الغشاء الخلويّ cell membrane

الغشاء الخلويّ cell membrane

الملكيّات العامّة:
غشاء السيتوبلاسميك هو مساحةالمنطقها لتي تحيط بالسّيتوبلازم و هو ربّما أكثر هيكل محفوظ في الخلايا الحيّة .لدى كلّ كائن حيّ على هذا الكوكب يوجد نوع من الغشاء . الأغشية هي هياكل رفيعة,تقيس 8 نانومتر عرضا. هم الحاجز الرّئيسيّ في الخليّة, يفصلون داخل الخليّة عنالخارج . إنّه هذا الهيكل الذي يسمح للخلايا أن تتفاعل مع بيئتهم بانتقاء .الأغشية منظّمة إليّ أقصى حدّ وغير متناسقة تملك وجهان بالمجموعات الكمّيّةالمختلفة و الوظائف المختلفة . الأغشية ديناميكيّة أيضًا, تتأقلم باستمرار معتغيير الظّروف البيئيّة

هيكل المكونات:
1- دهون:
الأغشية مكوّنة منفوسفوليبيدز و البروتينات . يحتوي فوسفوليبيدز على مجموعة قطبيّة أو مشحونة (كثيرًا فوسفات, لذا الاسم ) مرتبطه بـ 3 ظهير جلسرين الكربون . أيضًا هناك سلسلتاحامض دهنيّ تتدلّيان من النّسخ الأخرى للجلسرين . نهاية جزيء الفوسفات قابلةللاتّحاد مع الماء و جُذِبَتْ للماء . الأحماض الدّهنيّة مصابة بفوبيا (خوف) الماءو تُقَاد بعيدًا عن الماء . يظهر الشكل الأوّل هيكل الأمين إيثانول الدهن(فوسفولبيد): شكل 1: مبنى الفوسفولبيد

2- البروتين:

الأغشية أيضًا تحتوي علىالبروتينات . نموذجيًّا 20%-30% من الغشاء هو بروتين ذائب في الماء و على نحو غيرمحكم ربط . ال70%-80% الآخرى يُقَيَّدبإحكام إلى الغشاء, كثيرًا يغطّي كلا الجانبين . هذه البروتينات هي أيضًا غالبااجزيئات أمفيباثيك ( يحتوي على كلا الأجزاء القابلة للاتّحاد مع الماء و المصابةبفوبيا الماء ) بامتدادات الأحماض الأمينيّة القابلة للاتّحاد مع الماء و امتداداتالأحماض الأمينيّة المصابة بفوبيا الماء . معظمهم يُتواجدون في الأغشية بحيث تختلطالأحماض الأمينيّة (التي تخاف الماء) بالدّهونفي الغشاء و الأحماض الأمينيّة القابلة للاتّحاد مع الماء خارج الغشاء يتفاعل معإمّا السّيتوبلازم أو البريبلازم.

المبنى الفيزيائي:
تذكّر, الأغشية غير ثابتة يتغيّرون دائمًا .

المبنى ثنائي الطبقات: bilayer formation
بما ان فوسفوليبيدز أجزاء بهاتخاف الماء واجزاء قابلة للاتّحاد معالماء, فأنهم بالغي الاهميهبأداء وظيفتهم . عندما وُضِعَ في بيئة مائيّة, الأجزاءالمصابة بفوبيا الماء تتّحد, كما يفعل القابل للاتّحاد مع الماء . شكل مستقرّجدًّا لهذا التّرتيب هو بيلير الدّهن . تتكون طبقتي الدّهن عفويًّا إذا ُوضَع فوسفوليبيدزفي بيئة مائيّة .
شكل 2: مبنى وترتيب طبقات الدهن في الغشاء






تغطّي بعض البروتينات الغشاء بينما يُوجَد آخرون ظاهريًّاأو الدّاخل . كثير من البروتينات التي تغطّي الغشاء تشترك في النقل أو توليدالطّاقة .


استقرار الغشاء:
غشاء السيتوبلاسميك يُثَبَّت بواسطة التّفاعلاتبين دهون مجاورة و بواسظة الرّوابط الهيدروجينيّة بين الدّهون المجاورة . يمكن أنتتكون الرّوابط الهيدروجينيّة أيضًا بين بروتينات الغشاء و الدّهون . هنالك استقرارالإضافيّ ناتج من الشحنات السالبه بالبروتينات التي تشكّل تّفاعلات ايونيه بينالكاتيون الثّنائيّة التّكافؤ مثل مغنيزسوم(2+) او كالسيوم (2+) و الرّأس القابلللاتّحاد مع الماء للدهون.
قد تتحرّك بعض البروتينات خلال الغشاءبينما يُرْسَى آخرون بالمبنى في أو قربالغشاء . الغشاء سائل في الواقع و لديهتناسق زيت درجة خفيفه . هو قد سُمِّيَ فسيفساء سائلة, الفسيفساء لأنّ هناك نمطواضح إليه, السّائل لأنّ الدّهون حرّة و متحرّكه على كلّ جانب للغشاء . الدّهون عادةلا تتحرك على الجوانب, انما تنتقل من بالخارج إلى الدّاخل أو من الدّاخل إلىالخارج . هذا التّرتيب ينعم بعدد من الملكيّات على الغشاء الذي يسمح له أن يجريوظائف كثيرة .


وظائف العشاء:
1- محافظه علىالسيتوبلازما:
تركيز المذابات, سكر, الأيونات إلخ أعلىكثيرًا داخل الخليّة من بالخارج . مبدأ جوهريّ بالطبيعة ان تراكيز المذابات ستميل إلى التّوازن . في هذه الحالة, سيدخل الماء لداخل الخليّة ( عمليّة معروفة بالضغط إسموزي ) والمذابات ستنساب للخارج . يمنع غشاء الخليّة تدفّق المادّة الحرّ و لهذا يخدمكحاجز اسموزي
2- حاجز انتقائيّ:
لان الخليّة مفصوله عن بيئتها و تحتاجلادخال الأغذية واخراج الفضلات للخارج, يجب أن يكون الغشاء قادر أن فعل هذا . فيعملكحاجز انتقائيّ . يمكن أن تعبر بعض الجزيئات الغشاء بدون المساعدة, لكن معظمها لاتستطيع . الماء, الجزيئات غير مستقطبه و بعض الجزيئات المسقطبة الصّغيرة يمكن أن تعبر. تخترق الجزيئات غير القطبيّه في الواقع بواسطة ذزابنها في بيلير الدّهن .
معظم المركّبات القطبيّة مثل أحماض أمينيّة, الأحماض العضويّة والأملاح الغير عضويّة لا تُسْمَح الدّخول, لكنّ بدلاً من ذلك يجب أن تُنْقَل عبرالغشاء بواسطة بروتينات ناقله خاصه .
3- النقل:
كثير من البروتينات في الغشاء تعمل كمساعده في تنفيذ النّقل الانتقائيّ. تغطّي هذه البروتينات الغشاء بالكامل , تجري الاتّصال مع البيئة بالخارج والسّيتوبلازم . هذه البروتينات يتطلّب إنفاق طاقة كثيرًا لمساعدة المركبات بعبور غشاءالخليه .
هناك أربعة أنواع أساسيّة لنظم النّقل:
· الانتشارالسلبي פסיבי passive diffusion .
· الانتشارالسريع facilitateddiffusion .
· نقلجماعي grouptranslocation .
· النقلالايجابي (فعال) active transport .
1.الانتشار السلبي:
لهذه الجزيئات, النقلمُوَجَّه بقوانين الانتشار البسيط . ليس هناك بروتين ناقل, إنّه غير مختص , ولا تُتَطَلَّبالطّاقة . معدّل تدرّج التّركيز لهذه الجزيئات لا يمكن أن يُوَلَّد . يجب أن تكونالمركبات قادرة على الانتشار السّلبيّ اي ذائبةفي كلا غشاء الدّهن و البيئات المائيّة ( السّيتوبلازم, بالخارج ) .
2. الانتشار السريع facilitated diffusion :
هذا النوع يستلزم بروتينًا ينقل الجزيئ لذلك فهو نقل ذو اختصاص . لكنّ, المذابات لاتُرَكَّز ضدّ ميل ولا يوجد تطلّب طّاقة . ليس استراتيجيّةً مستخدمة على نطاق واسعفي الخلايا غير حقيقية النواه كما فيالخلايا حقيقية النواه .


3. نقل جماعي group translocation
يربط البروتين جزيءالهدف و أثناء النقل تجرى تعديلات كيميائيّه على هذا الجزيء . لاتركيز فعليّ للمادّة المنقولة يحدث, لانه بدخوله الخليه سيكون ذا تركيب كيماويمختلف ,. يتطلّب معظم نقل مجموعة الطّاقة.
4.. النقل الايجابي (فعال) active transport .
في النّقل الفعّال الهدف لايُغَيَّر و تجميع هامّ يحدث في السّيتوبلازم بتركيز الدّاخل يصل إلى مرّات كثيرةتركيزه الخارجيّ . بروتينات النّقل الفعّال هي المضخّات الجزيئيّة التي تضخّ الجزيئاتضدّ منحدر تدرّج التّراكيز . كما في كلّ المضخّات, يكون الوقود ضروريًّا و بالنسبهللخلايا, هذا الوقود يأتي في شكلين, ATP أو قوّة البروتون الحركيّة( PMF ) . كلاهما يُنتجانِ بعمليّات التّمثيل الغذائيّالمركزيّة و سنغطّي تكوينهم بالخليّة في وقت لاحق.
بروتينات النّقل الفعّال قد تكون مختصه بدرجة كبيرة و تحمل فقط جزيئًاأو قد تكون اقل اختصاصا و تحمل مجموعةواحدة من الجزيئات.
جدول يبيّن ملخّص نظم النقل:

الخاصه	Passive Diffusion	Facilitated Diffusion	Active Transport	Group Translocation
استعمل ناقل	-	+	+	+
ضد منحدر التراكيز	-	-	+	بدون علاقه
تخصص	-	+	+	+
استغلال طاقه	-	-	+	+
تعديل في المذاب اثناء النقل	-	-	-	+

توليد الطّاقة:
الغشاء هو موقع لتفاعلات كثيرة التيتؤدّي إلى توليد الطاقة . استعمال خلايا كثير عمليّات التّنفّس للحصول على طاقتهم. أثناء التّنفّس, المركّبات العضويّة أو غير العضويه التي تحتوي على إلكتروناتالطّاقة العالية تهدم, تحرّر تلك الإلكترونات لعمل العمل . تجد هذه الإلكتروناتطريقهم إلى الغشاء حيث يُمرونَ سلسلة من مستقبّلات الإلكترون . أثناء هذهالعمليّة, البروتونات تُنْقَل خارج الخليّة . يصبح خارج الغشاء موجب الشّحنة,الدّاخل يصبح مشحون بالسّالب
يحمّس ميل البروتون هذا الغشاء, كثيرًامثل البطّاريّة متّهم . الطّاقة يمكن أن تُسْتَخْدَم بعد ذلك لعمل ما مباشرة, عمليّة معروفة كقوّة البروتونالحركيّة, أو يمكن أن يُوَجَّه في بروتين خاصّ معروف ATP Synthase. ATPSynthase يمكن أن يحوّلATP - ->ADP, ATP يمكن أن يفوم بالعملبنفسه
لدى الخلايا التّخليق ضوئيّة أيضًا نظامغشاء . هنا الضّوء يثير الإلكترونات و الإلكترونات تُورَث ثانية خلال سلاسل ناقلي الإلكترونات , قوّة البروتون الحركيّة قد وُلِّدَتْ و ATP قم تم بناءه\ . كلّالآليّة التّخليق ضوئيّة تُحَدَّد في الغشاء
شكل 3: توليد قوّة البروتون الحركيّة فيغشاء

:
عمليات بناء:
الأغشية أيضًا تحتوي على الأنزيماتالمتخصّصة التي تنفّذ الوظائف المتعلّقة بالتّركيب الحيويّه الكثيرة . تتضمّن هذهالوظائف :
1. بناء الغشاء .
2. بناء جدار الخليه Cell wall assembly .
3.افراو بروتينات عديده .