الأحد، 30 أكتوبر، 2016

علم الحيوان


علم الحيوان العام

  علم الحيوان

هو العلم الذي يهتم بدراسة الحيوان و يتضمن دراسة :    

       Morphology                      الشكل

       Physiology           علم وظائف الاعضاء

        Reproduction              التكاثر

          Genetics                  الوراثة

Embryology    الاجنة

   Taxonomy              التصنيف

Cytologyعلم الخلية                 

Histology                      الانسجة

Anatomy                      التشريح

Comparative anatomy المقارن  التشريح

علم الخلية  

    يشمل دراسة التركيب البنائي للخلية التي تتكون منها اجسام الكائنات الحية ووظيفة كل جزء فيها.
        اخترع المجهر العالم ليفنهوك Levinhock عام 1591 م.                
        اول من استخدم كلمة خلية Cell هو العالم روبرت هوك عام 1665 م.
       تطور العلم باستخدام المجهر الالكتروني.                                       
    يرتبط بدراسة :
      العمليات الكيميائية الحيوية Biochemistry في جسم الانسان
      وراثة الخلية Cytogenetics
      الانسجة Histology

النظرية الخلوية  Cell Theory

1-  الخلية هي وحدة بناء الكائن الحي من حيث التركيب، فعدد الخلايا:

        -   واحد كما في الاوليات

       -   عديدة كما في الكائنات عديدة الخلايا

2-  الخلية هي وحدة بناء الكائن الحي من حيث الوظيفة، فجميع التفاعلات الكيميائية الحيوية للكائن الحي تتم في الخلية.

3-  تنشأ كل خلية من خلية اخرى بالانقسام.

4-  تحتوي الخلية على المعلومات الوراثية التي تورث من جيل الى جيل.

 التركيب الاساسي للخلايا:

Cell membrane 1-   غشاء الخلية

DNA 2-   المادة الوراثية و تتكون من الحمض النووي الديوكسي ريبوزي

Organelles و يشتمل على العضيات : Cytoplasm 3-   السيتوبلازم

انواع الخلايا الرئيسية:

Eukaryotes 1-   الخلايا حقيقية النواة

Prokaryotes 2-  الخلايا بدائية النواة



تركيب الخلايا بدائية النواة     Prokaryotes



تركيب الخلايا حقيقية النواة Eukaryotes :

تشترك بـ:

1-  يحيطها غشاء خارجي، و تحتوي على سيتوبلازم و نواة.

2-  تحتوي على نفس الانزيمات.

3- تحتوي على نفس النوع من المادة الوراثية DNA

و تختلف من حيث :

1- الوظائف

2- العضيات organelles المتخصصة التي تقوم بتلك الوظائف

    يوجد في جسم الانسان اكثر من 200 نوع من الخلايا مثل الخلايا العصبية و العضلية و الدموية.... الخ.

An Animal Cell

الشبكة الاندوبلازمية

الخشنة

الملساء

السوط

الجسم المركزي

البيروكسيسوم

الخملات الدقيقة

هيكل الخلية

الليسوسومات

الميتوكوندريا

غشاء الخلية

جهاز جولجي

الريبوسومات

النواة

كروماتين

النوية

الغلاف النووي

الخلية الحيوانية

:Nucleus النواة

  -  عادة كروية الشكل، كبيرة الحجم

  -   يحيطها غلاف نووي مكون من طبقتين من الاغشية  يفصلهما مسافة :nuclear envelope   20-40 نانومتر

nuclear pores       *  يندمج الغشاءان في اماكن عديدة لتكوين ثقوب

-  المادة الوراثية DNA توجد على هيئة خيوط و مرتبطة ببروتينات خاصة لتكون الكروموسومات chromosomes او الكروماتين chromatin

-  النوية  nucleolus  او اثنتان، كروية، و هي مكان تكوين الريبوسومات

وظائف النواة:

1-  احتواء المادة الوراثية و توارثها من خلية الى اخرى بواسطة الانقسام

2-  تنظيم نشاط الخلية

: Cytoplasm السيتوبلازم

يتكون من:

1-  الماء

2- جزيئات عضوية وغير عضوية

3- العديد من العضيات (الشبكة الاندوبلازمية، الميتوكوندريا، جهاز جولجي و غيرها)

تركيب نواة الخلية

الغلاف النووي المكون من غشائين

كروماتين

النوية

ثقب 

الشبكة الاندوبلازمية الخشنة



الميتوكندريا Mitochondria:

    تعتبر من بين اكبر عضيات الخلية حجما، وهي اكياس غشائية شكلها كروي او بيضاوي او اسطواني.
    هي المكان التي تتكون فيه الوحدات الاساسية التي تحتوي على الطاقة هي جزيئات ATP.
    كلما زادت حاجة الخلية إلى الطاقة كلما زاد عدد الميتوكوندريا وحجمها.
    تحتوي الميتوكوندريا على DNA خاص بها في شكل جزئ حلقي (مثل ذلك الموجود في البكتريا)، وهي قادرة على الانقسام الذاتي.
    تتكون الميتوكوندريا من غشاءين خارجي وداخلي يفصلهما حيز بين غشائي ويحيطان بسائل:
- الغشاء الخارجي أملس ويسمح بمرور معظم الجزيئات ذات الحجم الصغير في الخلية.

- الغشاء الداخلي يتثنى داخل تجويف الميتوكندريون مكونا بروزات أو حواجز جزئية تسمى الأعراف cristae، ويسمح بمرور مواد محددة فقط (حمض البيروفيك وADP وATP).

        يملا تجويف الميتوكندريون سائل كثيف يسمى matrix، يحتوي على بعض الأنزيمات التي تشارك في العمليات الكيميائية في دورة كريبس والتنفس الخلوي.
    Ribosomes الريبوسومات

و بروتين   rRNA تتكون من الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي -

-  اكثر العضيات عددا في الخلية.

-  تتكون الريبوسومة الواحدة من وحدتين احداهما كبيرة و الاخرى صغيرة و لا تتحد الا عند تخليق الببتيدات العديدة (البروتينات).

-   توجد باعداد كبيرة في الخلايا التي تخلق البروتينات لانها المكان الوحيد الذي يتم فيه amino acids من الاحماض النووية polypeptides تخليق سلاسل الببتيدات العديدة



    يختلف توزيعها في الخلية تبعا لنوع البروتين المخلق في الخلية:

   *  في الخلايا التي تصنع البروتين لاستخدامه داخل الخلية نفسها (مثل الخلايا الجنينية و خلايا الدم الحمراء غير الناضجة):

      تنتشر الريبوسومات في السيتوبلازم غيرملتصقة باغشية

  * في الخلايا التي تصنع البروتين لافرازه خارج الخلية (مثل الخلايا المصنعة للكولاجين  و الانزيمات و الهرمونات):

   تلتصق الريبوسومات بالشبكة الاندوبلازمية فتسمى بالشبكة الاندوبلازمية الخشنة  Rough endoplasmic reticulum   

 الشبكة الاندوبلازمية

ريبوسومات حرة

ريبوسومات مرتبطة

الريبوسومات تحت المجهر الالكتروني

الوحدة الكبيرة

الوحدة الصغيرة

تركيب الريبوسومة


 :Endoplasmic reticulumالشبكة الاندوبلازمية

  Cisternae -  تتكون من اكياس مفلطحة انبوبية تسمى الفراغات داخلها بالصهاريج

-  جدرانها غشائية، تتشابك داخل الخلية و يزيد حجمها بازدياد نشاط الخلية

-  قد تكون ملساء او خشنة

:Rough endoplasmic reticulum أ-  الشبكة الاندوبلازمية الخشنة

-  تتكون من صهاريج يلتصق بها اعدا د كبيرة من الريبوسومات

-  تتصل اغشيتها بالغشاء الخارجي لغلاف النواة

-  يكون حجمها كبيرا في الخلايا التي تصنع البروتين المعد للافراز خارج الخلية



الريبوسومات مرتبطة بالشبكة الاندوبلازمية الخشنة

الشبكة الاندوبلازمية Endoplasmic reticulum

الغلاف النووي

:Smooth endoplasmic reticulum ب-  الشبكة الاندوبلازمية الملساء

-  تتكون من انابيب و قنوات متشابكة و لا يلتصق بها ريبوسومات

-  يكون حجمها كبيرا في انواع الخلايا الآتية:

   * الخلايا التي تخلق البروتينات لاستعمالها الخاص مثل الخلايا الجنينية

   *  الخلايا التي تخلق الدهون، كخلايا الغدد التي تفرز الهرمونات الستيرويدية     

   *  خلايا الكبد التي تقوم بتحطيم المواد السامة للتخلص منها

   *  خلايا الكبد التي تقوم بتحطيم الجليكوجين المخزون الى جلوكوز

   Golgi complex  جهاز جولجي

    يتكون من أكياس مفلطحة جدرها غشائية، وتتراص فوق بعضها في طبقات عديدة، ويحيط بها حويصلات صغيرة.
    يوجد في معظم الخلايا الحيوانية بأعداد تصل إلى 20 في كل خلية.
    يستقبل هذا الجهاز الحويصلات القادمة من الشبكة الاندوبلازمية.
    يتم في هذا الجهاز إضافة بعض المركبات الكربوهيدراتية للدهون ولبعض البروتينات.
    يتم تجميع هذه المركبات في حويصلات خاصة تنفصل من الجهاز عند أطراف الأكياس.




    توزع الحويصلات إلى أجزاء أخرى من الخلية، أو إلى سطح الخلية لإفراز محتوياتها خارج الخلية.
    تتكون في الجهاز أيضا حويصلات خاصة تندمج مع بعض العضيات الغشائية او مع غشاء الخلية ليزيد من مساحته.
جهاز جولجي

الحويصلات Vesicles:

    تشبه الفجوات ولكنها صغيرة جدا، وتوجد في الخلايا ذات النشاط الايضي الكبير.
    ذات أنواع عديدة تختلف من حيث حجمها ومحتوياتها ووظيفتها.

وظائف الحويصلات هي:

    احتواء مواد معينة داخلها.
    نقل المواد المختلفة داخل الخلية لاستكمال إعداد محتوياتها.
    نقل المواد لكي تفرز خارج الخلية.

الحويصلات التي تحتوي أنزيمات محللة:

    تشمل هذه الحويصلات نوعين رئيسين هما الليزوسومات lysosomes والبروكسيسومات Peroxisomes:
    الليزوسومات Lysosomes:
    هي حويصلات دقيقة تتكون في جهاز جولجي، تحتوي أنزيمات محللة للمواد الكربوهيدراتية والبروتينية والدهنية.
    تندمج هذه الحويصلات مع الفجوات الغذائية التي تتكون في بعض الاوليات او خلايا الدم البيضاء لتقوم الأنزيمات المحللة بتحطيم محتويات الفجوة وهضمها.
    بعد ذلك تنتشر نواتج الهضم من الفجوة إلى السيتوبلازم لتستعملها الخلية لبناء مكونات جديدة أو في إنتاج الطاقة اللازمة لها.


الليسوسومات

تكوين الليسوسومات



    البروكسيسومات Peroxisomes :

    تحتوي هذه الحويصلات على أنزيمات تحطم المركبات العضوية التي تنتج فوق أكسيد الهيدروجين عند تحللها، ثم تحلل هذا المركب السام إلى ماء وأكسجين.

 :Vacoules الفجوات

-  حيز من الخلية محاط بغشاء خلوي، و توجد في:

  *  الخلايا النباتية حيث تحتوي على الماء الذائب فيه بعض الاملاح و الآيونات

*  بعض الاوليات التي تكون فجوات غذائية food vacuoles و تتخلص من الماء الزائد  عن طريق تكون الفجوات المتقبضة vacuoles contractile.

الفجوة المركزية

البلاستيدات

    توجد هذه العضيات في خلايا النبات والطحالب.
    تحاط البلاستيدات بغشاءين ناعمين خارجي وداخلي.
    تحتوي على DNA خاص بها وهي قادرة على الانقسام الذاتي تحت سيطرة النواة.
    هناك ثلاثة انواع رئيسية من البلاستيدات هي:

1.  البلاستيدات البيضاء Leucoplasts

      توجد بكثرة في اجزاء النبات التي تختزن الغذاء على شكل نشا او دهون او بروتين.

 2. البلاستيدات الملونة   Chromoplasts   

 تحتوي على حبيبات ملونة، وتوجد بكثرة في أجزاء النبات ذات اللون البرتقالي مثل الفاكهة والزهور والجزر والأوراق الذابلة وغيرها.

3. البلاستيدات الخضراء    Chloroplasts

    تحتوي على مادة الكلوروفيل (اليخضور) والتي تتم فيها عملية التمثيل الضوئي في النبات.
    توجد بكثرة في أوراق النبات وكذلك في سوق النباتات الصغيرة:
        يوجد في الفراغ الداخلي في هذه البلاستيدات الخضراء أقراص تتراص فوق بعضها تظهر كالحبيبات تسمى جرانا grana، وهي التي تتم فيها عملية التمثيل الضوئي.
        يملا تجويف البلاستيدة حول الجرانا سائل stroma.


البلاستيدات الخضراء


 : Cytoskeleton  هيكل الخلية

-  خيوط متشابكة تكون شبكة كثيفة تقوم بتثبيت العضيات الاخرى في الخلية

- هذه الشبكة في حالة حركة و تغير دائمين تبعا لنشاط الخلية

الوظائف:

1- اعطاء الخلية شكل ثابت، ليس جامدا بل قابلا للتغير

2- تثبيت عضيات الخلية في مكانها

3- المشاركة في حركة الخلية (الاميبا)

4- المشاركة في انقسام الخلية (تكوين خيوط المغزل)

 مكونات الهيكل:

ثلاثة انواع من الخيوط هي:

، actin filaments خيوط الاكتين ،Microtubules  الانيبيبات الدقيقة

intermediate filaments و الخيوط المتوسطة

: Microtubules أ- الانيبيبات الدقيقة

-  انابيب طويلة مجوفة قطرها 20 – 25 نانومتر

-  يتكون جدارها من وحدات مزدوجة من البروتين الكروي

تسمى الفا-تيوبيولين و بيتا- تيوبيولين   

-  تكون هذه اخيوط الاشعة التي تنشأ حول الحبيبة المركزية

قرب النواة.

- تتراص الوحدات المزدوجة مكونة انابيب قابلة للتفكك مرة اخرى عند حاجة الخلية


وظائف الانيبيبات الدقيقة:

التي تتكون عند انقسام الخلية spindle fibers - تكوين خيوط المغزل

basal bodies و الاجسام القاعدية cilia و الاهداب flagella - تكوين الاسواط

centrioles و الحبيبات المركزية

:Actin filaments ب-  خيوط الاكتين

-  خيوط دقيقة قطرها 6 نانومتر و تتكون من جزيئات الاكتين

(بروتينات كروية تتراص بجوار بعضها بشكل حلزوني)

-  تتراص جزيئات الاكتين الكروية مكونة خيوطا تتفكك

   بسرعة عند حاجة الخلية

الوظائف:

1- المشاركة في عملية انشطار الخلية بعد الانقسام الميتوزي

2- المشاركة في حركة الخلية (كما في تكوين الارجل الكاذبة)



:Intermediate filaments ج- الخيوط المتوسطة

-  ذات قطر متوسط بين الانيبيبات الدقيقة و خيوط الاكتين (7 – 10 نانومتر)

  فلا تتفكك بسهولة fibrous protein -  تتكون من بروتين خيطي

-  يختلف نوع البروتين الذي يكون هذه الخيوط حسب نوع الخلية

-  في الخلايا الطلائية تبدو هذه الخيوط و كأن اطرافها مثبتة في غشاء الخلية

-  وظيفتها غير معروفة بالرغم من وجودها بكميات كبيرة في الخلايا المعرضة للاحتكاك

 

الاهداب و الاسواط Cilia and Flagella

الشكل: تراكيب خيطية تبرز خارج الخلية.

الموقع: تنشأ من اجسام قاعدية basal bodies توجد تحت سطح الخلية في السيتوبلازم.

الفرق بين السوط و الاهداب:

        الاسواط طويلة و توجد باعداد قليلة (واحد او اكثر) على الخلايا.
        الاهداب قصيرة و توجد باعداد كبيرة على الخلايا.


الوظيفة:

أ- في المخلوقات وحيدة الخلية هي اساسا الحركة:

    الاهداب توجد باعداد كبيرة على جسم الكائن (مثل البراميسيوم) حيث تضرب بانتظام ليتحرك الكائن.
    الاسواط تضرب بطريقة محددة لتساعد على الحركة:
        قد توجد في الامام (مثل يوغلينا) او يوجد في الخلف (مثل الحيوان المنوي).
        قد يوجد سوطان او اكثر في الكائن.


    وظيفة الاهداب في الكائنات عديدة الخلايا:

    توجد الاهداب باعداد كبيرة على سطح الخلايا المبطنة لسطوح بعض التراكيب انبوبية الشكل.

    تضرب بطريقة منتظمة لدفع محتويات هذه الانابيب في اتجاه معين (مثل القصبة الهوائية).



تركيب الاهداب و الاسواط:

        لها تركيب مميز (9 + 2) حيث يمتد بطولها 9 ازواج من الانيبيبات الدقيقة   microtubules المندمجة جزئيا.
        تنتظم هذه الانيبيبات المزدوجة في دائرة قرب حافة السوط او الهدب.
        يوجد زوج آخر من الانيبيبات المنفصلة في وسط السوط او الهدب.


 تركيب الانيبيبات الدقيقة في الاهداب و الاسواط:

         هي أنابيب مجوفة.
         تتكون جدرانها من وحدات مزدوجة dimers من بروتينات ألفا وبيتا جلوبيولين المتراصة بطريقة حلزونية.
         تمتد من إحدى الأنابيب المزدوجة الحافية اذرع arms هي أنزيمات لها القدرة على توفير الطاقة اللازمة لحركة الأنابيب.
        تمتد من نفس الأنابيب الحافية امتدادات شعاعية spokes تتجه إلى مركز السوط أو الهدب، وتحتوى هذه التراكيب على أنزيمات لها دور في تنظيم حركة الانيبيبات.

تركيب الاسواط و الاهداب



الأجسام القاعدية والحبيبات المركزية:
Basal bodies and centrioles

        هي تراكيب اسطوانية لها نفس قطر الهدب والسوط (0.2 ميكرومتر).
        لهما نفس التركيب الدقيق للهدب و السوط:
            يحتوي كل منهما على 9 مجموعات من الانيبيبات التي تنتظم في دائرة قرب الحافة.
            كل مجموعة منها مكونة من ثلاث انابيب مندمجة جزئية، ولا توجد بها انابيب مركزية:

أ- الأجسام القاعدية Basal Bodies   :

        توجد بالقرب من غشاء الخلية وتنشا منها الأهداب والاسواط.
        هي التي تقوم بتنظيم عملية تكوين الهدب أو السوط.
        يعتقد أنها تنقل الطاقة (و ربما المواد الأخرى) اللازمة لحركة الأهداب والاسواط.


ب-  الحبيبات المركزية  Centrioles     

        توجد نموذجيا كزوج من الاسطوانات القصيرة تتعامد احداهما على الأخرى.
        توجد عادة بالقرب من غلاف النواة.
        يعتقد أن لها دورا في تنظيم عملية تكوين الانيبيبات الدقيقة التي تكون خيوط المغزل أثناء انقسام الخلية.


 غشاء الخلية  :Cell membrane

 -   ذو سمك يتراوح بين 7 و 9 نانومتر.

-   يتكون من طبقتين من الدهون المفسفرة :phospholipids bilayer

الاطراف المحبة للماء hydrophilic تتجه الى الخارج

الاطراف الكارهة للماء hydrophilic تتجه الى الداخل

-   يوجد بين الاطراف الكارهة للماء في طبقتي الدهون جزيئات الكوليسترول.

      يوجد بين الدهون المفسفرة بروتينات كروية تسمى البروتينات المدمجة integral proteins .


السائل خارج الخلية

كربوهيدرات

الياف خارج الخلية

جليكوبروتين

جليكوليبد

سيتوبلازم

البروتينات المكملة

البروتينات الطرفية

كوليسترول

الياف هيكل الخلية

تركيب غشاء الخلية

:  integral proteins   * البروتينات المدمجة

Channel proteins  1-   بروتينات ذات قنوات

Carrier proteins   2-   بروتينات ناقلة     

Enzymes    3-   انزيمات           

Receptors   4-    مستقبلات       

و تتكون من الجليكوبروتينات التي   Recognition proteins 5-  بروتينات التعرف       تميز خلايا كل شخص عن الآخر. 

-    توجد على السطح الخارجي للغشاء جزيئات من الكربوهيدرات ترتبط        ، وقد ترتبط بالدهون glycoproteins بالبروتينات تسمى جليكوبروتينات

 glycolipids فتسمى الجليكوليبيدات

  توجد على السطح الداخلي peripheral proteins -البروتينات الطرفية للغشاء مرتبطة بالبروتينات المدمجة

 -  تركيب الغشاء ليس جامدا بل في حالة سيولة، لذلك سمي بالطراز

السائل الفسيفسائي  .fluid mosaic model

-  كثير من العضيات تحاط باغشية تشبه في تركيبها الاساسي غشاء الخلية، حيث تحتوي على 40% من الدهون المفسفرة و 60% من البروتينات مثل: النواة، الشبكة الاندوبلازمية، جهاز جولجي...الخ.

وظائف غشاء الخلية الخارجي:

1- عزل محتويات الخلية عن البيئة المحيطة بها.

2-  تنظيم مرور المواد المختلفة عبر الغشاء.

3-  تساهم الكربوهيدرات و الجليكوليبيدات في التصاق الخلايا ببعضها.

 خصائص غشاء الخلية


.

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق