معلومة

لماذا تحتوي أغشية الخلايا على طبقة دهنية ثنائية بدلاً من طبقة أحادية؟

لماذا تحتوي أغشية الخلايا على طبقة دهنية ثنائية بدلاً من طبقة أحادية؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تحتوي العديد من الخلايا على غشاء خلوي يتكون من طبقتين من الدهون. لماذا لديهم طبقتان وليس واحدة فقط؟

ما الغرض الذي يخدمه هذا الترتيب؟


لماذا نستخدم الأغشية؟

تقسيم الخلية إلى أجزاء له الكثير من المزايا والأغراض. في مقال كوشلاند عام 2002 ، تم وصف التقسيم كأحد الركائز الأساسية السبع للحياة. بشكل عام ، تخلق الأغشية مجموعات مختلفة من الظروف (الكيميائية والبيولوجية) داخل الخلايا. وهذا يسمح بأداء أكثر كفاءة ومعالجة تقويضية واستقلابية متقدمة. وهكذا تم تحقيق أنظمة أكثر تعقيدًا وقابلية للتكيف من خلال العملية التطورية.

لماذا ثنائية-طبقة؟

كانت هناك العديد من عمليات المحاكاة الديناميكية الجزيئية مثل هذه التي أجريت للتحقيق في الكيمياء الفيزيائية الحيوية للتجميع التلقائي للطبقة الثنائية. هناك تبدأ الدهون بتوجهات عشوائية. تتجمع الطبقات الثنائية المرتبة التي نعرفها ونحبها تلقائيًا في أقل من 100 نانوثانية. ما يحدث بالفعل على مستوى الديناميكيات الجزيئية هو الارتباط الذاتي لمجموعات الذيل الدهني الكارهة للماء التي يقودها الماء بشكل غير منتظم. وبعبارة أخرى ، فإن مجموعات الرأس القطبية (المحبة للماء) "تفضل" التفاعل مع الماء (تسمى المنطقة البينية) ومجموعات الذيل الكارهة للماء "تفضل" عدم التفاعل مع الماء. مع هذين التفضيلين في اللعب ، تتشكل طبقة الدهون الثنائية.

على نطاق أصغر ، تتشكل الميسيلات أيضًا تلقائيًا ، لكن هذا لا يوفر التقسيم المطلوب للوظائف البيولوجية.

يبدو أن شروط الطبقة الثنائية المرتبة مواتية للغاية بحيث تكون لها الأسبقية على أي اتجاه أو مجموعة أخرى. أحد الاستثناءات الواضحة هو طبقة الأركيل أحادية الطبقة. راجع إجابة @ WYSIWYG التي تشير إلى الأشخاص المتطرفين الاستثنائيين الذين يستخدمون طبقة أحادية. يلخص تعليقهم أحادي الطبقة بإيجاز:

إنها من الناحية الفنية أحادية الطبقة ولكنها تشبه الطبقة الثنائية. مثل طبقة ثنائية متصلة عبر رابطة تساهمية. تحتوي هذه الدهون الغشائية على رأسين محبين للماء و "جذع" كاره للماء.


مصادر الصور

  • الصورة 1: http://www.perkepi.com/cell-membrane/
  • الصورة 2: https://en.wikipedia.org/wiki/Lipid_bilayer

لماذا ثنائي الطبقة وليس أحادي الطبقة

الحويصلات الدهنية أحادية الطبقة ممكنة كما ذكرت (على سبيل المثال المذيلات). ومع ذلك ، عليك أن تفهم أن الجزء الداخلي الخلوي ، أي السيتوبلازم ، مائي وبالتالي لن تعمل الحويصلة أحادية الطبقة مثل المذيلات. في micelles ، يجب أن تكون المقصورتان - الداخلية والخارجية ، ذات طبيعة معاكسة لاستقرار micelle. بمعنى آخر ، لا يمكن أن يكون لديك بيئة مائية داخل مذيلة عادية. على العكس من ذلك ، لا يمكن أن يكون لديك بيئة غير قطبية داخل مذيلة معكوسة.

نظرًا لأن كلا من الجزء الخارجي والداخلي للخلية مائيان ، يجب أن يكون كل من أسطح الغشاء محبة للماء. هذا ممكن فقط في حالة وجود طبقة ثنائية من الدهون الأمفيباثيك المعتادة برأس محب للماء وذيل كاره للماء. ومع ذلك ، فإن الطبقات الأحادية ممكنة في الدهون التي لها "رأس" محبة للماء في كلا الطرفين و "جذع" كاره للماء. تم العثور على هذه الدهون في بعض العتائق مثل ثيرموبلازما و الحديدوبلازما، كما ذكر ميغيل (راجع هذه المقالة لمزيد من التفاصيل). كما يمكنك أن تلاحظ ، فإن هذه الأغشية أحادية الطبقة ستكون أكثر صلابة من الطبقات الثنائية والتي قد تكون سبب تطورها في العتائق شديدة الحساسية.

ألبرز ، سونيا فيرينا ، وبنجامين هـ. ماير. "مغلف الخلية البدائية". مراجعات الطبيعة علم الأحياء الدقيقة 9.6 (2011): 414-426.


في الواقع ، توجد طبقات أحادية في بعض الأركون شديد البرودة ، والتي تحتوي على طبقتين من الأغشية المنتظمة متصلة بواسطة روابط تساهمية.

ومع ذلك ، فإن السبب الرئيسي هو أن الأغشية تتشكل بفضل التفاعلات الكارهة للماء. الفسفوليبيدات هي رخويات أمفيباثية لها "رأس" قطبي (تعطى بالشحنة السالبة لمجموعة الفوسفات) و "ذيل" كاره للماء (عادة سلسلتان أليفاتيتان).

يحاول الرخوة تجنب حالة الحد الأدنى من الانتروبيا ، والتي في هذه الحالة ستكون "السباحة" بحرية في الماء. في هذه الحالة الافتراضية ، تحتاج جزيئات الماء إلى توجيه نفسها من أجل تقليل التلامس مع الذيل الكارهة للماء (وهي عبارة عن نتوء رخوي كبير جدًا لا يكسر جزيئات الماء القطبية) ولتعظيم التلامس مع الرأس القطبي. إذا وجد هذا الرخوة المزيد من الرخويات من نوعها ، فسوف تلتصق ببعضها البعض من خلال ذيولها الكارهة للماء ، لأن ذلك سيقلل من الرغبة في تنظيم جزيئات الماء ، وبالتالي رفع إنتروبيا النظام. هناك بعض التشكل الممكن الذي يسمح بالقيام بذلك ، وسوف ينتج واحد أو آخر اعتمادًا على تركيبة مزيج الدهون.

أخيرًا ، تعمل الأغشية بشكل أساسي كحواجز انتقائية تفصل بين الخلية الداخلية ، التي يتم تنظيم ظروفها ، عن الخارج. يمكن أن تحتوي الأغشية على أنظمة إنزيمية ، مثل الأنظمة الضوئية أو سلاسل الجهاز التنفسي أو بعض مسارات التمثيل الغذائي الرئيسية. أيضًا ، تحتوي عادةً على بروتينات حساسة تستجيب للتوقعات الخارجية وتنظم سلوك الخلية. يمكن العثور على وظائف أخرى ، ولكن هذه هي الأكثر أهمية.


توفر الأغشية عددًا من الفوائد للكائنات الحية: 1. إنها تمثل حدود الكائن الحي ... إذا لم يكن الأمر كذلك بالنسبة للغشاء ، فكيف يمكنك تحديد الحدود (المادية) للكائن الحي؟ هل سيكون الكائن الحي مجرد دنا عارٍ (أنا أستخدم هذا كاختصار لـ (مادة جينية)؟ إذا صنع بروتينات من هذا الحمض النووي ، فهل ستكون جزءًا من الكائن الحي أم مجرد عناصر بيئية قد تعمل على الحمض النووي.

  1. تعمل كمواقع للتمثيل الغذائي ... هناك عدد من الفيروسات التي تفتقر إلى الأغشية ، ولكن هذه "الكائنات الحية" لا تعتبر على قيد الحياة على مستوى العالم. واحدة من أفضل الحجج ضد وجود الفيروسات على قيد الحياة هي أنها لا تقوم بعملية التمثيل الغذائي (إنتاج الطاقة / تحطيم الأشياء / بناء الأشياء). تحدث العديد من خلايا التفاعلات الأيضية داخل الأغشية وعبرها.

  2. إنها تجمع ذاتيًا بشكل ملائم من الأجزاء المركبة ويمكن أن تتفاعل وتستجيب للبيئة دون "كسر".

  3. إنها تسمح للكائنات الحية بتركيز الأشياء. تخيل أنك تجد نفسك في بيئة غنية وتنتج السكريات لاستخدامها لاحقًا. أين يمكنك تخزينها؟ تقوم الخلايا أيضًا بتخزين أيونات مثل Ca ++ والتي يمكن إطلاقها بسرعة لتؤثر على الكائن الحي.


لماذا تشكل الدهون الفسفورية المحيطة بالخلية طبقة ثنائية؟

إن الشكل والطبيعة الأمفيباثية لجزيئات الدهون هي التي تجعلها تشكل طبقات ثنائية بشكل تلقائي في البيئات المائية.

تفسير:

أكثر الدهون الغشائية وفرة هي الدهون الفوسفورية. هذه لها مجموعة رأس قطبية وذيلان هيدروكربونيان مسعوران. الذيل عادة ما يكون أحماض دهنية ويمكن أن يختلف في الطول.

تذوب الجزيئات المحبة للماء بسهولة في الماء لأنها تحتوي على مجموعات مشحونة أو مجموعات قطبية غير مشحونة ، والتي يمكن أن تشكل إما تفاعلات كهروستاتيكية مواتية أو روابط هيدروجينية مع جزيئات الماء
الجزيئات الكارهة للماء غير قابلة للذوبان في الماء لأن كل أو معظم ذراتها غير مشحونة وغير قطبية. لا يمكنهم تكوين تفاعلات مواتية بقوة مع جزيئات الماء.
إذا تم تفريقها في الماء ، فإنها تجبر جزيئات الماء المجاورة على إعادة تنظيمها في الجليد مثل الأقفاص التي تحيط بالجزيئات الكارهة للماء.

للسبب المذكور أعلاه ، تتجمع جزيئات الدهون تلقائيًا لدفن ذيولها الكارهة للماء في الداخل وتعريض رؤوسها الكارهة للماء.

تشكل جزيئات الفسفوليبيد الأسطوانية تلقائيًا طبقة ثنائية في البيئات المائية. في هذا الترتيب الأكثر ملاءمة بقوة ، تواجه الرؤوس المحبة للماء الماء عند كل سطح من الطبقة الثنائية ويتم حماية ذيول الكارهة للماء من الماء في الداخل.


بروتينات الغشاء

إذا كانت الأغشية تتكون من دهون فقط ، يمكن لعدد قليل جدًا من الأيونات أو الجزيئات القطبية أن تمر عبر حشوة الساندويتش والكراهية للماء لدخول أو مغادرة أي خلية. ومع ذلك ، فإن بعض الأنواع المشحونة والقطبية تعبر الغشاء بمساعدة البروتينات التي تتحرك في طبقة ثنائية الدهون. الفئتان الرئيسيتان من البروتينات في غشاء الخلية هما بروتينات متكاملة ، تمتد على الجزء الداخلي الكارهة للماء للطبقة الثنائية ، والبروتينات المحيطية ، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بسطح طبقة ثنائية الدهون (الشكل ( فهرس الصفحة <3> ) ). يمكن ربط البروتينات المحيطية ببروتينات متكاملة ، أو بمجموعات الرأس القطبية للفوسفوليبيدات ، أو بكليهما عن طريق الروابط الهيدروجينية والقوى الكهروستاتيكية.

تدخل الأيونات والجزيئات الصغيرة القابلة للذوبان في الماء الخلية وتخرج منها عن طريق القنوات عبر البروتينات المتكاملة. تسمى بعض البروتينات بروتينات الناقل، تسهيل مرور جزيئات معينة ، مثل الهرمونات والناقلات العصبية ، من خلال تفاعلات محددة بين البروتين والجزيء الذي يتم نقله.


خيارات الوصول

احصل على حق الوصول الكامل إلى دفتر اليومية لمدة عام واحد

جميع الأسعار أسعار صافي.
سيتم إضافة ضريبة القيمة المضافة في وقت لاحق عند الخروج.
سيتم الانتهاء من حساب الضريبة أثناء الخروج.

احصل على وصول محدود أو كامل للمقالات على ReadCube.

جميع الأسعار أسعار صافي.


ما هي الأدوار التي يلعبها الفوسفوينوزيتيدات في ديناميات خيوط الأكتين؟

ثلاثة أنواع رئيسية من الفوسفوينوزيتيدات لها أدوار مهمة في الإشارات داخل الخلايا ، وإشارات الدهون ، وتهريب الأغشية ، تختلف هذه الفوسفاتوزيتيدات فقط في عدد مجموعات الفوسفات التي ترتبط بواسطة كينازات الفوسفوينوزيتول بحلقة الإينوزيتول

& bull Phosphatidylinositol-4-phosphate (PIP) & ndash زيادة مستويات PIP في غشاء البلازما يقلل بشكل كبير من نشاط ارتباط F-actin وإزالة البلمرة لـ ADF (عامل إزالة بلمرة الأكتين).

& bull Phosphatidylinositol-4،5-bis-phosphate (PIP2) & ndash زيادة مستويات PIP2 في غشاء البلازما يثبط غشاء خيوط الأكتين عن طريق تغطية البروتين ويقلل بشكل كبير من نشاط ربط F-actin وإزالة البلمرة لـ ADF.

& bull Phosphatidylinositol-3،4،5-trisphosphate (PIP3) & ndash Phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) و PTEN (متجانسة الفوسفاتيز والتنسين) تنظم مسارات تحويل الإشارة مستوى PIP3 استجابةً لإشارات التوجيه خارج الخلية أثناء حركية فلوبوديا. يُقترح أن يتسبب تراكم PIP3 في أرجل الخيط في بلمرة الأكتين وزيادة الحركة الخلوية.

أدى عدم تناسق الغشاء في تكوين الدهون والبروتين إلى اقتراح فرضية الزوجين ثنائي الطبقة. ينص هذا على أن الطبقتين الأحاديتين للطبقة الثنائية للغشاء قد تستجيبان بشكل مختلف للقوى المختلفة بينما تبقى مقترنة ببعضها البعض. هذه الفرضية هي الأساس للتغيرات المحتملة في الشكل التي لوحظت في الأغشية.


إعادة النظر

  1. ما هي الوظائف العامة لغشاء البلازما؟
  2. وصف طبقة ثنائية الفسفوليبيد لغشاء البلازما.
  3. حدد الجزيئات الأخرى في غشاء البلازما وحدد وظائفها.
  4. لماذا تحتوي بعض الخلايا على امتدادات غشاء بلازما مثل الأسواط والأهداب؟
  5. اشرح لماذا لا تستطيع الجزيئات المحبة للماء أن تمر بسهولة عبر غشاء الخلية. ما نوع الجزيء في غشاء الخلية الذي قد يساعد الجزيئات المحبة للماء على المرور عبره؟
  6. أي جزء من جزيء الفسفوليبيد في غشاء البلازما يتكون من سلاسل الأحماض الدهنية؟ هل هذا الجزء كاره للماء أم محب للماء؟
  7. تسمى طبقتا الفسفوليبيد في غشاء البلازما شحميات فوسفورية ____________.
  8. صحيحة أو خاطئة. تكتسح الأسواط الموجودة على خلايا الرئة الجزيئات الغريبة والمخاط باتجاه فمك وأنفك.
  9. صحيحة أو خاطئة. يمكن للجزيئات الصغيرة الكارهة للماء أن تمر بسهولة عبر غشاء البلازما.
  10. صحيحة أو خاطئة. جانب غشاء الخلية الذي يواجه السيتوبلازم هو ماء.
  11. يمكن أن تمر هرمونات الستيرويد مباشرة من خلال أغشية الخلايا. لماذا تظن أن هذه هي القضية؟
  12. تعمل بعض المضادات الحيوية عن طريق إحداث ثقوب في غشاء البلازما للخلايا البكتيرية. كيف تعتقد أن هذا يقتل الخلايا؟
  13. ما هو اسم الامتدادات الطويلة التي تشبه السوط لغشاء البلازما التي تساعد بعض الكائنات وحيدة الخلية على التحرك؟

علم الأحياء 171

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • وصف البنية الأساسية لدائيات النوى النموذجية
  • وصف الاختلافات المهمة في البنية بين العتائق والبكتيريا

هناك العديد من الاختلافات بين الخلايا بدائية النواة والخلايا حقيقية النواة. يشير الاسم & # 8220 prokaryote & # 8221 إلى أن بدائيات النوى يتم تعريفها بالاستبعاد - فهي ليست حقيقيات النوى ، أو كائنات حية تحتوي خلاياها على نواة وعضيات داخلية أخرى مرتبطة بالغشاء. ومع ذلك ، فإن جميع الخلايا لها أربعة هياكل مشتركة: غشاء البلازما ، الذي يعمل كحاجز للخلية ويفصل الخلية عن بيئتها ، السيتوبلازم ، محلول معقد من الجزيئات العضوية والأملاح داخل الخلية ، جينوم DNA مزدوج الشريطة ، و أرشيف إعلامي للخلية والريبوسومات ، حيث يتم تخليق البروتين. تأتي بدائيات النوى بأشكال مختلفة ، لكن العديد منها يقع في ثلاث فئات: المكورات (كروي) ، عصيات (على شكل قضيب) ، و سبيريلي (على شكل حلزوني) ((الشكل)).


خلية بدائية النواة

تذكر أن بدائيات النوى هي كائنات أحادية الخلية تفتقر إلى عضيات مرتبطة بالغشاء أو غيرها من الهياكل الداخلية المرتبطة بالغشاء ((الشكل)). يتكون كروموسومها - عادة منفردة - من قطعة دائرية مزدوجة الشريطة تقع في منطقة من الخلية تسمى النواة. تحتوي معظم بدائيات النوى على جدار خلوي خارج غشاء البلازما. يعمل جدار الخلية كطبقة واقية ، وهو مسؤول عن شكل الكائن الحي. بعض الأنواع البكتيرية لها كبسولة خارج جدار الخلية. تُمكِّن الكبسولة الكائن الحي من الالتصاق بالأسطح ، وتحميها من الجفاف والهجوم من قبل الخلايا البلعمية ، وتجعل مسببات الأمراض أكثر مقاومة لاستجاباتنا المناعية. تحتوي بعض الأنواع أيضًا على سوط (مفرد ، سوط) يستخدم للتنقل ، و pili (المفرد ، Pilus) يستخدم للتعلق بالأسطح بما في ذلك أسطح الخلايا الأخرى. البلازميدات ، التي تتكون من DNA خارج الكروموسومات ، موجودة أيضًا في العديد من أنواع البكتيريا والعتائق.


تذكر أن بدائيات النوى مقسمة إلى مجالين مختلفين ، البكتيريا والأركيا ، والتي تشكل مع حقيقيات النوى مجالات الحياة الثلاثة ((الشكل)).


تم وصف خصائص الشعبة البكتيرية في (الشكل) و (الشكل). تشمل الشُعب البكتيرية الرئيسية البكتيريا المتقلبة ، والكلاميديا ​​، واللولبيات ، والبكتيريا الزرقاء الضوئية ، والبكتيريا موجبة الجرام. تنقسم البكتيريا المتقنة بدورها إلى عدة فئات ، من البكتريا البروتينية ألفا إلى بكتيريا إبسيلون. يُعتقد أن الميتوكوندريا حقيقية النواة هي من نسل البكتيريا البروتينية ، في حين أن البلاستيدات الخضراء حقيقية النواة مشتقة من البكتيريا الزرقاء. تم وصف الشعبة الأثرية في (الشكل).




غشاء البلازما بدائيات النوى

غشاء البلازما بدائية النواة عبارة عن طبقة رقيقة من الدهون (6 إلى 8 نانومتر) تحيط بالخلية تمامًا وتفصل الداخل عن الخارج. تحافظ طبيعتها القابلة للاختراق بشكل انتقائي على الأيونات والبروتينات والجزيئات الأخرى داخل الخلية وتمنعها من الانتشار في البيئة خارج الخلية ، بينما قد تتحرك الجزيئات الأخرى عبر الغشاء. تذكر أن الهيكل العام لغشاء الخلية عبارة عن طبقة ثنائية فوسفورية تتكون من طبقتين من جزيئات الدهون. في أغشية الخلايا البدائية سلاسل الأيزوبرين (فيتانيل) المرتبط بالجلسرين يحل محل الأحماض الدهنية المرتبطة بالجلسرين في الأغشية البكتيرية. بعض الأغشية البدائية عبارة عن طبقات دهنية أحادية بدلاً من طبقات ثنائية ((الشكل)).


جدار الخلية بدائيات النوى

يحتوي السيتوبلازم في الخلايا بدائية النواة على تركيز عالٍ من المواد المذابة. لذلك ، فإن الضغط الأسموزي داخل الخلية مرتفع نسبيًا. جدار الخلية عبارة عن طبقة واقية تحيط ببعض الخلايا وتعطيها الشكل والصلابة. يقع خارج غشاء الخلية ويمنع تحلل تناضحي (انفجار بسبب زيادة الحجم). يختلف التركيب الكيميائي لجدار الخلية بين الأركيا والبكتيريا ، كما يختلف أيضًا بين الأنواع البكتيرية.

تحتوي جدران الخلايا البكتيرية على ببتيدوغليكان ، الذي يتكون من سلاسل عديد السكاريد التي ترتبط ببتيدات غير عادية تحتوي على كل من الأحماض الأمينية L و D بما في ذلك حمض الجلوتاميك D و D- ألانين. (تحتوي البروتينات عادةً على أحماض أمينية L فقط نتيجة لذلك ، تعمل العديد من المضادات الحيوية عن طريق محاكاة الأحماض الأمينية D وبالتالي لها تأثيرات محددة على تطور جدار الخلية البكتيرية.) هناك أكثر من 100 شكل مختلف من الببتيدوغليكان. بروتينات S-layer (الطبقة السطحية) توجد أيضًا على السطح الخارجي لجدران الخلايا لكل من العتائق والبكتيريا.

تنقسم البكتيريا إلى مجموعتين رئيسيتين: غرام إيجابي و غرام سالب ، بناءً على رد فعلهم على تلطيخ الجرام. لاحظ أن جميع البكتيريا موجبة الجرام تنتمي إلى بكتيريا شعبة واحدة في الشعب الأخرى (البكتيريا المتقلبة ، الكلاميديا ​​، اللولبيات ، البكتيريا الزرقاء ، وغيرها) سالبة الجرام. تم تسمية طريقة صبغ غرام على اسم مخترعها ، العالم الدنماركي هانز كريستيان غرام (1853-1938). ترجع الاستجابات البكتيرية المختلفة لإجراء التلوين في النهاية إلى بنية جدار الخلية. تفتقر الكائنات موجبة الجرام عادة إلى الغشاء الخارجي الموجود في الكائنات سالبة الجرام ((شكل)). يتكون ما يصل إلى 90 في المائة من جدار الخلية في البكتيريا موجبة الجرام من ببتيدوغليكان ، ويتكون معظم الباقي من مواد حمضية تسمى أحماض تيكويك. قد ترتبط أحماض التييكويك تساهميًا بالدهون في غشاء البلازما لتتشكل أحماض دهنية. تعمل الأحماض الدهنية على تثبيت جدار الخلية في غشاء الخلية. البكتيريا سالبة الجرام لها جدار خلوي رقيق نسبيًا يتكون من بضع طبقات من الببتيدوغليكان (10 في المائة فقط من جدار الخلية الكلي) ، محاطًا بغلاف خارجي يحتوي على عديدات السكاريد الدهنية (LPS) والبروتينات الدهنية. يشار إلى هذا الغلاف الخارجي أحيانًا على أنه طبقة ثنائية ثنائية للدهون. ومع ذلك ، فإن كيمياء هذا الغلاف الخارجي مختلفة تمامًا عن تلك الموجودة في طبقة ثنائية الدهون النموذجية التي تشكل أغشية البلازما.


أي من العبارات التالية صحيحة؟

  1. تحتوي البكتيريا موجبة الجرام على جدار خلوي واحد مثبت على غشاء الخلية بواسطة حمض ليبوتيكويك.
  2. يسمح بورين بدخول المواد إلى كل من البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام.
  3. جدار الخلية للبكتيريا سالبة الجرام سميك ، وجدار الخلية للبكتيريا موجبة الجرام رقيق.
  4. تحتوي البكتيريا سالبة الجرام على جدار خلوي مصنوع من الببتيدوغليكان ، في حين أن البكتيريا موجبة الجرام لها جدار خلوي مصنوع من حمض الليبوتيكويك.

لا تحتوي جدران الخلايا الأثرية على ببتيدوغليكان. هناك أربعة أنواع مختلفة من جدران الخلايا البدائية. يتكون أحد الأنواع من pseudopeptidoglycan ، والذي يشبه الببتيدوغليكان في التشكل ولكنه يحتوي على سكريات مختلفة في سلسلة عديد السكاريد. تتكون الأنواع الثلاثة الأخرى من جدران الخلايا من عديد السكاريد أو البروتينات السكرية أو البروتين النقي. الاختلافات الأخرى بين البكتيريا والعتائق شوهدت في (الشكل). لاحظ أن الميزات المتعلقة بتكرار الحمض النووي والنسخ والترجمة في العتائق تشبه تلك الموجودة في حقيقيات النوى.

الاختلافات والتشابه بين البكتيريا والعتائق
الخصائص الهيكلية بكتيريا العتيقة
نوع من الخلايا بدائية النواة بدائية النواة
مورفولوجيا الخلية عامل عامل
جدار الخلية يحتوي على ببتيدوغليكان لا يحتوي على ببتيدوغليكان
نوع غشاء الخلية الدهون طبقه ثنائيه طبقة ثنائية للدهون أو أحادي الطبقة الدهنية
دهون غشاء البلازما الأحماض الدهنية - الجلسرين استر إيثرات فيتانيل جلسرين
كروموسوم دائري عادة دائري عادة
أصول النسخ المتماثل غير مرتبطة عديد
بوليميراز الحمض النووي الريبي غير مرتبطة عديد
البادئ tRNA فورميل ميثيونين ميثيونين
تثبيط الستربتومايسين حساس مقاومة
دورة كالفين نعم لا

التكاثر

التكاثر في بدائيات النوى هو عديم الجنس وعادة ما يحدث عن طريق الانشطار الثنائي. (تذكر أن DNA بدائيات النوى هو كروموسوم دائري واحد.) بدائيات النوى لا تخضع للانقسام الفتيلي بدلاً من ذلك ، يتم تكرار الكروموسوم وتنفصل النسختان الناتج عن بعضهما البعض ، بسبب نمو الخلية. بدائيات النوى ، المتضخمة الآن ، مقروصة للداخل عند خط الاستواء والخليتين الناتجتين ، وهما الحيوانات المستنسخة، منفصل. لا يوفر الانشطار الثنائي فرصة لإعادة التركيب الجيني أو التنوع الجيني ، لكن بدائيات النوى يمكن أن تشارك الجينات بثلاث آليات أخرى.

في عملية التحول ، تأخذ بدائيات النوى الحمض النووي المتساقط بواسطة بدائيات النوى الأخرى في بيئتها. إذا تناولت بكتيريا غير مُمْرِضة الحمض النووي لجين ذيفان من العامل الممرض ودمجت الحمض النووي الجديد في كروموسومها ، فقد تصبح أيضًا مسببة للأمراض. في عملية التنبيغ ، قد تنقل العاثيات ، الفيروسات التي تصيب البكتيريا ، قطعًا قصيرة من الحمض النووي الصبغي من بكتيريا إلى أخرى. نتائج التنبيغ في أ كائن مؤتلف. تحتوي العتائق أيضًا على فيروسات قد تنقل المادة الوراثية من فرد إلى آخر. في الاقتران ، يتم نقل الحمض النووي من بدائية النواة إلى أخرى عن طريق أ بيلوس، الذي يجعل الكائنات الحية على اتصال مع بعضها البعض ، ويوفر قناة لنقل الحمض النووي. يمكن أن يكون الحمض النووي المنقول على شكل بلازميد أو كجزيء مركب يحتوي على كل من DNA البلازميد والكروموسومات. تظهر هذه العمليات الثلاث لتبادل الحمض النووي في (الشكل).

يمكن أن يكون التكاثر سريعًا جدًا: بضع دقائق لبعض الأنواع. يؤدي هذا الوقت القصير من الجيل إلى جانب آليات إعادة التركيب الجيني والمعدلات العالية للطفرة إلى التطور السريع بدائيات النوى ، مما يسمح لها بالاستجابة للتغيرات البيئية (مثل إدخال مضاد حيوي) بسرعة كبيرة.


تطور بدائيات النوى كيف يجيب العلماء على أسئلة حول تطور بدائيات النوى؟ على عكس الحيوانات ، فإن القطع الأثرية الموجودة في السجل الأحفوري لبدائيات النوى تقدم القليل جدًا من المعلومات. تبدو أحافير بدائيات النوى القديمة وكأنها فقاعات صغيرة في الصخور. يلجأ بعض العلماء إلى علم الوراثة وإلى مبدأ الساعة الجزيئية ، الذي ينص على أنه كلما تباعد نوعان مؤخرًا ، كلما كانت جيناتهما (وبالتالي البروتينات) أكثر تشابهًا. على العكس من ذلك ، فإن الأنواع التي تباعدت منذ فترة طويلة سيكون لديها المزيد من الجينات غير المتشابهة.

تعاون العلماء في معهد علم الأحياء الفلكي التابع لناسا وفي مختبر البيولوجيا الجزيئية الأوروبي لتحليل التطور الجزيئي لـ 32 بروتينًا محددًا مشتركًا في 72 نوعًا من بدائيات النوى. 1 يشير النموذج الذي اشتقوه من بياناتهم إلى أن ثلاث مجموعات مهمة من البكتيريا - البكتيريا الشعاعية ، دينوكوكس، والبكتيريا الزرقاء (تسمى مجتمعة Terrabacteria من قبل المؤلفين) - كانوا أول من استعمر الأرض. البكتيريا الشعاعية هي مجموعة شائعة جدًا من البكتيريا موجبة الجرام والتي تنتج هياكل متفرعة مثل الفطريات الفطرية ، وتشمل أنواعًا مهمة في تحلل النفايات العضوية. سوف تتذكر ذلك دينوكوكس هو جنس من البكتيريا شديدة المقاومة للإشعاع المؤين. يحتوي على طبقة ببتيدوغليكان سميكة بالإضافة إلى غشاء خارجي ثانٍ ، لذلك فهو يتميز بخصائص البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام.

البكتيريا الزرقاء هي عوامل بناء ضوئي ، وربما كانت مسؤولة عن إنتاج الأكسجين على الأرض القديمة. تشير الجداول الزمنية للتباعد إلى أن البكتيريا (أعضاء في مجال البكتيريا) تباعدت عن الأنواع الموروثة من أجداد مشتركة بين 2.5 و 3.2 مليار سنة مضت ، في حين تباعدت الأركيا في وقت سابق: بين 3.1 و 4.1 مليار سنة. تباعدت Eukarya لاحقًا عن الخط العتيق. يقترح العمل كذلك أن الستروماتوليت التي تشكلت قبل ظهور البكتيريا الزرقاء (منذ حوالي 2.6 مليار سنة) تم تصنيعها ضوئيًا في بيئة ناقصة الأكسجين وذلك بسبب تعديلات Terrabacteria للأرض (مقاومة التجفيف وامتلاك المركبات التي تحمي الكائن الحي. من الضوء الزائد) ، قد يرتبط التمثيل الضوئي باستخدام الأكسجين ارتباطًا وثيقًا بالتكيفات للبقاء على قيد الحياة على الأرض.

ملخص القسم

بدائيات النوى (المجالات العتيقة والبكتيريا) هي كائنات وحيدة الخلية تفتقر إلى النواة. لديهم قطعة واحدة من الحمض النووي الدائري في المنطقة النووية للخلية. تحتوي معظم بدائيات النوى على جدار خلوي يقع خارج حدود غشاء البلازما. قد تحتوي بعض بدائيات النوى على هياكل إضافية مثل الكبسولة ، والسوط ، والشعير. تختلف البكتيريا والعتائق في التركيب الدهني لأغشية الخلايا وخصائص جدار الخلية. في الأغشية البدائية ، ترتبط وحدات الفيتانيل ، بدلاً من الأحماض الدهنية ، بالجلسرين. بعض الأغشية البدائية عبارة عن طبقات دهنية أحادية بدلاً من طبقات ثنائية.

يقع جدار الخلية خارج غشاء الخلية ويمنع التحلل التناضحي. يختلف التركيب الكيميائي لجدران الخلايا بين الأنواع. تحتوي جدران الخلايا البكتيرية على ببتيدوغليكان. لا تحتوي جدران الخلايا العتيقة على ببتيدوغليكان ، لكنها قد تحتوي على ببتيدوغليكان كاذب أو عديد السكاريد أو بروتينات سكرية أو جدران خلوية قائمة على البروتين. يمكن تقسيم البكتيريا إلى مجموعتين رئيسيتين: إيجابية الجرام وسلبية الجرام ، بناءً على تفاعل صبغة جرام. الكائنات موجبة الجرام لها طبقة ببتيدوغليكان سميكة محصنة بأحماض التيشويك. الكائنات سالبة الجرام لها جدار خلوي رقيق ومغلف خارجي يحتوي على عديدات السكاريد الدهنية والبروتينات الدهنية.

يمكن أن تنقل بدائيات النوى الحمض النووي من خلية إلى أخرى من خلال ثلاث آليات: التحول (امتصاص الحمض النووي البيئي) ، والتنقل (نقل الحمض النووي الجيني عبر الفيروسات) ، والاقتران (نقل الحمض النووي عن طريق الاتصال المباشر بالخلية).


ملخص القسم

بدائيات النوى (المجالات العتيقة والبكتيريا) هي كائنات وحيدة الخلية تفتقر إلى النواة. لديهم قطعة واحدة من الحمض النووي الدائري في المنطقة النووية للخلية. تحتوي معظم بدائيات النوى على جدار خلوي يقع خارج حدود غشاء البلازما. قد تحتوي بعض بدائيات النوى على هياكل إضافية مثل الكبسولة ، والسوط ، والشعير. تختلف البكتيريا والعتائق في التركيب الدهني لأغشية الخلايا وخصائص جدار الخلية. في الأغشية البدائية ، ترتبط وحدات الفيتانيل ، بدلاً من الأحماض الدهنية ، بالجلسرين. بعض الأغشية البدائية عبارة عن طبقات دهنية أحادية بدلاً من طبقات ثنائية.

يقع جدار الخلية خارج غشاء الخلية ويمنع التحلل التناضحي. يختلف التركيب الكيميائي لجدران الخلايا بين الأنواع. تحتوي جدران الخلايا البكتيرية على ببتيدوغليكان. لا تحتوي جدران الخلايا العتيقة على ببتيدوغليكان ، لكنها قد تحتوي على ببتيدوغليكان كاذب أو عديد السكاريد أو بروتينات سكرية أو جدران خلوية قائمة على البروتين. يمكن تقسيم البكتيريا إلى مجموعتين رئيسيتين: إيجابية الجرام وسالبة الجرام ، بناءً على تفاعل صبغة جرام. الكائنات موجبة الجرام لها طبقة ببتيدوغليكان سميكة محصنة بأحماض التيشويك. الكائنات سالبة الجرام لها جدار خلوي رقيق ومغلف خارجي يحتوي على عديدات السكاريد الدهنية والبروتينات الدهنية.

يمكن أن تنقل بدائيات النوى الحمض النووي من خلية إلى أخرى من خلال ثلاث آليات: التحويل (امتصاص الحمض النووي البيئي) ، والتنقل (نقل الحمض النووي الجيني عبر الفيروسات) ، والاقتران (نقل الحمض النووي عن طريق الاتصال المباشر بالخلية).


خيارات الوصول

احصل على حق الوصول الكامل إلى دفتر اليومية لمدة عام واحد

جميع الأسعار أسعار صافي.
سيتم إضافة ضريبة القيمة المضافة في وقت لاحق عند الخروج.
سيتم الانتهاء من حساب الضريبة أثناء الخروج.

احصل على وصول محدود أو كامل للمقالات على ReadCube.

جميع الأسعار أسعار صافي.


الكتاب تعلن أي تضارب في المصالح.

كخدمة لمؤلفينا وقرائنا ، توفر هذه المجلة المعلومات الداعمة المقدمة من المؤلفين. تتم مراجعة هذه المواد من قبل الأقران ويمكن إعادة تنظيمها للتسليم عبر الإنترنت ، ولكن لا يتم تحريرها أو طباعتها. يجب توجيه مشكلات الدعم الفني الناشئة عن المعلومات الداعمة (بخلاف الملفات المفقودة) إلى المؤلفين.

اسم الملف وصف
cbic202100072-sup-0001-misc_information.pdf253.9 كيلوبايت تكميلي

يرجى ملاحظة ما يلي: الناشر غير مسؤول عن محتوى أو وظيفة أي معلومات داعمة مقدمة من المؤلفين. يجب توجيه أي استفسارات (بخلاف المحتوى المفقود) إلى المؤلف المقابل للمقالة.



تعليقات:

  1. Batilar

    وأننا سنفعل بدون فكرتك الممتازة

  2. Goltikree

    فكرة قيمة للغاية

  3. Tarafah

    وأعتقد أن هذه فكرة ممتازة. أنا أتفق معك.

  4. Voodoobar

    SPSB

  5. Jamarcus

    جيد شيئا فشيئا.



اكتب رسالة