• Hamid Mahdavi Mohtasham
  •   90 050 226 21 98+
  •  info@HamidMahdavi.com
19 خ
1395

فیزیولوژی سلول بخش اول

فیزیولوژی سلول بخش اول

هر سلول به عنوان واحد اساسی عملی بدن، کارخانه مولکولی فوق العده سازمان یافته ای است. سلول ها انواع گسترده ای از اشکال و اندازه ها را به خود اختصاص می دهند. این تنوع وسیع ،که همچنین در ساختارهای زیر سلولی درون سلول های گوناگون نیز به چشم میخورد، منعکس کننده تنوع عملی سلول های مختلف بدن می باشد. با وجود این، همه ی سلول ها دارای برخی اختصاصات مشترک اند .

 

 

سلول را می توان به سه بخش اساسی تقسیم کرد:

1.غشا ی سلولی یا پلاسمایی

2.سیتوپلاسم و اندامک ها:سیتوپلاسم ، محتوای آبگون یک سلول است که بین هسته و غشای سلل فرار دارد. اصطلاح سیتوزول شامل بخشی از سلول است که با عمل سانتریفوژ نمی توان آن را برداشت.

3.هسته

ساختار غشای سلولی

به علت این که هم محیط درون سلولی و هم برون سلولی آبگون می باشد، بایستی مانعی برای از دست رفن مولکول های سلولی ، وجود داشته باشد.از آنجایی که این مانع خود نی تواند ازجنس مولکول های محلول در آب باشد، این تفکر به وجود می آید که غشای سلولی بایستی از لیپید ها ترکیب شده باشد.

غشای سلول اساسا از فسفولیپید ها و پروتئین ترکیب یافته اند.

فسفولیپید ها حاوی گروه فسفات قطبی هستند و در هر بخش از باقی مانده مولکول ، غیر قطبی (هیدروفوبیک) می باشند. از آنجایی که در هر سمت غشا یک محیط آبگون وجود دارد، بخش های آبگریز مولکول ها با تجمع در مرکز غشا به یکدیگر شار آورده ، و انتهای قطبی را به حال خود رها می کند، در هر دو سطح در معرض آب قرار می گیرد. این امر منجر به تشکیل لایه مضاعفی از لیپید ها در غشای سلول می شود.

از آنجایی که غشا جامد نمی باشد ، فسفولیپید ها و پروتئین ها به طور جانبی دارای حرکت آزاد هستند. پروتئین های موجود در داخل دریای فسفولیپیدی به طور یکسان توزیع نمی شوند، بلکه الگوی موزاییک مداوم و در حال تغییری را نشان میدهند.

افزون برلیپید ها وپروتئین ها غشای سلول هم چنین حاوی کربوهیدرات هایی می باشد، مثل گیلکوپروتئین ها و گیلکولیپید ها که اساسا به سطح بیرونی تر غشا می چسبند. کربوهیدرات های سطحی دارای بارهای منفی زیادی هستند و در نتیجه میان کنش متقابل مولکول های تنظیم کننده با غشا را تحت تاثیر قرار می دهند. بارهای منفی در سطح همچنین میان کنش های متقابل بین سلول ها را تحت تاثیر قرار میدهند- به عنوان مثال برای جدا نگه داشتن کلبول های قرمز یه آن ها کمک میکند. جدا کردن پوشش ای کربوهیدراتی از سطح بیرونی تر گلبول قرمز به انهدام بسیار سریع آن ها به وسیله کبد طحال و مغز استخوان منجر می گردد.

آندوسیتوز و اگزوسیتوز:

چنانچه مولکول ها برای عبور از طریق غشا سلول بسیار درشت باشند، در این صورت ممکن است با روند متفاوتی به سلول وارد شوند.

نام عمومی این روند آندوسیتوز است. سه نوع آندوسیتوز شامل فاگوسیتوز ، پینوسیتوز و آندوسیتوز با واسطه گیرنده میباشد.

1.فاگوسیتوز(حرکت آمیبی):عده ای از سلول های بدن از جمله گلبول قرمز و ماکروفاژهای بافت پیوندی و همچنین برخی سلول های کبدی که متحرک نیستند میوانند فاگوسیتوز انجام بدهند.

فاگوسیتوز برای حفظ بدن از هجوم میکروارگانسیم عمل کرده و مواد زاید و قطعات برون سلولی را در بر دارد.

 2.پینوسیتوز: به وسیله ی سلول های زیادی انجام میگیرد. به این طریق یک سلول می تواند مولکول های درشت مثل پروتئین ها را که ممکن است در مایع برون سلولی حضور داشته باشند، به دست آورد.

3. آندوسیتوز با واسطه گیرنده: آندوسیتوز با واسطه گیرنده نوعی دیگر از آندوسیتوز است که کوچکترین ناحیه غشای سلولی را دربرگرفته، فقط در پاسخ به مولکول های خاص در محیط برون سلولی به وقوع می پیوندد.

 

حال به توضیح مختصری از هر کدام رامی پردازیم:

1.فاگوسیتوز(حرکت آمیبی):سلول هایی که به واسطه حرکت آمیبی شکل حرکت می کنند برای محاصره و بلعیدن قسمت های خیلی کوچک مواد آلی پاهای کاذبی را به کار می برد. این روند نوعی از خوردن سلولی است که فاگوسیتوز نامیده می شود. سلول های فاگوسیتی قربانی خود را با پاهای کاذبی که به یکدیگر وصل و سپس جوش می خورد، احاطه می کنند.

ذره کوچک بلعیده شده اکنون حاوی اندامکی در داخل سلول به نام واکوئل غذایی است.                                                                                                                           

                                 

2.پینوسیتوز: در این فرایند به جای تشکیل پاهای کاذب، غشای سلول فرورفتگی پیدا کرده، شکاف باریک و عمیق را ایجاد می کند. آنگاه غشای مجاور به سطح این شکاف باریک و عمیق جوش خورده ، واکوئل کوچک حاوی مایع برون سلولی کنده شده و به سلول وارد می گردد.

3. آندوسیتوز با واسطه گیرنده از آنجایی که مولکول های برون سلولی بایستی به پروتئین هی گیرنده بسیار اختصاصی در غشای سلول متصل شوند، به این روند به عنوان آندوسیتوز با واسطه ی گیرند ه شناخته شده است. در آندوسیتوز با واسطه ی گیرند ه واکنش بین مولکول های خاص در مایع برون سلولی با پروتئین گیرنده اختصاصی در غشا موجب فرورفتگی غشا، جوش خوردن و کنده شدن آن و در نهایت تشکیل یک وزیمول می گردد.

وزیکول تشکیل شده به این طریق ، حاوی مایع برون سلولی و مولکول هایی است که نمی توانستند به طریق دیگر عبور کرده و به سلول وارد شود.برای مثال کلسترول متصل به پروتئین خاص به وسیله آندوسیتوز با واسطه ی گیرند ه به سلول های سرخ رگ وارد می شود.(ورود کلسترول به این طریق بخشی از عوامل مسئول گرفتگی رگ(تصلب شرائن) می باشد.)

 

اگزوسیتوز:

به عنوان مکانیسمی برای ترشح فراورده های سلولی به داخل محیط برون سلولی عمل می کند . در روند اگزوسیتوز این وزیکول های ترشحی با غشا ی سلول جوش خورده ، محتویات خود را به درون محیط برون سلولی رها می کند.برای مثال پایانه های عصبی میانجی های عصبی شیمیایی خود را به این روش رها می سازند.توجه: زمانی که وزیکول حاوی فراورده های ترشحی سلول طی اگزوسیتوز با غشا سلول جوش می خورد ، مقدار کل غشای سلول افزایش می یابد. این روند موادی را که طی زمان آندوسیتوز از غشای سلول از دست رفته بود، دوباره جایگزین میکند.

تاژک ها و مژک ها:

تاژک ها ساختمانهای نازک شبیه مو هستند که از سلول بیرون زده است. تاک ها در بدن انسان بر روی سطح راسی(سطح در معرض مجرا یا حفره)سلول های پوششی مجاری تولید مثل ماده و مجاری تنفسی یافت می شود.

مژه ساختمان واحد شلاقی شکلی است که سلول را در محیط خود حرکت می دهد. اسپرم تنها سلول های انسان هستند که مژه دارند.

هم تاژک و هم مژک ها از میکروتوبول هایی ( تشکل از پروتئین ها) که به طریق ویژه ای ردیف شده اند ، ترکیب شده اند. یک زوج میکروتوبول در مرکز یک تاژک ویژه به وسیله نه جفت دیگر از میکروتوبول ها و برای تولید آنچه اغلب تحت عنوان ترتیب و ساختمان 9+2 توصیف می گردند، احاطه می شود.

انواع حرکت تاژک ها:

                                     

 

خمل(میکروویلی):

 

در نقاطی از بدن که برای انتشار سریع تخصص یافته ، ناحیه سطحی غشای سلول ها ممکن است به وسیله تعداد بیشماری از چین ها افزایش یابد. برای مثال ناحیه سطحی غشاهای راسی (بخشی که متوجه مجراست) در روده به وسیله چین خوردگی های نازک متعددی که برامدگی های انگشتی شکلی بنام خمل را می سازند، افزایش می یابد.هم چنین خمل های مشابهی در اپی تلیوم توبول های کلیه یافت می شود که مولکول های گوناگونی را که خارج از خون تصفیه شده اند، باز جذب مینماید.سیتوپلاسم و اندامک های آن:

ماده زمینه ای ژله مانند داخل سلول (به جز ماده داخل هسته ) سیتوپلاسم نامیده میشود.

اسکلت سلولی: سیتوپلاسم نه تنها محلول همگنی نیست بلکه به نسبت ساختار فوق العاده سازمان یافته ای است که در آن رشته های پروتئینی (میکرتوبول ها ومیکروفیلامان ها) به شکل مجموعه ای مشبک مرتب شده اند. این ساختارها با به کارگیری میکروسکوپ فلوئورسانس و پادتن ها ی علیه پروتئین های آن قابل رویت هستند. باور بر این است که میکرتوبول ها ومیکروفیلامان های متصل شده به یکدیگر تشکیلات ساختاری آنزیم های سیتوپلاسمی را فراهم ساخته ، سایر اندامک مختلف را هدایت می کند.باید گفت میکرتوبول ها ومیکروفیلامان ها به عنوان نوعی اسکلت سلولی عمل می کند.

پروتئین ها ی انقباضی از جمله اکتین و میورین که مسئول انقباض عضلانی اند، میکروفیلامان هایی هستند که در اغلب سلول ها یافت می شوند. برای مثال جنین میکروفیلامان هایی به انجام حرکت آمیبی کمک می کند.بنابراین اسکلت سلولی به عنوان ساختار و داربست سلول محسوب می شود. دستگاه دوکی شکلی که در تقسیم سلولی ، کروموزوم ها را از هم دور می سازند، به وسیله میکروتوبول ها تشکیل می شوند. هم چنین میکر.ت.ب.ل ها ، بخش های مرکزی مژه ها و تاژک ها را تشکیل داده ،در ساختمان و ایجاد حرکات این ساختارها مشارکت می کنند.

لیزوزوم ها:آنزیم های گوارشی سلول از سیتوپلاسم جدابوده،در داخل اندامک های پوشیده از غشا به نام لیزوزوم ها متراکم می شوند. یک لیزوزوم اولیه فقط حاوی آنزیم های گوارشی (حدود 40 نوع مختلف) در داخل محیطی می باشد که به مقدار بسیار زیادی اسیدی تر ازسیتوپلاسم احاطه کننده آن است.ممکن است یک لیزوزوم اولیه با یک واکوئل غذایی (یا اندامک سلولی دیگر) جوش خورده ، تشکیل لیزوزوم ثانویه حاوی باقی مانده های به طور ناقص گوارش یافته سایر اندامک ها و مواد آلی بلعیده شده می باشد.

لیزوزوم حاوی مواد زاید تجزیه نشده، جسم باقی مانده خوانده می شود.

غشاهای گواریده شده اندامک های مختلف و سایر قطعات سلولی اغلب در داخل لیزوزوم های ثانویه مشاهده می شود. این امر ناشی از عمل اتوفاژی (خود گواری) یا روندی است که موجب انهدام اندامک های تخریب شده گردیده، بنابراین امکان جایگزینی مستمر آن ها را فراهم می سازد.از سوی دیگر لیزوزوم ها به عنوان کیسه هایی برای خود کشی نیز نامیده می شود، این امر به طور طبیعی در مرگ برنامه ریزی شده سلولی اتفاق می افتد.

میتوکندری: میتوکندری ها ، نیروگاه های سلول نامیده می شود. هر میتوکندری با یک غشای بیرونی که به وسیله فضای تنگی از غشا داخلی جدا می گردد، احاطه می شود.غشای داخلی با چین خوردگی متعددی به نام کریستا مشخص می گردد که به داخل ناحیه مرکزی یا ماتریکس(ماده زمینه ای) میتوکندری گسترش می یابد. میتوکندری ها می توانند در فضای سیتو پلاسمی حرکت کنند.

                   

شبکه آندوپلاسمی:دو نوع شبکه آندوپلاسمی وجود دارد: شبکه آندوپلاسمی خشن یا دانه دار و شبکه آندوپلاسمی صاف.

شبکه آندوپلاسمی خشن دارای ریبوزوم می باشد و در سلول هایی که در سنتز پروتئین ها و ترشح فعال هستند( مثل بسیاری از غدد درون ریز و برون ریز ) یافت می شود. در صورتی که شبکه آندوپلاسمی صاف فاقد ریبوزوم می باشد و در سلول های گوناگون و برای اهداف مختلف غمل می کند. برای مثال این شبکه جایگاهی برای واکنش های آنزیمی به منظور تولید هورمون های استروئیدی و غیر فعال ساختن آن ها و جایگاه دیگری برای انبار کردن یون

Ca+2 در سلول در سلول های عضله اسکلتی فراهم می سازد.

هسته سلول و اسید های نوکلئیک:

هسته متشکل از یک غشای داخلی و یک غشای بیرونی تشکیل می گردد. غشا بیرونی در امتداد شبکه آندوپلاسمی داخل سیتوپلاسم است. در نقاط مختلف غشای داخلی و خارجی پوشش هسته ای به وسیله ی مجموعه ی ساختمانی به نام منافذ هسته ای به یکدیگر جوش می خورد.این مجموعه ی ساختمانی به صورت پرچ هایی برای نگه داشتن پوشش هستهای در کنار یگدیگر عمل می کنند. هر مجموعه منفذ هسته ای دارای یک سوراخ مرکزی است. منفذ هسته ای به وسیله پرچ ها و ستون های پروتئینی مرتبط به هم احاطه می شود.مولکول های کوچکی ممکن است به واسطه انتشار از میان منافذ عبور کنند، ولی حرکت پروتئین و

RNAاز طریق منافذ هسته روند ی انتخابی بوده و نیازمند انرژی است.

ساختار اولیه پروتئین ( توالی آمینواسید ) به وسیله توالی بازهای

mRNAتععین می گردد. توالی باز mRNAنیز قبلا به وسیله توالی بازها در ناحیه ای در ازDNA(ژن) که برایmRNAبه عنوان رمز عمل می کند، تعیین می گردد.ولی ، بیان ژنتیکی در دومرحله به وقوع می پیوندد: مرحله اول نسخه برداری ژنتیک (سنتز ( RNAمرحله بعد برگرداندن ژنتیک (سنتز پروتئین ) رمز است.

هر هسته دارای یک یا چند ناحیه تاریک است . این نقاط که توسط غشایی احاطه نمی شود، هستک نامیده می شود.

DNA

درون هستک ها حاوی ن هایی است که برای تولید rRNA(بخش اصلی ریبوزوم ها ) رمز ایجاد می کنند.

شبکه آندوپلاسمی خشن: پروتئین های که در سلول به مصرف می رسند در پلی ریبوزوم های آزاد داخل سیتوپلاسم تولید میشوند. با این وجود ،چنان چه پروتئینی محصول ترشحی خود سلول باشد ، به وسیله مجموعه های

mRNAریبوزومی واقع در شبکه اندوپلاسمی خشن ساخته می شود. غشاهای این سیستم فضاهای پر از مایعی (سیسترن ها) را مسدود می کند که ممکن است پروتئین های تشکیل شده های جدید به آنها وارد گردند. به محض ورود به سیسترن ها ساختار این پروتئین ها به شیوه خاص تغییر می یابد .

پس به طور خلاصه:

پروتئینها

۱- پروتئینهایی که در سلول به مصرف میرسند توسط پلی ر یبو زوم ها ی آزاد داخل سیتوپلاسم تولید می شوند.

 

2-پروتئینهای محصول ترشحی خود سلول باشد به وسیله مجموعه های

mRNAریبوزومی واقع در شبکه اندوپلاسمی خشن ساخته می شود

         

 

زمانی که پروتئین های اختصاص یافته برای ترشح تولید می شوند، اولین سی اسید آمینه و یا بیشتر آنها آب گریز می شوند . این توالی رهبری کننده توسط جز لیپیدی غشاهای شبکه آندوپلاسمی جذب می شود و همچنان که زنجیره پلی پپتیدی طویل می گردد به درون سیسترن های درون آندوپلاسمی تزریق می شود.از جهتی توالی تعیین کننده خود دارای آدرسی می باشد که پروتئین های ترشحی را به داخل شبکه آندوپلاسمی هدایت میکند . به محض ورود پروتئین به داخل سیسترن ها، توالی راهنما برداشته شده در نتیجه پروتئین نمی تواند مجددا سیتوپلاسم وارد شود.

فرایند تولید هورمون انسولین می تواند به عنوان مثالی از وقوع تغییرات در داخل شبکه آندوپلاسمی مد نظر قرار گیرد. مولکول اصلی که پره پروانسولین نامیده می شود،به عنوان پلی پپتید واحد مرکب از 109اسید آمینه به سیسترن وارد می گردد.اولین 23اسید آمینه به عنوان توالی راهنما عمل کرده ، اجازه می دهد که مولکول به درون سیسترن داخل شبکه آندوپلاسمی تزریق گردد. سپس توالی راهنما به سرعت برای تولید مولکول پروانسولین برداشته می شود. زنجیر باقی مانده درون سیسترن پیچ خورده ،بنابراین اولین و آخرین اسیدآمینه پلی پپتید به نزدیک هم آورده می شوند.سپس ناحیه مرکزی به طور آنزیمی برداشته شده ، دو زنجیر متصل می کند(یکی به طول 21 اسید آمینه ، و دیگری به دارازای 30 اسید آمینه) که متعاقبا به وسیله پیوند های دی سولفیدی به یکدیگر متصل می گردد.

دستگاه گلژی

این اندامک سه عمل مربوط به هم را انجام می دهد. 1-تغییرات بسیار افزون تر پروتئین 2-فراورده های وارد شده مطابق اعمال و مقصدشان تفکیک می شود. 3- محصولات نهایی به شکل وزیکول های ترشحی بسته بندی شده ، به مقاصد خود فرستاده می شوند. وزیکول های در حال ترک گلژی ممکن است به لیزوزم ها، گرانول های ذخیره ای محصولات ترشحی تبدیل شده ، یا به غشای سلول افزوده می شود.سایکلین ها و

p53

گروهی از پروتئین ها تحت نام سایکلین ها ، مراحل مختلف چرخه سلولی ر ا پیش می برد. برای مثال غلظت پروتئین سایکلین

Dطی مرحله G1 چرخه افزایش یافته و در جهت حرکت سریع سلول در این مرحله عمل می کند.از این رو افزایش فعالیت ژنی که سایکلین D را رمز می کند ، بایستی در مورد علت تقسیم سلولی کنترل نشده که در سرطان به وقوع می پیوندد، مد نظر باشد. بنابراین ، بیان بیش از حد ژن سایکلین D1در برخی سرطان ها ، از جمله پستان و مری ، به وقوع می پیوندد. ژن هایی که در سرطان مشارکت می کنند انکوژن ها خوانده می شوند. در حالی که انکوژن ها سرطان را پیش می برنذد، سایر ژن ها( که ژن پس زننده تومور خوانده می گرند.) پیشرفت آن را مهار می سازنذد. یک ژن بسیار مهم پس زننده تومور تحت عنوان P33 شناخته شده است. این نام منتسب به پروتئینی است که مقاومت آن در برابر سرطان به طور غیر مستقیم با انسداد توانایی سایکلین ها جهت تحریک تقسیم سلول انجام می گیرد. به دلیل ، ژنی جهش یافته و P53 را پیش می بردبدین ترتیب ژن های P53 جهت یافته در بیش از 50% همه سرطان ها یافت می شود.

مرگ سلولی: مرگ سلولی هم به طور آسیب شناختی و هم به طور طبیعی به وقوع می پیوندد از لحاظ آسیب شناسی سلول هایی که از منبع خونی محروم می شود، ممکن است متورم شده و غشای آنها پاره شود. این نوع مرگ سلولی را تحت عنوان نکروز شنلخته می شوند با این وجود در برخی موارد ، الگوی متفاوتی مشاهده شده، به جای تورم سلولی ، سلولها متورم می شوند. غشای سلول دست نخورده و متخلخل باقی مانده، هسته متراکم می شود . این الگو آپوپتوز نامیده می شود.

آپوپتوز به طور طبیعی به عنوان بخشی از یک مرگ سلولی برنامه ریزی شده به وقوع می پیوندد. مرگ سلولی برنامه دار به روندهای فیزیولوژیکی منتسب می گردد به عنوان مثال مرگ یک نوتروفیل از طریق آپوپتوز 24 ساعت پس از تولید در مغز استخوان برنامه ریزی می شوند .

آدرس :

تهران - خیابان شریعتی- خیابان شریفی منش - بن بست آذر - بیمارستان اختر - مرکز تحقیقات استخوان مفاصل و بافت های وابسته BJRTrc

 

  • این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

 

Clear

32°C

tehran

Clear

Humidity: 15%

Wind: 17.70 km/h

  • 22 Jun 2018

    Sunny 36°C 22°C

  • 23 Jun 2018

    Sunny 37°C 23°C

جمعه, ۲۲ جون ۲۰۱۸
جمعه, ۰۱ تیر ۱۳۹۷
جمعه, ۰۸ شوال ۱۴۳۹