یوکاریوت

سلول یوکاریوتی

 

گیاهان - جانوران - قارچ ها و آغازیان همه دارای سلول های یوکاریوتی هستند. این سلول ها می توانند حتی هزاران بار بزرگتر از سلول های ساده ی پروکاریوتی باشند.  اصلی ترین تفاوت سلول های یوکاریوتی و پروکاریوتی در این است که سلول های یوکاریوتی دارای اندامک ها و بخش های داخل سلولی احاطه شده توسط غشا های داخل سلولی هستند که در این بخش ها فعالیت های متابولیک خاصی انجام می گیرد.  مهم ترین این اندامک ها هسته است.  هسته بخشی از سلول یوکاریوتی است که توسط دو لایه غشای پلاسمایی ( 4 لایه فسفولیپید ) پوشیده شده است و حاوی ماده ژنتیک سلول یوکاریوتی می باشد. نام یوکاریوت ها نیز که در لاتین به معنی "هسته واقعی" می باشد از همین گرفته شده است.

ارگانلها organelles ، ساختمانهای تخصص یافته‌ای هستند که اعمال مختلفی را هدایت می‌کنند و در داخل سیتوپلاسم پراکنده‌اند. در گذشته ، سیتوپلاسم منهای ارگانلها را محلولی بی‌شکل محسوب می‌نمودند و آنرا سیتوزول (مایع سلولی Sytosole) می‌نامیدند. استفاده از تکنیکهای پیشرفته بیانگر آن است که سیتوپلاسم سلول حاوی شبکه بسیار ظریف و پیچیده‌ای از الیاف باریک microtrabecular می‌باشد که همراه اجزای محلول آن در مجموع ماتریکس سلولی (cytomatrix) نامیده می‌شود. ساختمان و عملکرد ارگانلهای سلولی عبارتند از:

 

غشای سلولی

 

غشای سلولی ساختمانی است به ضخامت 7 تا 10 نانومتر که محدوده سلول را معین کرده و به عنوان سدی انتخابی ، مبادله مواد بین سلول و محیط اطرافش را کنترل می‌کند. بنابراین اولین نشانه آسیب سلولی ، متورم شدن سلول می‌باشد که در اثر از بین رفتن قدرت انتخابی غشا و هجوم مواد به داخل سلول بوجود می‌آید. غشای ساختمانی است لیپوپروتئینی یعنی بطور عمده از لیپیدها و پروتئینها تشکیل شده ، با وجود این ، مقدار کمی کربوهیدراتها نیز در ساختمان آن شرکت دارد.

ریبوزوم‌ها (Ribosomes)

 ریبوزومها ذرات بسیار کوچک و متراکمی با ابعاد 15 تا 25 نانومترند که عمدتا از 7RNA و مقداری پروتئین ساخته شده‌اند. از نظر ساختمانی از دو زیرواحد کوچک و بزرگ تشکیل شده‌اند که هر دو زیرواحد در هستک ساخته شده‌اند و جهت شرکت در پروتئین‌سازی به سیتوپلاسم منتقل شده‌اند.

 

هسته سلول

 

هسته ساختمانی است گرد یا بیضوی به ابعاد 5 تا 10 میکرون که همه سلولهای بدن بجز گویچه‌های قرمز حاوی هسته می‌باشند. اغلب سلولها دارای یک هسته ، برخی دارای دو هسته (سلولهای کبدی) و معدودی دارای هسته‌های متعدد می‌باشند (سلولهای عضله مخطط). شکل و موقعیت هسته در هر سلول بستگی به شکل سلول دارد. هسته همه فعالیتهای حیاتی سلول از قبیل سنتز پروتئین ، تقسیم ، تمایز و رشد سلولی را کنترل می‌کند. هسته از نظر ساختمانی از سه قسمت غشای هسته ، کروماتین و هستک تشکیل شده است.

شبکه آندوپلاسمی

 

شبکه آندوپلاسمی با میکروسکوپ الکترونی به صورت وزیکولهای پهن یا لوله‌های پهن و دراز منشعب و مرتبط با هم شاهده می‌گردند. این لوله‌ها و وزیکولها شبکه بهم پیوسته و وسیعی را در داخل سیتوپلاسم بوجود می‌آورند که به دو صورت صاف (SER) و دانه‌دار (RER) دیده می‌شود. شبکه آندوپلاسمی صاف فاقد ریبوزوم در سطح خود می‌باشد و با داشتن آنزیمهای خاص وظایفی از جمله متابولیسم لیپیدها ، خنثی‌سازی سموم و ذخیره کلسیم را بر عهده دارد. شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار ، دارای ریبوزوم در سطح خود می‌باشد. بنابراین در پروتئین سازی دخالت دارد.

 

دستگاه گلژی

 

دستگاه گلژی ، از کیسه‌ها و واکوئلهای پهن محدبی تشکیل شده که بطور موازی روی هم چیده شده‌اند. منحنی بودن کیسه‌های تشکیل دهنده دستگاه گلژی باعث می‌شود که این ارگانل از نظر شکل ظاهری دارای یک سطح محدب (cis) و یک سطح مقعر (Trans) باشد. گلژی معمولا در بالای هسته قرار دارد، ولی جایگاه آن در سلولهای مختلف ممکن است متفاوت باشد. وظیفه گلژی شرکت در پروتئین سازی با همکاری شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار می‌باشد. پروتئینهای ساخته شده در شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار ، توسط وزیکولهای حامل به دستگاه گلژی منتقل می‌گردند. چون وزیکولهای حامل به سطح محدب گلژی اتصال می‌یابند، سطح محدب گلژی را سطح سازنده نیز می‌نامند. در پروتئینهای منتقل شده به دستگاه گلژی ، تغییرات زیر به عمل می‌آید:

 

بریده شدن قطعات اضافی از مولکولهای اولیه

افزوده شدن مواد قندی

افزوده شدن سولفات

افزوده شدن فسفات

تغلیظ و بسته‌بندی

 

این تغییرات ضمن عبور از کیسه‌های متعدد گلژی انجام می‌گیرد و عقیده بر این است که کیسه‌های گلژی از نظر محتویات آنزیمی متفاوت‌اند. پروتئینها پس از بدست آوردن فرم نهایی خود به صورت گرانولهای محصور شده در غشا از سطح مقعر گلژی خارج می‌شوند. به همین دلیل سطح مقعر گلژی را سطح ترشحی نیز می‌نامند.

لیزوزومها

 لیزوزومها با میکروسکوپ الکترونی به صورت گرانولهای متراکمی مشاهده می‌شوند که 0.5 تا 0.05 میکرون قطر دارند و بوسیله غشا محصور شده‌اند. لیزوزومها حاوی تقریبا 50 نوع آنزیم می‌باشند که همه آنها در PH اسیدی فعالند. بنابراین لیزوزوم دستگاه گوارش سلول محسوب می‌شود و قادر به هضم مواد خارجی وارده به سلول و ارگانلهای فرسوده شده می‌باشند.

 

میتوکندری

 میتوکندری ارگانلی است گرد یا میله‌ای که ابعاد آن 0.5 تا 1 میکرون می‌باشد. به عنوان مرکز مولد انرژی سلول می‌باشد که قادرند انرژی شیمیایی نهفته در مواد آلی مختلف را به انرژی قابل استفاده سلول یعنی آدنوزین تری فسفات (ATP) تبدیل نمایند. بنابراین هرچه مصرف انرژی سلول بیشتر باشد، اندازه میتوکندری‌ها بزرگتر و تعداد آنها بیشتر خواهد بود و برعکس. حتی در درون سلول میتوکندریها در بخشی از سلول قرار می‌گیرند که نیاز به انرژی جهت انجام فعالیت بیشتر باشد.

 

میتوکندری بوسیله دو غشای بیرون و درونی محصور شده که غشای بیرونی صاف ولی غشای درونی دارای چینهای تیغه مانندی است که "کریستا" (crista) نامیده می‌شود و فضای بین دو غشا را "فضای بین غشایی" و فضای محدود شده بوسیله غشای درونی را "ماتریکس میتوکندری" می‌نامند که محتوی پروتئین ، DNA ، گرانولهای ریز و متراکمی مملو از کلسیم ، منزیم ، فسفات و ساختمانهای ریبوزوم مانند می‌باشد.

پراکسی‌زوم

 

پراکسی‌زومها در گذشته میکروبادی Microbody نیز خوانده می‌شدند. ارگانلهایی هستند شبیه لیزوزومها که حاوی آنزیمهای هیدروکسی اسید اکسیداز ، O - آمینو اکسیداز و کاتالاز می‌باشند که دو آنزیم اولی در تولید پراکسید هیدروژن H202 دخیلند و آنزیم کاتالاز سبب تجزیه آن به آب و اکسیژن می‌شود.

 

با توجه به فراوانی آنزیم کاتالاز در پراکسی‌زومها ، عقیده بر این است که سلولها را از اثرات سمی H2O2 حفظ می‌کنند که در سلولهای کبدی و کلیوی به تعداد فراوان یافت می‌شوند. منشا این ارگانل به عقیده بعضی ، شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار و به عقیده برخی دیگر شبکه آندوپلاسمی صاف می‌باشد.

سانتریولها

 سانتریولها به صورت دو ساختمان میله‌ای کوتاه و عمود بر هم در مجاورت هسته سلول قرار دارند و با سیتوپلاسم اطراف خود "سانتروزوم" نامیده می‌شود که قبل از تقسیم سلول همانندسازی می‌کنند و به قطبین سلول مهاجرت کرده و در دو سر دوکهای تقسیم قرار می‌گیرند. هر سانتریول ، استوانه‌ای است به قطر 0.2 میکرون و به طول 0.5 میکرون که دیواره آن از 9 سری میکروتوبول سه‌تایی تشکیل شده است. سانترویولها برای تشکیل مژه و تاژک ضروری‌اند. ارگانلهایی که تاکنون مورد بحث قرار گرفتند، همگی به‌وسیله غشا محصور شده‌اند، ولی ارگانلهایی نیز وجود دارند که فاقد غشا هستند و شامل میکروتوبولها و میکروفیلامنتها می‌باشند.

 

در زیست‌شناسی به جانداری که یاخته‌های آن هسته واقعی دارند یوکاریوت (Eukaryote) یا هوهسته‌ای گفته می‌شود.

 

به همین منوال، به فرمانروی جانداران تک‌یاخته‌ای و پُریاخته‌ای که یاخته‌های آنها هستهٔ واقعی و غشا دارد، هوهسته‌ای‌ها (Eukaryotae) می‌گویند.

 

هوهسته‌ای‌ها دارای یاخته‌هایی هستند که در آن‌ها ماده ژنتیکی در یک غشا ی دو لایه ای محفوظ شده که هسته یاخته نام دارد. موجودات پرسلولی همگی یوکاریوت هستند و در مقابل یوکاریوت گروهی به نام پروکاریوت یا پیش هسته ای قرار دارد که در آنها ماده ژنتیکی در تماس مستقیم با سیتوپلاسم قرار دارد.

 

هوهسته‌ها دارای کروموزوم خطی هستند و اندامک‌های غشاداری مانند میتوکندری نیز دارند. ریبوزوم‌های سلول‌های هوهسته‌ای پیچیدگی بیشتری نسبت به ریبوزوم‌های سلول‌های پیش‌هسته‌ای دارند و کمی بزرگترند.

 

داشتن هستهٔ غشادار و میان‌یاخته حاوی اندامک‌های یاخته‌ای که شامل همهٔ یاخته‌ها به‌جز باکتری‌ها می‌شود را هوهستگی (eukaryosis) می‌گویند.

 

یوکاریوت‌ها بجز گروه مونرا، در تمام چهار گروه اصلی دیگر وجود دارند. هسته آنها با یک غشا از سایر اجزای درون سلول جدا می‌شود. یوکاریوت در یونانی به معنی "واقعا هسته ای" است. یوکاریوت در درون خود تعداد زیادی اجزای مختلف دارند که حول هر یک از آنها را یک غشا احاطه کرده است.

 

هر یک از این بخشها انجام وظیفه مشخصی را بر عهده دارند، مثلا میتوکندری یا کلروپلاست، فعالیتهای متابولیک و تبدیل انرژی در سلول را انجام می‌دهند. در بخش اجزای سلول کار تک تک این اندامها را شرح داده ایم.

 

یک دسته مهم از یوکاریوت ها، سلول های گیاهی هستند. سلول های گیاهی تمامی ویژگی های یوکاریوت های دیگر را دارند، اما سه ساختار خاص خود دارند که در سایر اعضای این گروه وجود ندارند: پلاستید، دیواره سلولی و واکوئل.

 

یوکاریوت ها دارای هسته ی مشخصی هستند که ماده ژنتیک آن ها را از سیتوپلاسم

 

( سایر محتویات درون سلول ) جدا می کند ولی در پروکاریوت ها چنین هسته ای وجود ندارد و ماده ژنتیک پروکاریوت ها مستقیما در تماس با محتویات سلول قرار دارند.

یکی دیگر از تفاوت های این دو دسته ی جانداران تفاوت در ریبوزوم های آن ها است.

ریبوزوم جزئی از سلول است که وظیفه ی پروتئین سازی را بر عهده دارد.

ریبوزوم های پروکاریوتی در قیاس با ریبوزوم های یوکاریوتی بسیار کوچک تر هستند.

 

نکته ی جالب توجه اینجاست که ریبوزوم ها داخل میتوکندری ها و کلروپلاست ها ( از اندامک های سلول های یوکاریوتی ) مشابه ریبوزوم های پروکاریوت ها هستند. این موضوع یکی از چندین مدرک برای اثبات این قضیه است که میتوکندری و کلروپلاست از هم زیستی سلول های پروکاریوتی با سلول پیش یوکاریوت اولیه به وجود آمده اند.

 

دانلود PDF : دریافت

لطفا اندیشه خود را در ارتباط با این مطلب در قسمت نظرات بنویسید.