء الداخلي حقيقية النواة. لذلك ، تم تخصيص هذه المقالة لاستكشاف مفصل لثلاثة أنظمة عضيات بدائية النواة ذات طبقة ثنائية للدهون: الجسيمات المغناطيسية للبكتيريا المغناطيسية ، والأغشية الضوئية ، وهياكل الأغشية الداخلية للعضيات. الكريات الحلقية. في كل حالة ، نقدم أحدث النتائج حول البنية التحتية لهذه العضيات ونسلط الضوء على الآليات الجزيئية التي تتحكم في تكوينها ودينامياتها وفصلها. نسلط الضوء أيضًا على بعض الأجزاء المقيدة بالبروتين لنقدم للقارئ رؤية أكثر اكتمالاً لتقسيم بدائيات النواة.


4.1: الخصائص الفريدة للخلايا بدائية النواة - علم الأحياء

الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة

كما تعلمت بالفعل ، كل شيء حي يتكون من خلايا. والخلايا نفسها مكونة من أجزاء مختلفة - وصولاً إلى جزيئاتها.

في الواقع ، ما يسميه العلماء "المبدأ العام للحياة" يُعرَّف بأنه التفاعل المحدد للجزيئات مع بعضها البعض. الآن دعنا نتعرف على المزيد عن الخلايا والجزيئات. هناك العديد من الخلايا المختلفة التي تقوم بالعديد من الأشياء المختلفة. لكن كل هذه الخلايا تندرج في إحدى الفئتين الرئيسيتين: الخلايا بدائية النواة و
الخلايا حقيقية النواة.

هذه الخلايا متشابهة أكثر مما هي مختلفة. لذلك دعونا نتحدث أولاً عن القاسم المشترك بين الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة.

ما هو العامل المشترك بين الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة

  • كلاهما يحتوي على الحمض النووي كمادة جينية (الحمض النووي هو الذي يخبر الخلايا بنوع الخلايا التي ينبغي أن تكون).
  • كلاهما مغطى بغشاء الخلية.
  • كلاهما يحتوي على RNA.
  • كلاهما مصنوع من نفس المواد الكيميائية الأساسية: الكربوهيدرات والبروتينات والحمض النووي والمعادن والدهون والفيتامينات.
  • كلاهما له ريبوسومات (الهياكل التي تصنع البروتينات عليها).
  • كلاهما ينظم تدفق العناصر الغذائية والنفايات التي تدخلها وتتركها.
  • كلاهما لهما نفس التمثيل الغذائي (عمليات الحياة) مثل التمثيل الضوئي والتكاثر.
  • كلاهما يتطلب إمدادًا بالطاقة.
  • يتم تنظيم كلاهما بدرجة عالية من خلال أنظمة استشعار متطورة ("أنوف كيميائية") تجعلهم على دراية بالتفاعلات داخلهم والبيئة المحيطة بهم.

هذا ما تشترك فيه الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة. لكن هناك اختلافات كبيرة بينهما أيضًا. الاختلافان الرئيسيان هما العمر والبنية.

يعتقد العلماء أن الخلايا بدائية النواة (على شكل بكتيريا) كانت أول أشكال الحياة على وجه الأرض. تعتبر "بدائية" نشأت منذ حوالي 3.5 مليار سنة. هذا قبل ملياري سنة من الخلايا حقيقية النواة ومليارات السنين قبل أسلافنا الأوائل ، البشر.

لقد تعلمت القليل عن هذا الأمر عندما درسنا الأرض المبكرة في درسنا عن النظام الشمسي ، ولكن فيما يلي جدول زمني موجز لتطور الحياة على الأرض:

  • تشكلت الأرض قبل 4.6 مليار سنة
  • منذ 3.5 مليار سنة نشأت الحياة الأولى: بكتيريا بدائية النواة
  • منذ 1.5 مليار سنة نشأت الخلايا حقيقية النواة
  • قبل 0.5 مليار سنة الانفجار الكمبري - نشأت حقيقيات النوى متعددة الخلايا
  • قبل 3 ملايين سنة ظهر أسلافنا الأوائل ، البشر


هناك بيانات قوية تشير إلى أن الخلايا حقيقية النواة قد تطورت بالفعل من مجموعات من الخلايا بدائية النواة التي أصبحت معتمدة على بعضها البعض. ستتعلم المزيد عن هذه النظرية لاحقًا.

الاختلافات الهيكلية

تحتوي الخلايا حقيقية النواة على شيئين مهمين لا تمتلكهما الخلايا بدائية النواة: نواة وعضيات (أعضاء صغيرة) تحيط بها أغشية.

ترتيب الحمض النووي
على الرغم من احتواء كل من الخلايا حقيقية النواة والخلايا بدائية النواة على الحمض النووي ، فإن الحمض النووي في الخلايا حقيقية النواة يتم الاحتفاظ به داخل النواة. في الخلايا بدائية النواة ، يطفو الحمض النووي بحرية حوله بطريقة غير منظمة.

وجود العضيات
تسمح العضيات الموجودة في الخلايا حقيقية النواة لها بأداء وظائف أكثر تعقيدًا من الخلايا بدائية النواة ، التي لا تحتوي على هذه الأعضاء الصغيرة. إذا كنت لا تعرف الكثير عن العضيات ، فلا تقلق - ستتعلم المزيد في التعليمات القادمة.

بعض العضيات في الخلايا حقيقية النواة هي:

  • النواة - "الدماغ" أو مركز التحكم في الخلية. يحتوي على الحمض النووي ، الذي يتكون من الجينات. يحصل هذا الحمض النووي نسخت، أو نسخها على رسول RNA. يحمل هذا الرسول نسخة من أوامر الجينات لإنتاج بروتين معين. تذهب هذه الطلبات إلى مصانع البروتين.
  • الريبوسومات - هذه مصانع البروتين. إنهم يتبعون تعليمات الرسول RNA (تذكر أن الرنا الرسول حصل على أوامره من الحمض النووي). التعليمات تخبر الريبوسومات أن تصنع بروتينات معينة. لاحظ أن هذه العضية موجودة في بدائيات النوى أيضًا!
  • الشبكة الأندوبلازمية (ER) - الهياكل التي تعدل البروتينات المنتجة في الريبوسومات. ليست كل البروتينات التي تصنعها الريبوسومات بحاجة إلى التغيير ، ولكن تلك التي "تتغير" هنا.
  • جهاز جولجي - ستعمل هذه البنية على إجراء المزيد من التغييرات على البروتينات التي تم تغييرها بالفعل عندما كانت في قسم الطوارئ. تذكر أن هذه البروتينات صنعت في الريبوسومات ، وتم تغييرها مرة واحدة في قسم الطوارئ ، وسيتم تغييرها مرة أخرى في جهاز جولجي. يعمل Golgi أيضًا كمكتب بريد عن طريق تعبئة البروتينات وشحنها إلى أجزاء أخرى من الخلية أو خارج الخلية.
  • الميتوكوندريا - الهياكل التي تنتج طاقة الخلية ، مثل محطات توليد الطاقة في الخلية.
  • البلاستيدات الخضراء - الهياكل التي تسمح للنباتات بحجز ضوء الشمس وإجراء عملية التمثيل الضوئي.

هناك بعض الاختلافات المهمة بين الخلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة.

مقاس
الخلايا حقيقية النواة ، في المتوسط ​​، أكبر بعشر مرات من الخلايا بدائية النواة.

اختلافات جدار الخلية
تحتوي الخلايا بدائية النواة على جدار خلوي يتكون من الببتيدوغليكان (الأحماض الأمينية والسكر). تحتوي بعض الخلايا حقيقية النواة أيضًا على جدران خلوية ، ولكن لا يوجد أي منها مصنوع من الببتيدوغليكان.

ترتيب فلاجيلا
تختلف الأسواط في الخلايا حقيقية النواة عن الأسواط في الخلايا بدائية النواة. الأسواط هي الهياكل التي تساعد الخلايا على الحركة (يطلق عليها العلماء اسم الحركة). يتكون السوط في الخلايا حقيقية النواة من عدة خيوط وهي أكثر تعقيدًا بكثير من السوط في الخلايا بدائية النواة.

جميع الخلايا لديها جيناتها مرتبة في سلاسل خطية تسمى الكروموسومات. لكن الخلايا حقيقية النواة تحتوي على نسختين (أو أكثر) من كل جين. أثناء التكاثر ، تخضع كروموسومات الخلايا حقيقية النواة لعملية منتظمة من الازدواج تسمى الانقسام. لقد تعلمت عن الانقسام الفتيلي في العديد من الدروس السابقة وستسمع المزيد عنها لاحقًا.

اكتشافات جديدة

حتى وقت قريب ، كان يُعتقد أن الخلايا حقيقية النواة فقط هي التي توجد في مجموعات متعددة الخلايا مثل الأعضاء والأنسجة. لكن الاكتشافات الحديثة تشير إلى أن بعض الخلايا بدائية النواة تفعل ذلك أيضًا. هذا مجرد مثال آخر لكيفية تغيير الاكتشافات الجديدة دائمًا لما نعرفه - أو نعتقد أننا نعرفه.


أنواع الخلايا

بسبب ملايين الأنواع المتنوعة من الحياة على الأرض ، والتي تنمو وتتغير تدريجياً بمرور الوقت ، هناك اختلافات لا حصر لها بين أنواع الخلايا التي لا حصر لها.

ومع ذلك ، سننظر هنا في النوعين الرئيسيين من الخلايا ، وفئتين فرعيتين مهمتين لكل منهما.

بدائيات النوى

بدائيات النوى هي الأبسط والأقدم من نوعي الخلايا الرئيسيين. بدائيات النوى هي كائنات وحيدة الخلية. تعد البكتيريا والبكتيريا القديمة أمثلة على الخلايا بدائية النواة.

تحتوي العديد من الخلايا بدائية النواة أيضًا على أهداب أو ذيول أو طرق أخرى يمكن للخلية من خلالها التحكم في حركتها.

تعكس هذه الخصائص ، بالإضافة إلى جدار الخلية والكبسولة ، حقيقة أن الخلايا بدائية النواة تعمل بمفردها في البيئة. فهي ليست جزءًا من كائن متعدد الخلايا ، والذي قد يحتوي على طبقات كاملة من الخلايا مكرسة لحماية الخلايا الأخرى من البيئة ، أو لخلق الحركة.

تحتوي الخلايا بدائية النواة على كروموسوم واحد يحتوي على جميع المواد الوراثية الأساسية للخلية وتعليمات التشغيل. عادة ما يكون هذا الكروموسوم الفردي مستديرًا. لا توجد نواة أو أي أغشية أو عضيات داخلية أخرى. يطفو الكروموسوم فقط في الخلية & # 8217s السيتوبلازم.

قد توجد سمات ومعلومات وراثية إضافية في وحدات جينية أخرى داخل السيتوبلازم ، تسمى "البلازميدات" ، ولكنها عادةً ما تكون جينات يتم تمريرها ذهابًا وإيابًا بواسطة بدائيات النوى على الرغم من عملية "النقل الأفقي للجينات" ، أي عندما تعطي خلية واحدة مادة وراثية لآخر. تحتوي البلازميدات على دنا غير أساسي يمكن للخلية أن تعيش بدونه ، والذي لا ينتقل بالضرورة إلى النسل.

عندما تكون خلية بدائية النواة جاهزة للتكاثر ، فإنها تصنع نسخة من كروموسومها الفردي. ثم تنقسم الخلية إلى نصفين ، وتقسيم نسخة واحدة من كروموسومها وتشكيلة عشوائية من البلازميدات لكل خلية ابنة.

هناك نوعان رئيسيان من بدائيات النوى معروفين للعلماء حتى الآن: البكتيريا البدائية ، وهي سلالة قديمة جدًا من الحياة مع بعض الاختلافات الكيميائية الحيوية من البكتيريا وحقيقيات النوى ، والبكتيريا ، والتي تسمى أحيانًا "eubacteria" أو "البكتيريا الحقيقية" لتمييزها عن بدائيات.

يُعتقد أن البكتيريا منحدرة أكثر "حداثة" للبكتيريا الأثرية.

تحتوي كلتا العائلتين على "بكتيريا" في الاسم لأن الاختلافات بينهما لم تكن مفهومة قبل اختراع تقنيات التحليل الكيميائي الحيوي والجيني الحديثة.

عندما بدأ العلماء في فحص الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة بدائيات النوى بالتفصيل ، اكتشفوا هاتين المجموعتين المختلفتين للغاية ، اللتين ربما تكون لهما علاقات مختلفة مع حقيقيات النوى وتاريخ تطوري مختلف!

يعتقد بعض العلماء أن حقيقيات النوى مثل البشر ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالبكتيريا ، نظرًا لأن حقيقيات النوى لها كيمياء غشاء الخلية مماثلة للبكتيريا. يعتقد البعض الآخر أن البكتيريا البدائية ترتبط ارتباطًا وثيقًا بنا حقيقيات النوى ، لأنها تستخدم بروتينات مماثلة لإعادة إنتاج كروموسوماتها.

لا يزال البعض الآخر يعتقد أننا قد ننحدر من كليهما - أن الخلايا حقيقية النواة ربما تكون قد ظهرت إلى الوجود عندما بدأت البكتيريا البدائية في العيش داخل لخلية بكتيرية ، أو العكس! هذا من شأنه أن يفسر كيف لدينا سمات وراثية وكيميائية مهمة لكليهما ، ولماذا لدينا مقصورات داخلية متعددة مثل النواة ، والبلاستيدات الخضراء ، والميتوكوندريا!

حقيقيات النواة

يُعتقد أن الخلايا حقيقية النواة هي أحدث أنواع الخلايا الرئيسية. جميع الكائنات متعددة الخلايا ، بما في ذلك أنت وقطتك والنباتات المنزلية الخاصة بك ، هي حقيقيات النوى. يبدو أن الخلايا حقيقية النواة "تعلمت" العمل معًا لتكوين كائنات متعددة الخلايا ، بينما تبدو بدائيات النوى غير قادرة على القيام بذلك.

تحتوي الخلايا حقيقية النواة عادةً على أكثر من كروموسوم واحد ، والذي يحتوي على كميات كبيرة من المعلومات الجينية. داخل جسم الكائن متعدد الخلايا ، قد يتم "تشغيل" و "إيقاف" جينات مختلفة داخل هذه الكروموسومات ، مما يسمح للخلايا التي لها سمات مختلفة وتؤدي وظائف مختلفة داخل نفس الكائن الحي.

تحتوي الخلايا حقيقية النواة أيضًا على غشاء داخلي واحد أو أكثر ، مما أدى بالعلماء إلى استنتاج مفاده أن الخلايا حقيقية النواة قد تطورت عندما بدأ نوع واحد أو أكثر من بدائيات النوى في العيش في علاقات تكافلية داخل من الخلايا الأخرى.

عادةً ما تتضمن العضيات ذات الأغشية الداخلية الموجودة في الخلايا حقيقية النواة ما يلي:

    بالنسبة للخلايا الحيوانية - الميتوكوندريا ، التي تحرر الطاقة من السكر وتحولها إلى ATP بطريقة فعالة للغاية.
    تمتلك الميتوكوندريا أيضًا الحمض النووي الخاص بها ، المنفصل عن الخلايا & # 8217 DNA النووي ، مما يوفر مزيدًا من الدعم لنظرية أنها كانت بكتيريا مستقلة.


الخلايا حقيقية النواة والخلايا بدائية النواة

تختلف الهياكل الخلوية للخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة وأن تأثير وآلية الفيروسات التي تهاجمها مختلفة أيضًا.


في خلايا حقيقيات النوى ، يحتوي الفيروس على مستقبلات للخلايا التي يمكنه مهاجمتها. ثم يدخل ويكرر مادته الجينية في النواة وينتشر تأثيره الذي عندما لا يهدأ مع عملية التمثيل الغذائي للكائن الحي. بالنسبة لهذه الخلايا ، يتعين على الفيروس أن يمر عبر العديد من الخلايا قبل أن تكتمل العدوى.


في الخلايا بدائية النواة على سبيل المثال البكتيريا ، يمكن أن يكون الفيروس
رادع بها
بسبب أنماط المثيلة المختلفة التي يمكن للبكتيريا اكتشافها
تأثير ليسوجينيك
أي يدخل الفيروس الخلية بشكل سلبي وينشر الحمض النووي الفيروسي ويهاجم الخلية في وقت لاحق في وقت لاحق قد يهاجم البكتيريا على الفور فيما يسمى
عدوى ليتيك
. يتمثل الاختلاف الرئيسي في الإجراء الفيروسي في أن الخلايا بدائية النواة هي كائنات وحيدة الخلية بشكل عام ، وبالتالي فإن خطوط الاختلاف صارمة. لديهم نظام إعادة توزيع تستند إليه تقنية تحرير الجينات كريسبر.

(المنشور الأصلي بواسطة d r e a m y)
تختلف الهياكل الخلوية للخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة وأن تأثير وآلية الفيروسات التي تهاجمها مختلفة أيضًا.


في خلايا حقيقيات النوى ، يحتوي الفيروس على مستقبلات للخلايا التي يمكنه مهاجمتها. ثم يدخل ويكرر مادته الجينية في النواة وينتشر تأثيره الذي عندما لا يهدأ مع عملية التمثيل الغذائي للكائن الحي. بالنسبة لهذه الخلايا ، يتعين على الفيروس أن يمر عبر العديد من الخلايا قبل أن تكتمل العدوى.


تخليق البروتين في بدائيات النوى وحقيقيات النوى

يتم توليف البروتين في الخلية عن طريق الريبوسومات التي تم العثور عليها مرتبطة بغشاء الشبكة الإندوبلازمية والميكروسومات ، وكذلك في الحالة الحرة في البلازما الأرضية.

المكونات الرئيسية التي تشارك في تخليق البروتين على المستوى الخلوي هي: 20 نوعًا من الأحماض الأمينية المختلفة ، وأنواع مختلفة من الحمض النووي الريبي ، والإنزيمات ، والإنزيمات المنشطة للأحماض الأمينية ، وبوليميراز بوليبيوتيد ، والجزيئات المحررة للطاقة ، مثل ATP و GTP.

الحمض النووي الذي يحتوي على معلومات وراثية يصنع ثلاثة أنواع من الحمض النووي الريبي:

(2) RNA الريبوسوم (الرنا الريباسي) و

(3) نقل RNA (tRNA) أو RNA القابل للذوبان (sRNA).

يتم نسخ mRNA من جزيء DNA. يُشار إلى الموضع المحدد لجزيء الحمض النووي حيث يتم تكوين الرنا المرسال على أنه الجين الهيكلي. ربما تأتي tRNAs من جينات خاصة تسمى المحددات لـ tRNAs.

تخليق البروتين في بدائيات النوى:

تم فحص آلية تخليق البروتين بدقة في الإشريكية القولونية. في الخلية البكتيرية ، يحدث تخليق البروتين في ريبوسوم السبعينيات.

تتضمن عملية تخليق البروتين في الإشريكية القولونية الخطوات التالية:

يحدث الانكماش الجزئي لجدلي DNA. ويتبع ذلك إنتاج جزيء واحد من الرنا المرسال على أحد خيوط الحمض النووي. تم تصنيع مكمل الحمض النووي الريبي المرسال وفقًا لقواعد الاقتران الأساسية. هذا نسخ.

يتم تحفيز نسخ الشفرة الجينية للحمض النووي إلى مرنا بواسطة إنزيم بوليميراز الحمض النووي الريبي. يحمل mRNA المعلومات في شكل قاعدة ثلاثية لتخليق بروتين معين (الشكل 20.2).

2. تتضمن الخطوة الثانية فصل الرنا المرسال عن الحمض النووي ثم نقله من النواة إلى السيتوبلازم والتعلق النهائي بنهاية الرنا المرسال 5 & # 8242 مع 30 ثانية (أصغر) من الريبوسوم في وجود عامل بدء البروتين. قبل أن ينتقل الرنا المرسال من النواة إلى الريبوسوم في السيتوبلازم ، فإنه يخضع لعملية النضج.

في حقيقيات النوى ، يُطلق على الحمض النووي الريبي المتشكل حديثًا اسم RNA النووي غير المتجانس (hn RNA). تتم معالجة العديد من جزيئات RNA الوظيفية بما في ذلك RNA و mRNA في حقيقيات النوى من سلائف RNAs أطول بكثير والتي يتراوح طولها من 5000 إلى 50000 نيوكليوتيد وقد تكون أطول من 10 إلى 100 مرة من جزيئات RNA الوظيفية الناضجة المشتقة منها.

السلائف RNAs هي نسخ من الجينات المنقسمة التي تحتوي على كلا التسلسلات المشفرة للأحماض الأمينية (exons) وتلك التي لا ترميز للأحماض الأمينية (إنترونات) تتخللها. يتم شق المتواليات غير المشفرة من الحمض النووي الريبي السابق وتقسيم تسلسلات التشفير معًا لإنتاج جزيئات RNA وظيفية ناضجة.

لا يتم تقسيم عدد قليل من الجينات حقيقية النواة. في بدائيات النوى ، تكون بعض جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) عبارة عن نواتج انشقاق أطول قبل RNA.

كما تمت الإشارة إليه ، يحدد mRNA تسلسل الأحماض الأمينية في سلسلة البولي ببتيد والتي بدورها يتم تحديدها من خلال تسلسل النيوكليوتيدات في الحمض النووي (الجين). هذه العملية تسمى الترجمة. تتضمن الترجمة الخطوات التالية الموضحة في التين. 20.2 ، 20.3 ، 20.4.

(أ) تفعيل الأحماض الأمينية:

في مكان آخر من السيتوبلازم ، يتم اختيار الأحماض الأمينية للتنشيط. اكتشف البروفيسور فريتز ليبمان وآخرون في عام 1956 أنه قبل أن تتحد الأحماض الأمينية لتكوين البروتينات ، يجب تنشيطها ويتحقق ذلك عن طريق الدمج مع الفوسفات. يتضمن التنشيط التفاعل بين الأحماض الأمينية و ATP.

يتم تحفيز التفاعل بواسطة إنزيم معين لتخليق aminoacyl RNA. لذلك ، من أجل تنشيط 20 amino & shyacids ، يجب أن يكون هناك على الأقل مجموعة من 20 من هذه الإنزيمات في السيتوبلازم. تم اكتشاف إنزيمات تنشيط الأحماض الأمينية لأول مرة بواسطة M. Hoagland.

المنتج المتكون بعد التنشيط هو مركب إنزيم aminoacyl-adenylate وهو مركب غني بالطاقة.

(ب) إرفاق الأحماض الأمينية المنشطة بـ tRNA:

ترتبط الآن نهاية CCA لجزيء الحمض الريبي النووي النقال بمركب إنزيم أمين أدينيلات محدد. يظل aminoacyl-adenylate مرتبطًا بالإنزيم في شكل مركب أحادي التكافؤ حتى يتم نقله إلى الحمض الريبي النووي النقال. يتم نقل مجموعة الكربوكسيل من بقايا aminoacid من aminoacyl adenylate إلى مجموعة 3 & # 8242 OH من سكر الريبوز للأدينوسين الطرفي في نهاية CCA من الحمض الريبي النووي النقال. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل aminoacyl-tRNA و AMP والإنزيم.

يتم تحفيز نقل الأحماض الأمينية إلى الحمض النووي الريبي بواسطة إنزيم aminoacyl RNA synthetase السابق نفسه (الشكل 20.3).

(ج) يأتي مجمع الأحماض الأمينية & # 8211 tRNA إلى mRNA حيث يتم إرفاق ثلاثي النوكليوتيدات أو anticodon من الحمض الريبي النووي النقال بالقاعدة الثلاثية التكميلية (كودون) من الرنا المرسال.

يتم تحديد مصير الحمض الأميني في الوقت الحالي ، ويصبح مرتبطًا بـ tRNA المقابل. يعتبر ارتباط مركب الرسول RNA و tRNA- الأحماض الأمينية مؤقتًا. مثل هذا ، يتم ترتيب العديد من مجمعات الأحماض الأمينية / RN واحدة تلو الأخرى في أماكن مناسبة على خيط RNA الرسول بطريقة خطية. في المرفق ، تعمل trinuceleotides المحول لـ rRNAs كمضادات للأكودونات (الشكلان 20.4 و 20.5).

تحتوي جزيئات mRNA على موقع بدء الترجمة في 5 & # 8242 وموقع إنهاء السلسلة بالقرب من نهاية المسار. يتكون موقع البدء من كودون AUG وبنية ثانوية غير معروفة من mRNA. يحتوي موقع إنهاء السلسلة على أحد الأكواد الثلاثة UAA و UAG و UGA.

يرتبط mRNA الناضج بوحدة فرعية ريبوسومية أصغر في وجود عامل البدء IF2. سرعان ما يأتي مركب tRNA-N-Formyl methionine (F met-tRNA) من تجمع الأحماض الأمينية السيتوبلازمية ويرتبط بأول كودون ثلاثي من mRNA لبدء عملية تخليق البروتين وتشكيل مجمع البدء.

يتكون مركب البدء في وجود غوانوزين ثلاثي الفوسفات (GTP) وثلاثة عوامل بروتين F1، F2 و F3. يتبع ذلك اتحاد وحدة فرعية أكبر مع وحدة فرعية ريبوسومية أصغر في وجود Mg ++ وعوامل البدء F1، F2 لتشكيل الريبوسوم.لا تتم قراءة رموز mRNA بواسطة ريبوسوم واحد ولكن بواسطة العديد من الريبوسومات المرتبطة ببعضها بواسطة mRNA (Polysomes).

(د) بدء تخليق البروتين:

يحتوي الحمض النووي الريبي المرسال دائمًا على أول ثلاثة توائم مثل AUG أو GUG في نهايته الخمسة ورمز هذه الثلاثة توائم للأحماض الأمينية N-formyl methionine (F. met) التي عادةً ما تبدأ سلسلة بروتينية.

وهكذا ، في جميع البروتينات ، يحتل فورميل ميثيونين المرتبة الأولى ، أي عند النهاية الأمينية وعندما يتم تصنيع جزيئات البروتين بالكامل ، يمكن فصل فورميل ميثيونين عن جزيئات البروتين عن طريق نشاط إنزيم deformylase المائي.

في معقد فورميل ميثيونين- tRNA ، يتم حظر المجموعة الأمينية بواسطة مجموعة الفورميل وترك مجموعة COOH فقط حرة للتفاعل مع NH2 مجموعة الحمض الأميني الثاني (AA2). بهذه الطريقة ، تنمو سلسلة البولي ببتيد دائمًا من النهاية الأمينية باتجاه نهاية COOH.

عندما يرتبط مركب واحد من الحمض الريبي النووي الريبوزي بالأحماض الأمينية بالمرنا في نهاية البداية ، فإن المركب الثاني من الحمض النووي الريبي - الأحماض الأمينية يأتي أيضًا بعد الأول وأخيراً يشكل الحمضان الأمينيان المتجاوران رابط الببتيد. مثل هذا العديد من جزيئات الأحماض الأمينية سوف تنضم بترتيب محدد من خلال روابط الببتيد لتشكيل جزيء بروتين معين (الشكل 20.5).

(هـ) استطالة سلسلة بولي ببتيد:

تستطيل سلسلة الببتيد عن طريق الإضافة المنتظمة للأحماض الأمينية والحركة النسبية للريبوسوم جنبًا إلى جنب مع الرنا المرسال في وجود GTP (غوانوزين ثلاثي الفوسفات) في التسلسل التالي:

(أ) وفقًا لـ W.D. Stansfield (1969) ، هناك ثلاثة مواقع مفترضة في التين الريبوسوم. 20.3 و 20.4. وهذه هي:

(ط) موقع فك التشفير أو & # 8216A & # 8217 الموقع الذي يربط AA المحمل

مركب tRNA مع mRNA عن طريق الاقتران الأساسي.

(2) موقع التكثيف أو موقع & # 8216P & # 8217 أو موقع peptidyl الذي ينضم إلى الأحماض الأمينية إلى سلسلة polypeptide المتنامية.

(3) موقع خروج أو موقع & # 8216E & # 8217 ينفصل فيه الحمض النووي الريبي (tRNA) عن بولي ببتيد ، ورسول RNA ، وريبوسوم.

سوف تدخل الحمض الريبي النووي النقال مع الأحماض الأمينية المرتبطة بها موقع الريبوسوم & # 8216A & # 8217 وسيتم فحصها بواسطة & # 8216 عامل فحص & # 8217 لمعرفة ما إذا كان هناك توافق صحيح بين الكودون على الرسل RNA و anticodon من الحمض الريبي النووي النقال. إذا كان الملاءمة غير صحيح ، فسيتم رفض الحمض النووي الريبي ومن المفترض أن تستمر تجارب أخرى / RNAs حتى يتم العثور على النوع الصحيح.

(ب) نظرًا لأن الكودون البادئ AUG أو GUG قد دخل الريبوسوم وفي موضع مواجه للموقع & # 8216A & # 8217 ، يتم فحص الحمض الريبي النووي النقال الصحيح ، أي f-met-tRNA مقابل الكودون. يتم تسهيل هذا التفاعل من خلال وجود عامل البدء F1

(ج) 30S f-met-tRNA جنبًا إلى جنب مع messenger RNA ، ثم ينتقل من موقع فك التشفير (موقع & # 8216A & # 8217) إلى موقع peptidyl (موقع & # 8216P & # 8217) وبهذا يدخل الكودون التالي لـ mRNA & # 8216A & # 8217 حيث يجد ثاني aminoacyl-tRNA الصحيح. Aminoacyl-tRNA (AA2 & # 8211 tRNA) مع كودون & # 8216A & # 8217 موقع في وجود GTP وبروتينين يسمى عامل النقل Tu و Ts والتي تظل مرتبطة بالريبوسومات.

في عملية الربط هذه ، يتم تكوين معقد من GTP وعوامل النقل و aminoacyl-tRNA الوارد الذي يعمل في النهاية على إصلاح aminoacyl-tRNA (AA2 tRNA) في موقع الريبوسوم & # 8216A & # 8217 وفي نفس الوقت يطلق عوامل النقل & # 8211 GTP المركب والفوسفات غير العضوي.

(د) نظرًا للحركة النسبية للريبوسوم و mRNA في وجود جزيء GTP واحد ، يدخل الكودون التالي إلى موقع & # 8216A & # 8217. يشغل الموقع A الآن aminoacyl- tRNA آخر (AA3& # 8211 tRNA) المقابل للشفرة التالية من mRNA و f-met-tRNA تصل إلى موقع الخروج (الموقع الإلكتروني) و AA2- يحدث الحمض النووي الريبي في موقع P. الآن إنزيم يُعرف باسم ترانسفيراز I يطلق الحمض الريبي النووي النقال من فورميل ميثيونين ويقلب فورميل ميثيون (AA1،) إلى AA2-tRNA ملزمة في موقع & # 8216P & # 8217.

وفقًا لمونرو (1967) ، فإن الإنزيم المعروف باسم إنزيم الببتيدل سينثيتاز الموجود في SOS ، تساعد الوحدة الفرعية في تكوين رابطة الببتيد. من المفترض أن يقوم العامل & # 8216G & # 8217 بإطلاق الحمض النووي الريبي المفرغ أو المنزوع الأسيتيل من موقع الريبوسوم & # 8216E & # 8217.

(هـ) تتبع المرحلة التالية من عملية الاستطالة إنشاء رابطة الببتيد عن طريق التفاعل بين NH الحر2 مجموعة من الأحماض الأمينية ومجموعة الكربوكسيل الواردة من عديد الببتيد.

وهكذا ، أثناء استطالة سلسلة البولي ببتيد ، يدخل كل حمض tRNA مشحون (aminoacyl-tRNA) إلى موقع فك التشفير ، وينتقل إلى موقع & # 8216P & # 8217 ، وينقل حمضه الأميني إلى نهاية الكربوكسيل لبولي ببتيد ، ويتحرك للخروج من الموقع حيث يتم نقل سلسلة البولي ببتيد إلى tRNA المجاور المرتبط في موقع & # 8216P & # 8217 ثم إطلاقه أخيرًا من الريبوسوم.

يتم الانتهاء من توليف سلسلة البولي ببتيد وفقًا لرموز RNA الرسول وتنتهي العملية فجأة حيث يوجد أي واحد من ثلاثة توائم UAG و UAA و UGA في الرسول RNA. بشكل عام ، لا يحتوي الحمض الريبي النووي النقال (tRNA) على مضادات الكودون لأي من هذه الكودونات الثلاثة & # 8216 اللامعقول & # 8217 ولكن بعض الطفرات الكابتة تنتج الحمض الريبي النووي النقال مع أي من هذه الكودونات الثلاثة.

تفكك عوامل البدء من مجمع البدء:

ترتبط سلسلة البولي ببتيد ، التي لا تزال مرتبطة بـ / RNA ، بـ mRNA. يتم تحرير السلسلة من الريبوسوم تحت إشراف ثلاثة بروتينات متميزة تسمى العوامل المحررة R1، ر2 و S.

ترتبط هذه العوامل بالريبوسوم وتتحكم في التحلل المائي لرابط الإستر بين الحمض النووي الريبي وسلسلة البولي ببتيد. يسمى استنساخ سلسلة البولي ببتيد الأولية وفقًا لمواصفات mRNA بالترجمة.

بعد الانتهاء من السلسلة ، تنفصل الوحدتان الفرعيتان من الريبوسومات.

تخليق البروتين في 80S ريبوسومات من حقيقيات النوى:

تم العثور على أن عملية تخليق البروتين على ريبوسومات SOS لحقيقيات النوى تشبه إلى حد ما تلك الموجودة على ريبوسومات 70S الموصوفة أعلاه.

ومع ذلك ، فإن عملية بدء سلسلة البولي ببتيد على 8OS ريبوسومات من حقيقيات النوى تختلف عن تلك الخاصة بدائيات النوى في الجانبين التاليين:

1. في حقيقيات النوى ، يعمل ميثيونين فورميل ميثيونين كبداية سلسلة الأحماض الأمينية.

2. في حقيقيات النوى ، ترتبط الوحدة الفرعية الأصغر (40S) مع methionine-tRNA دون مساعدة mRNA.

3. لتشكيل البدء المركب ، ليس من الضروري إشراك GTP (Zasloff and Ochoa ، 1972).

4. تتضمن عملية البدء الخطوات التالية:

(ط) الوحدة الفرعية Met- / RNA + 40S & # 8212 & # 8212 & # 8212- & GT 40S-met rRNA

(2) 40S-met / RNA + mRNA & # 8212 & # 8212 & # 8212- & GT 40S-mRNA-met / RNA

(3) 40S-mRNA-met / RNA + 60S وحدة فرعية & # 8212 & # 8212 & # 8212 & # 8211 & gt 80S-mRNA met-tRNA-complex.


رسم بياني

علم الأحياء بنية الخلية بدائية النواة ووظيفتها بيولوجيا Shmoop

خلايا بدائية النواة Bioninja

جمع مخطط خلية بدائية النواة المسمى صور تجسسًا

مخطط وظائف أجزاء الخلايا بدائية النواة

مخطط وظائف أجزاء الخلايا بدائية النواة

وظيفة وتعريف خلايا بدائية النواة

أجزاء هيكل تعريف الخلايا بدائية النواة بدائيات النوى

رسم تخطيطي لخلية بدائية النواة بقلم ماريانا رويز وصف مفصل

خلايا بدائية النواة مقال خلايا أكاديمية خان

ارسم مخططًا جيدًا مُصنَّفًا بشكل جيد لخلية بدائية النواة Brainlyin

ارسم مخططًا جيدًا لخلية بدائية النواة ارسم جيدًا

الخصائص الفريدة لعلم الأحياء الدقيقة للخلايا بدائية النواة

ارسم مخططًا جيدًا لخلايا بدائية النواة Brainlyin

خصائص هيكل تعريف الخلية بدائية النواة و

22 ليبريتيكستس بيولوجيا الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة

بيرسون بيولوجي بليس

هيكل خلايا بدائيات النوى وحقيقيات النوى

الخصائص الفريدة لعلم الأحياء الدقيقة للخلايا بدائية النواة

واجب منزلي مخطط خلية بدائية النواة

مخطط الخلية البكتيرية مساحة الصور للأطفال Gmispacecom

الهيكل الفائق للخلايا بدائية النواة

خلايا بدائية النواة مقال خلايا أكاديمية خان

الوحدة 1 محاضرة 1 الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة

12 مهارة رسم خلايا بدائية النواة على اليوتيوب

بنية بدائيات النوى ووظيفتها مؤسسة Ck 12 المتقدمة

الخصائص الفريدة لعلم الأحياء الدقيقة للخلايا بدائية النواة

تلاحظ بيولوجيا Ib 22 خلية بدائية النواة

مقدمة عن الخلايا حقيقية النواة مقالة خلايا أكاديمية خان

خلايا حقيقية النواة Bioninja

5 مخططات تخطيطية للأنسجة وخلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة

الخصائص الفريدة لعلم الأحياء الدقيقة للخلايا بدائية النواة

الفرق بين الخلايا بدائية النواة والخلايا حقيقية النواة

تلاحظ بيولوجيا Ib 22 خلية بدائية النواة

حقيقيات النوى مقابل الاختلافات في بنية الخلية بدائيات النوى

أعط رسمًا تخطيطيًا مُصنَّفًا جيدًا لخلية بدائية النواة وحقيقية النواة

اكتشف الفرق بين الخلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة

الفرق بين الخلايا بدائية النواة والخلايا حقيقية النواة

مقدمة عن الخلايا حقيقية النواة مقالة خلايا أكاديمية خان

22 خلية بدائية النواة السيد Gs Ib Biology

هيكل بدائيات النوى Bioninja

Quia 9ap الفصل 27 البكتيريا والعتائق الأساسية

التعبيرات الجزيئية بيولوجيا الخلية هيكل خلية البكتيريا

علم الأحياء هيكل الخلية بدائية النواة ووظيفتها بيولوجيا Shmoop

الخصائص الفريدة لعلم الأحياء الدقيقة للخلايا حقيقية النواة

هيكل الخلية حقيقية النواة و Sciencetopia التكاثر

ارسم مخططًا جيدًا لخلية برينلين بدائية النواة

بدائية النواة البكتيرية رسم تخطيطي لمكتبة القصاصات الفنية

33 خصائص فريدة من نوعها لعلم الأحياء الدقيقة للخلايا بدائية النواة

تفاصيل الصورة لخلية خلية حيوانية فارغة مخطط خلية حيوانية خلية ثلاثية الأبعاد

مخططات خلية بدائية النواة للطباعة

رسم بدائية النواة مشروح شفافة Png Clipart تحميل مجاني

خلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة على موقع YouTube

بدائية النواة خلية بكتيريا أصغر هيكل أبسط الحمض النووي

مخطط الخلية البكتيرية المسمى أفضل مخطط خلية بدائية النواة

مخطط خلية بدائية النواة فارغ Notasdecafeco

خلايا بدائية النواة معلومات المخطط المسمى Vmglobalco

بدائية النواة صور الأسهم ناقلات Shutterstock

221 ارسم خلية بدائية النواة معممة كما يظهر في الإلكترون

بدائية النواة وحقيقية النواة نوعان أساسيان من الخلايا البيولوجية الصفحة 2

قراءة الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة. Biology Ck 12 Foundation

بدائية النواة صور الأسهم ناقلات Shutterstock

الخلايا حقيقية النواة وخلايا بدائية النواة مخطط فين Sansu

مخطط خلية بدائية النواة Modlioco

رسم تخطيطي للجهاز الهضمي الأحياء الدقيقة للبقرة بدائية النواة

/> الاختلافات بين الخلايا النباتية والحيوانية

حل التسمية رسم تخطيطي للخلية بدائية النواة بالترتيب

رسم تخطيطي لوظيفة غشاء الخلية الجديدة بدائية النواة

الفرق بين خلية بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة الرئيسية

رسم وتسمية أجزاء من دراسة خلية بدائية النواة

الموضوع 12 الترا بنية الخلايا عالم مذهل من العلوم مع

مجاهر الخلايا 4 مدارس

السيتوبلازم لمحة عامة عن هيكلها ووظائفها

22 بيولوجيا الخلية بدائية النواة

مجموعة من قصاصات فنية مجانية خلية بدائية النواة تنزيل على Ui Ex

الخصائص الفريدة لعلم الأحياء الدقيقة للخلايا حقيقية النواة

خلية بدائية النواة رسم بيولوجيا Ib يوتيوب

رسم تخطيطي للجهاز الهضمي الأحياء الدقيقة للبقرة بدائية النواة

مقدمة إلى الخلايا A Level Biology Revision Notes

صور خلية حقيقية النواة صور الأسهم ناقلات Shutterstock

/> وظيفة هيكل الخلايا بدائية النواة والتعريف

Sciencetopia هيكل الخلية حقيقية النواة

الرسم التخطيطي المسمى للخلايا بدائية النواة صور مجهرية ملهمة للخلايا

Bioknowledgy 12 البنية التحتية للخلايا

الرسومات التخطيطية للبكتيريا لطباعة مخطط البكتيريا موقع الرسم التخطيطي

الخلايا النباتية مقابل الخلايا الحيوانية مع البومة التخطيطية

كيفية رسم عرض علم الأحياء لعلم الخلايا بدائية النواة

الريبوسومات تعريف الهيكل الحجم الموقع والوظيفة

الموضوع 12 الترا بنية الخلايا عالم مذهل من العلوم مع

تحميل الكريسماس بدائيات النوى مجانا قصاصة فنية مجانية قصاصة فنية على

هيكل الخلية البكتيرية مع رسم بياني

الصف السادس الخلايا السيد سكوتس الصف السادس

هيكل ووظائف الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة فئة 8


33 في الشكل 4.3 ، أي رسم تخطيطي لجدار الخلية له هيكل يحمي من التحلل التناضحي _

لا يمكن تحديد الإجابة على أساس المعلومات المقدمة. يحتوي على أحماض تيكويك.

2743 Exam1 Ch04 العلوم البيولوجية 2743 مع Sridhar At

في الشكل 43 ، أي رسم تخطيطي لجدار الخلية يقاوم العديد من المضادات الحيوية على سبيل المثال.

في الشكل 4.3 ، أي رسم تخطيطي لجدار الخلية له هيكل يحمي من التحلل التناضحي _. يحمي الخلية في بيئة مفرطة التوتر. كل من العبارات التالية المتعلقة بجدار الخلية الموجب للجرام صحيحة باستثناء. لا يمكن تحديد الإجابة على أساس المعلومات المقدمة.

29 في الشكل 43 ، أي رسم تخطيطي لجدار الخلية له هيكل يحمي من التحلل التناضحي. 29 في الشكل 43 ، أي رسم تخطيطي لجدار الخلية له هيكل يحمي من التحلل التناضحي. إنه حساس لليزوزيم.

إنه حساس للبنسلين. يحافظ على شكل الخلية. علم الأحياء الدقيقة 4 بطاقات تعليمية أي من الهياكل الخلوية التالية لها دور في الشكل 4 3 الذي يحتوي الرسم التخطيطي لجدار الخلية على جدار يحمي من التحلل التناضحي c microbio chp 4 بطاقات تعليمية تبدأ في دراسة microbio chp 4 ستخضع الخلية لتحليل تناضحي ج والذي رسم تخطيطي لجدار الخلية له هيكل يحمي من التناضحي.

لا يمكن تحديد الإجابة على أساس المعلومات المقدمة. 30 في الشكل 43 الذي رسم تخطيطي لجدار الخلية تمت إزالته بواسطة الكحول. 30 في الشكل 43 الذي رسم تخطيطي لجدار الخلية تمت إزالته بواسطة الكحول.

في الشكل 43 ، أي رسم تخطيطي لجدار الخلية يقاوم العديد من المضادات الحيوية مثل البنسلين.

3 3 خصائص فريدة من نوعها لعلم الأحياء الدقيقة للخلايا بدائية النواة

طباعة الفصل 4 البطاقات التعليمية بطاقات الملاحظات السهلة

Cilium 18 وظيفة من Glycocalyx تشمل كل ما يلي

انخفاض في موت الخلايا المستحثة في قرن آمون من 17 ب

أنزيمات النص الكامل الخالية من الفيروسات والآليات التي يستخدمها

مايكرو 1 اختبار الفصل 3 علم النفس 9 مع هيكس في كلية نوركو

التخليق الحيوي والنمو الفصل 6 التمثيل الغذائي بدائية النواة و

3 3 خصائص فريدة من نوعها لعلم الأحياء الدقيقة للخلايا بدائية النواة

Mcb2010 محاضرة Hw 1 Mcb 2010 مختبر علم الأحياء الدقيقة Studocu

هيكل ووظيفة أغشية الخلايا التي تم فحصها بواسطة الذرات

الخصائص الفريدة للخلايا بدائية النواة علم الأحياء الدقيقة Openstax

Cilium 18 وظيفة من Glycocalyx تشمل كل ما يلي

تكوين وهيكل الخلايا بدائية النواة الفصل 2

تجميع في المختبر لجسر الببتيد الخماسي الكامل

تنقية القرع من مستخلص S Enteritidis Periplasmic بواسطة

الآلية العامة للتسبب في المرض Springerlink

23 1 مفاهيم الاستجابة المناعية الفطرية في علم الأحياء الكندي الأول

البوليمرات فائقة الامتصاص من جدار خلية الفطريات Zygomycetes

Cilium 18 وظيفة من Glycocalyx تشمل كل ما يلي

الخصائص الفريدة للخلايا بدائية النواة علم الأحياء الدقيقة Openstax

تأثير تخمير النص الكامل لتركيز الجلوكوز

علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء في خلية تخصيص القراءة السياق

Openstax Microbiology 3 3 خصائص فريدة من بدائية النواة

طباعة الفصل 4 البطاقات التعليمية بطاقات الملاحظات السهلة

نص كامل مجاني للآلات الدقيقة نحو Multiplex Molecular

الخصائص الفريدة للخلايا بدائية النواة علم الأحياء الدقيقة Openstax

الخصائص الفريدة للخلايا بدائية النواة علم الأحياء الدقيقة Openstax

آثار الجاذبية الصغرى في الفضاء على التمايز العابر بين

علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء في خلية تخصيص القراءة السياق

التقنيات والإجراءات المتضمنة في كتاب إنتاج الإنزيم

الفصل 4 واجب منزلي في معهد كلية الطب Ecpi Studyblue

التحكم المتماثل في التحلل المائي لجدار الخلية بواسطة The Walrk Two


تصنيف الكائنات الحية

مع تقدم المعرفة في العالم الحي ، صنف العلماء الكائنات الحية إلى مجموعتين: بلانتاي ، أي المملكة النباتية والحيوانية ، أي مملكة الحيوان.

يتميز بلانتاي بما يلي:

1. تعتمد التغذية على الطاقة الضوئية ،

2. وجود جدار خلوي صلب ، و

3. يبقى معظمهم متجذرًا في التربة.

تتميز Animalia بـ:

2. عادة ما يكون الأعضاء متحركين.

في وقت لاحق ، مع تقدم المعرفة والخجل على الكائنات الحية الدقيقة ، أي الكائنات المجهرية وحيدة الخلية ، كان يُعتقد أن النظام أعلاه غير كافٍ.

في النظام السابق ، وضع العلماء البكتيريا والطحالب المجهرية والفطريات تحت مملكة النبات ، للأسباب التالية:

1. هم غير متحركين نسبيا ، و

2. أنهم غير قادرين على تناول الطعام.

نظام الممالك الثلاث:

نشأت صعوبة بسبب اكتشاف كائنات دقيقة من الحبوب والشيلين لها خصائص مشتركة مع كل من النباتات والحيوانات. مع تقدم المزيد من المعرفة حول الكائنات الدقيقة والكائنات الخجولة ، اقترح العديد من العلماء وضعها في مملكة منفصلة.

بناءً على المفهوم أعلاه ، اقترح Earnest Haeckel (1834-1919) ، عالم الحيوان الألماني (1866) اسم المملكة الثالثة ، Protista (Gr. Protistos & # 8211 الأولى أو البدائية) ، وتشمل جميع الكائنات المجهرية ، وحيدة الخلية ، والمتحركة وغير - كائنات حية متحركة ، أو ضوئية أو غير ضوئية ، حرة ومستقلة (ليست نباتية ولا حيوانية نموذجية).

وهكذا فإن جميع الكائنات الحية الدقيقة أحادية الخلية من الطحالب والفطريات والأوليات وكذلك البكتيريا مدرجة تحت مملكة بروتيستا. عرفت الفيروسات منذ نهاية القرن التاسع عشر. بسبب طبيعتها غير الخلوية ، لم يتم تضمينها في تصنيف الكائنات الحية.

استنادًا إلى المعرفة الأكثر تفصيلاً حول بنية الخلية خلال أواخر الأربعينيات بمساعدة التكبير القوي الذي يوفره الفحص المجهري الإلكتروني ، وجد أن الكائنات الحية تتكون من نوعين من الخلايا:

1. بدائية النواة (Gr. Pro & # 8211 primitive karyon & # 8211 nucleus) ، وتتميز بـ:

ط) الخلية لديها DNA غير مرتبط بغشاء ،

ب) جدار خلوي شبه صلب يتكون من مركب مورين.

تشمل هذه المجموعة البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة.

2. حقيقيات النوى (Gr. Eu & # 8211 true karyon & # 8211 nucleus) ، وتتميز بما يلي:

ط) الخلية لديها نواة جيدة التنظيم ،

2) متقدرات متطورة وشبكة داخلية وشبكة شيبلازمية.

ج) يتكون فلاجيللا من 9 + 2 هيكل ليفي.

تشمل هذه المجموعة الطحالب الخضراء والبنية والحمراء والبروتوزوا والفطريات والنباتات والحيوانات العليا.

تعتبر بدائيات النوى أكثر بدائية من حقيقيات النوى.

بناءً على الفكرة المذكورة أعلاه ، تم تقسيم مملكة بروتيستا إلى قسمين:

1. انخفاض البروتست ، أي بدائية النواة بروتيستا ، و

2. بروتيستا أعلى ، أي كائنات حقيقية النواة.

نظام الممالك الأربعة:

مع حدث عدم التجانس أعلاه لـ pro & shytista ، اقترح كوبلاند (1956) نظام الممالك الأربع. في نظامه ، تم وضع المحتجين الأدنى تحت مملكة منفصلة ، Monera ، بينما تم الاحتفاظ بمتظاهرين أعلى في المملكة Protista. وهكذا ، فإن الممالك الأربع هي Monera و Protista و Metaphyta (نباتات خضراء) و Metazoa (حيوانات).

إن نظام المملكة الأربعة ، على الرغم من تطوره العالي ، يعاني من العديد من أوجه القصور.

أوجه القصور المهمة هي:

1. عدم وجود اختلاف جوهري بين الفطريات وغيرها من الكائنات الأولية حقيقية النواة.

2.بناءً على الخصائص المختلفة ، مثل توزيع الهيستون وتنظيم الكروموسو والشيمال ، والدور البيئي والغذائي ، والسيتوكروم ج ، وتسلسل الأحماض الأمينية ، ونقص البلعمة ، ونقص الكريات ، وما إلى ذلك ، من الصعب وضع الفطريات (على الأقل الفطريات الأعلى) في أي إحدى الممالك المذكورة أعلاه.

في وقت لاحق ، تبع نظام الممالك الأربع أيضًا باركلي (1968).

نظام الممالك الخمس:

تُظهر المعرفة أعلاه حول بدائيات النوى وحقيقيات النوى العديد من الاختلافات وكان يُعتقد أن أشكال الحياة المختلفة (حقيقيات النوى) قد تطورت بشكل متعدد الأشكال من مجموعة متنوعة من أشكال الأجداد البدائية والخلقية (بدائيات النوى). من المعرفة المذكورة أعلاه ، قرر العديد من العلماء إعطاء مكانة المملكة لأنواع الحياة المختلفة.

بناءً على الفكرة المذكورة أعلاه ، اقترح روبرت ويتاكر (1969) ، عالم البيئة الأمريكي ، تصنيف نظام الخمس ممالك (الشكل 1.9) بناءً على معيارين رئيسيين على الأقل:

ط) 3 مستويات من التركيب الخلوي: بدائيات النوى ، حقيقيات النوى أحادية الخلية وحقيقيات النوى متعددة الخلايا ، و

2) 3 طرق رئيسية للتغذية: التمثيل الضوئي والخجل (في النباتات) ، الامتصاص (في الفطريات) والابتلاع (في الحيوانات).

يشمل جميع بدائيات النوى وأسلافهم المفترضين.

يشمل حقيقيات النوى وحيدة الخلية ، مثل الطحالب والبروتوزوا وقوالب الوحل.

3 - بلانتاي (نباتات):

يشمل حقيقيات النوى متعددة الخلايا ، أي الطحالب العالية والنباتات الخضراء.

يتضمن عاني و shymals متعدد الخلايا.

تم إثراء المعرفة بالخلايا خلال السبعينيات ، مع تقدم تقنيات مختلفة وخجولة مثل المجهر الإلكتروني وما إلى ذلك لاحقًا ، لاحظ Woese and Fox (1977) أن هناك نوعين من بدائيات النوى.

للبكتيريا الأثرية الخصائص الفريدة التالية:

ط) تكوين جدار فريد ،

ب) تسلسل فريد DNA و RNA ،

ج) غشاء البلازما لا يشبه أي كائن حي آخر & # 8217s.

ولكن يصبح من الصعب وضع بعض الكائنات الحية في أي من المجموعتين السابقتين.

في وقت لاحق ، قام إدواردز (1976) ، وويتاكر ومارجوليس (1978) بتقسيم الكائنات الحية إلى مملكتين عظميين & # 8211 هما Prokaryonta و Eukaryonta. يشمل Prokaryonta ملكًا واحدًا وحيويًا Monera ، والذي يتضمن البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة. تنقسم مملكة Eukaryonta الخارقة الأخرى إلى 4 ممالك: Protista و Plantae و Fungi و Animalia.

يعكس التصنيف التطور التطوري من الكائنات البدائية إلى الكائنات الحية المتقدمة ويتوافق أيضًا مع الفرضية القائلة بأن حقيقيات النوى قد تطورت من خلال الارتباط التكافلي بين نوعين أو أكثر من الكائنات بدائية النواة. في هذا النوع من الارتباط التكافلي ، يبقى المرء داخل الآخر.

بسبب العديد من الخصائص المميزة ، توضع الفطريات في مملكة منفصلة.

نظرًا لوجود تمايز بين مجموعات الطحالب المختلفة فيما يتعلق بالأورجا الخلوية والتلألؤ ، وعلم وظائف الأعضاء والكيمياء الحيوية ، توضع الطحالب أحادية النواة وخلوية النواة تحت مملكة بروتيستا ، جنبًا إلى جنب مع البروتوزوا ، ومن ناحية أخرى ، الطحالب العليا (الطحالب حقيقية النواة: أعضاء من كلوروفيسيا ، Phaeo- phyceae ، Rhodophyceae وما إلى ذلك) تم تضمينها وتخزينها تحت Kingdom Plantae.

استنادًا إلى الدراسات البيوكيميائية والميكروية وغير الدقيقة ، Stanier et al. (1971) و Stanier and Chohen-Brazire (1977) ، ذكروا أن الطحالب الخضراء المزرقة أكثر تشابهًا مع البكتيريا ، وهناك يجب اعتبارها على أنها بكتيريا زرقاء وخضراء (Cyanobacteria).

على الرغم من أن الفيروس ليس كائنًا خلويًا ، فقد تم إدراجه ضمن Super-Kingdom Prokaryonta لسهولة التعامل معه.

في وقت لاحق ، لم يتم قبول نظام الممالك الخمس من قبل العديد من علماء الأحياء للأسباب التالية:

ط) عدم وجود تمايز بين العتائق والبكتيريا ، و

ب) الحدود بين King & shydoms # 8211 مثل Protista و Plantae و Fungi & # 8211 ليست محددة جيدًا.

نظام الممالك الست:

بالنسبة للمشاكل المذكورة أعلاه مع نظام ويتاكر المكون من خمس ممالك ، تم تقديم اقتراح بديل وتم التركيز على نظام الممالك الست. في نظام الممالك الست ، تنقسم Kingdom Monera أو Prokaryotae إلى مملكتين & # 8211 ، Eubacteria و Archaebacteria. تظل الملوك والحياء الأخرى كما اقترحها ويتاكر. لذا ، فإن الممالك الست هي Eubacteria ، و Archaebacteria ، و Protista ، و Plantae ، و Fungi ، و Animalia.

نظام المملكة الثمانية:

بذلت محاولات من قبل علماء مختلفين ومخادعين لتقسيم البروتستيين إلى عدة ممالك محددة جيدًا. في هذا الصدد ، فإن نظام الممالك الثمانية وكافاليير سميث هو نظام مثالي.

ووفقًا له ، فإن بنية الخلية والتنظيم الجيني مهمان جدًا لدراسة علم التطور. لقد أخذ في الاعتبار الخصائص الهيكلية الفائقة بالإضافة إلى تسلسل r-RNA وأيضًا الخصائص الجزيئية والتحولات الأخرى في تصنيفه. قام بتقسيم الكائنات الحية إلى إمبراطوريتين (البكتيريا و Eucaryota) و 8 ممالك.

تنقسم البكتيريا الإمبراطورية الأولى إلى مملكتين:

تنقسم إمبراطورية Eucaryota الثانية (الكائنات حقيقية النواة والكائنات الخجولة) إلى ست ممالك:


ورقة عمل الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة

انقر فوق أيقونة منبثقة أو أيقونة طباعة إلى ورقة العمل لطباعتها أو تنزيلها. عرض أفضل 8 أوراق عمل تم العثور عليها للخلايا بدائية النواة.

3 2 مقارنة مفاهيم الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة في علم الأحياء

بعض أوراق العمل المعروضة هي عمل علم حشرات الخلية بدائية النواة وحقيقية النواة بدون أجزاء عمل لخلايا حقيقية النواة بدائية النواة الفصل 3 الهيكل الخلوي والوظيفة هيكل خلية العمل يجيب عمل بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة مقارنة بأنظمة عضية بدائية النواة حقيقية النواة.

ورقة عمل الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة. بعض أوراق العمل الخاصة بهذا المفهوم عبارة عن عمل بدائيات النوى وبنية خلية حقيقية النواة لعلم البكرات بدون عمل بدائيات النوى والخلايا بدائية النواة مقابل أجزاء عمل حقيقية النواة للخلايا بدائية النواة. Priedas 2 prokariotinė ir eukariotinė ląstelė بنية الخلية بدائية النواة وحقيقية النواة 1 ورقة عمل مهمة بنية الخلية بدائية النواة وحقيقية النواة 1. حدد نوع الخلية.

أوراق العمل هي عمل خلية بدائية النواة وحقيقية النواة لعلم حشرات الخلية بدون عمل حقيقية النواة والخلايا بدائية النواة مقابل أجزاء عمل حقيقية النواة للخلايا بدائية النواة. بعض أوراق العمل المعروضة عبارة عن بدائيات النوى بكتيريا عمل البكتيريا الزرقاء تعمل بدائيات النوى وبنية خلية حقيقية النواة مقابل عمل حقيقيات النوى الفصل 13 الكائنات الحية الدقيقة بدائيات النوى والفيروسات أجوبة بنية خلية العمل بدائيات النوى قراءة الفصل 14 الكائنات الأولية حقيقية النواة وعمل الفطريات. الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة.

شاهد الفيديو واملأ الجدول عن طريق مطابقة خصائص الخلية للخلية المعينة. بعض أوراق العمل المعروضة عبارة عن أجزاء من بنية الخلية بدائية النواة وحقيقية النواة من خلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة ، علم إبقار الخلية بدون عمل ، قسم 72 جزء بنية الخلية حقيقية النواة ، كتيب خلية حقيقية النواة ، يجيب على العمل الفصل 3 الهيكل الخلوي وأنشطة استكشاف بنية الخلية الوظيفية.

أفضل 12 صورة لورقة عمل خلايا بدائية النواة مقابل خلايا حقيقية النواة

مخطط بدائيات النوى مقابل حقيقيات النوى أفضل ما في بدائيات النوى و

20 رسومات فريدة لإجابات ورقة عمل بدائية النواة وحقيقية النواة

بدائيات النوى مقابل حقيقيات النوى ورقة عمل مخطط فين Deployday Akumal Us

الوحدة الأساسية للحياة بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة الجذعية

الخلايا السيدة موستو الصف السابع علوم الحياة

ممارسة الطالب بدائية النواة حقيقية النواة

ورقة عمل إجابات الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة

Prokaryote مقابل Eukaryote Homework Edee 4330 العلوم في الصفوف Ec

مخطط Venn يقارن بين الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة رائع Venn

تحديث يوتيوب الخلايا بدائية النواة مقابل الخلايا حقيقية النواة

بدائيات النوى مقابل حقيقيات النوى إجابات ورقة العمل ملهمة

هيكل خلايا بدائيات النوى وحقيقيات النوى

بدائيات النوى وحقيقيات النوى من مصادر جينيفرسون التعليمية

ورقة عمل بدائيات النوى مقابل حقيقيات النوى ملهمة 21 أنيقة

تسمية ورقة عمل الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة

ورقة عمل الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة خلية حقيقية النواة فريدة من نوعها

بدائيات النوى مقابل حقيقيات النوى مخطط فين ملهمة بدائيات النوى مقابل

بنية الخلية بدائيات النوى وحقيقيات النوى ورقة عمل راندولف عالية

مخطط فين بدائيات النوى مقابل خلية حقيقية النواة بدائيات النوى و

مسابقة ورقة عمل حقيقية النواة مقابل دراسة الخلايا بدائية النواة

ورقة عمل الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة

بنية الخلية بدائيات النوى وحقيقيات النوى ورقة عمل راندولف عالية

بيرسون بيولوجي بليس


شاهد الفيديو: رسومات الفصل الاول - الخلية البدائية النواة (كانون الثاني 2022).