ما هي وظائف غشاء الخلية

غشاء الخليّة

غشاء الخليّة، أو الغشاء البلازميّ (بالإنجليزيّة: Cell membrane or Plasma membrane)، هو غشاء رقيق مكوّن من الدّهون والبروتينات، ويتراوح سمكه بين 4-10 نانومتر. يحيط الغشاء الخلويّ بجميع أنواع الخلايا الحيّة، ويفصل محتوياتها، مثل: البروتينات، والأحماض النّوويّة، والكربوهيدرات عن الوسط الخارجي، ويمنع دخول المواد السّامة من الوسط الخارجي إلى داخل الخليّة. يشكّل الغشاء الخلوي الغلاف الخارجيّ للخلايا الحيوانيّة، إلا أنّ الغشاء الخلوي يكون مُحاطاََ بجدار خلوي في معظم الخلايا البكتيريّة، والفطريات، والخلايا النباتيّة، وفي هذا المقال سنتعرّف على مكوّنات كلٍّ من الغشاء الخلوي والجدار الخلوي، ووظائفهما.[1][2]

تركيب الغشاء الخلوي

يتركّب الغشاء الخلوي من المكونات الآتية:[3]

• الدّهون: يحتوي الغشاء البلازمي على ثلاثة أنواع من الدّهون، هي:
  
  • الدهون المفسفرة (بالإنجليزيّة: Phospholipids): تتكوّن من رأس قطبيّ مُحبّ للماء هو مجموعة الفوسفات، وأذناب كارهة للماء هي الأحماض الدّهنيّة.
  
  
  • الدّهون السّكريّة (بالإنجليزيّة: Glycolipids): هي دهون مرتبطة بجزيئات كربوهيدراتيّة.
  
  
  • الكولسترول (بالإنجليزيّة: Cholesterol): نوع من الدّهون، له دور في المحافظة على سيولة الغشاء البلازميّ.


• البروتينات: تنقل بروتينات الغشاء الخلوي الموادّ من وإلى الخليّة، كما تعمل كمستقبلات للمعلومات، ويحتوي الغشاء الخلوي على نوعين من البروتينات:
  
  • بروتينات محيطيّة (بالإنجليزيّة: Peripheral proteins): هي البروتينات التي ترتبط بالغشاء الخلوي.
  
  
  • البروتينات الغشائيّة المُدمَجة (بالإنجليزيّة: Integral proteins): هي بروتينات قد تكون منغمسةً تماماََ في الغشاء البلازمي، وقد تمتدّ أطرافها من الغشاء البلازمي.

وظائف الغشاء الخلوي

من وظائف الغشاء الخلوي ما يأتي:[3][4][5]

• يساهم في نقل المواد من الخليّة وإليها، ومن أنواع النّقل عبر الغشاء الخلوي، ما يأتي:
  
  • الانتشار البسيط (بالإنجليزيّة: Diffusion): نقل الجزيئات غير القطبيّة والجزيئات القطبيّة صغيرة الحجم عبر الدّهون المفسفرة للغشاء البلازمي؛ من المناطق ذات التّركيز المرتفع إلى المناطق ذات التّركيز المنخفض أي باتجاه التّركيز؛ للوصول إلى حالة الاتزان دون الحاجة إلى مصدر خارجيّ للطاقة.
  
  
  • الانتشار المسهّل (بالإنجليزيّة: Facilitate diffusion): انتقال الأيونات والجزيئات القطبيّة باتجاه التّركيز بمساعدة البروتينات النّاقلة في الغشاء البلازمي، دون الحاجة إلى مصدر خارجي للطاقة.
  
  
  • النّقل النّشِط (بالإنجليزيّة: Active transport): نقل المواد المشحونة والقطبيّة عبر الغشاء الخلوي من المنطقة ذات التّركيز المنخفض إلى المنطقة ذات التّركيز المرتفع (ضد التّركيز)، وهذا النّوع من النّقل يحتاج إلى طاقة على شكل (ATP).
  
  
  • الإدخال الخلوي (بالإنجليزيّة: Endocytosis): هي طريقة لنقل المواد كبيرة الحجم إلى داخل الخليّة، وتتمّ كالآتي: ينثني الغشاء الخلوي حول المادة التي تحتاجها الخليّة للداخل، فيتشكل غمد أو جيب صغير يبدأ بالتخصّر والتعمّق ليشكّل حويصلةً، تنفصل بعد ذلك عن الغشاء الخلوي، وبذلك تصبح داخل الخليّة وهي عمليّة معاكسة تماماََ لطريقة الإخراج الخلوي التي تتمّ كالآتي: تُحاط المواد التي يجب التّخلص منها بحويصلة، ثمّ تندمج الحويصلة بالغشاء الخلوي، وينثني الغشاء للخارج لتنفصل الحويصلة بعد ذلك عن الغشاء.


• تساهم المستقبلات التي توجد على السّطح الخارجي للغشاء الخلوي في تجميع الخلايا لتكوين الأنسجة.


• تعمل بروتينات الغشاء الخلوي كمستقبلات للرسائل الكيميائيّة المختلفة، ومن الأمثلة عليها: المستقبلات الخاصة بالهرمونات.


• يحدّد الغشاء البلازمي تتابع الإنزيمات المشاركة في التفاعلات الكيميائيّة داخل الخليّة، ممّا يؤدي إلى قيامها بعملها بفعاليّة أكبر.


• ينقل الإشارات الكيميائيّة أو الكهربائيّة، مثل: نقل السّيال العصبي من خليّة عصبيّة إلى أخرى.


• يدعم الخليّة، ويحافظ على شكلها.


• ينظّم نموّ الخلايا؛ عن طريق الموازنة بين الموادّ التي تدخل الخليّة، وتلك التي تخرج منها.


• يمنع دخول المواد السّامة إلى داخل الخليّة، ويحافظ على سلامتها.


• يشكّل نقطة اتصال الهيكل الخلوي، والجدار الخلوي في بعض أنواع الخلايا الحيّة.

العُضيّات الخلويّة المُحاطة بغشاء

تُقسَم الخلايا الحيّة إلى نوعين: خلايا بدائيّة النّواة، وهي خلايا بسيطة التّركيب، لا توجد لها نواة مميّزة بغلاف يحيط بها، مثل: خلية البكتيريا، والنوع الثاني هو خلايا حقيقيّة النّواة، وهي الخلايا التي تحتوي على نواة محاطة بغشاء مزدوج، مثل: الخلايا النّباتيّة، والحيوانيّة، كما تحتوي على عُضيّات تُحاط بأغشية مُفردة أو مزدوجة، ومنها:[5][6]

• النّواة (بالإنجليزيّة: Nucleus): تُحاط النّواة بغشاء مزدوج يُسمّى الغلاف النّووي، وهي الجزء الذي يحتوي على المادة الوراثيّة، كما تتحكّم بنموّ الخليّة وتكاثرها.


• الميتوكندريا (بالإنجليزيّة: Mitochondria): تُحاط الميتوكندريا بغشاء مزدوج، ووظيفتها إنتاج الطّاقة اللازمة للخليّة.


• الشّبكة الإندوبلازميّة (بالإنجليزيّة: Endoplasmic Reticulum): لها دور في إنتاج الكربوهيدرات والدهون.


• جهاز غولجي (بالإنجليزيّة: Golgi complex): لهذا الجهاز دور في إنتاج بعض الجزيئات التي تنتجها الخليّة، كما له دور في تخزينها، ونقلها.


• الجسم الحالّ (بالإنجليزيّة: Lysosome): عُضيّ له دور في هضم الجزيئات الخلويّة، مثل الأحماض النّووية، والدّهون، والبروتينات، والسّكريات، وإعادة تدويرها.


• البيروكسيسومات (بالإنجليزيّة: Peroxisomes): عضيّات تحتوي على إنزيمات تساهم في تحطيم الدّهون، وتكوين أحماض الصّفراء، وإزالة سميّة الكحول.


• البلاستيدات الخضراء (بالإنجليزيّة: Chloroplast): عُضيات محاطة بغشاء مزدوّج توجد فقط في الخلايا النّباتيّة ووظيفتها إنتاج الغذاء من خلال عملية البناء الضّوئي.

الجدار الخلوي

يحاط الغشاء الخلوي في النّباتات بجدار خلوي مكوّن ثلاث طبقات، وهي:[2]

• الصّفيحة الوسطى (بالإنجليزيّة: Middle lamella): وهي الطّبقة الخارجية في الجدار الخلوي، وتتكوّن من مادة البكتين، وهي مادة عديدة التسكّر تعمل على ربط الخلايا ببعضها البعض.


• الجدار الابتدائي (بالإنجليزيّة: Primary wall): يوجد الجدار الابتدائي بين الصّفيحة الوسطى والغشاء الخلوي في النبّاتات النّاميّة، ويتميّز بالمرونة للسماح للخليّة بالنّمو، ويتكوّن من ألياف سليلوزيّة، وألياف شبه سليلوزيّة، وبكتين.


• الجدار الخلوي الثّانوي (بالإنجليزيّة: Secondry wall): طبقة تتشكّل بين الجدار الأولي والغشاء الخلوي في بعض أنواع الخلايا النّباتيّة فقط، وفي حال وجودها تعمل على تقويّة ودعم الجدار الخلوي، وتساهم في نقل الماء في الأنسجة الوعائيّة.

وظائف الجدار الخلوي

• يحمي الخليّة من الأخطار الخارجيّة مثل الفيروسات، ويشكّل حاجزاً لمنع تسرُّب الماء خارج الخليّة.


• يدعم الخليّة ويسيطّر على اتجاه نموّها.


• يساعد الخليّة على تحمّل ضغط الامتلاء الذي قد يسبب أحياناََ تمزُّق الخليّة.


• ينظّم نموّ الخليّة من خلال إرسال إشارات للخليّة للبدء بالانقسام.


• ينظّم مرور المواد من وإلى الخليّة من خلال خاصيّة النفاذيّة الاختياريّة فيسمح بدخول المواد التي تحتاجها الخليّة مثل البروتينات، ويمنع مرور المواد الأخرى.


• ينقل المعلومات ويؤمّن الاتصال بين الخلايا.


• يخزّن المواد اللازمة لنموّ الخليّة مثل الكربوهيدرات.