إعداد �روحي دلاشه
The Plasma Membrane
الغشاء البلازمي
الغشاء البلازمي
الغشاء البلازمي
النظريتان حول انتظام الجزيئات المكونه لطبقات الغشاء الخلوي
**النظريه الاولى(النموذج الكلاسيكي )للعالمين دانييلي ودافسن 1935 :
تنص على أن غشاء الخلية مكون من طبقتي زلال بينهما طبقه من الدهنيات (صفين من الدهون المفسفره بالأساس) ولكل جزي دهني في كل صف طرف محب للماء (المجاور لطبقة الزلال ) وآخر كاره للماء (المقابل لجزيء الدهن الآخر في الصف المقابل)
أما الدلائل التي تشير إلى أن النظرية المذكورة أعلاه هي تبسيط للتركيب المعقد لغشاء الخلية فمنها :
صفين من الدهون المفسفره
طبقة زلال خارجية
طبقة زلال داخلية
نموذج الفسيفساء السائل : نموذج للغشاء الخلوي ابتكره الباحثان سنجر ونكولسون سنة 1972:
ينص على أن الدهون المفسفره تنتظم في الوسط ولكن جزيئات الزلال لا تنحصر على الجهات الخارجية للغشاء بل تنتشر في الطبقة الدهنيه بحجوم مختلفة ويبرز بعضها إلى السطح الخارجي ( المستلمات – المستقبلات) .
غشاء الخلية Cell Membrane
التركيب الجزيئي
قناة بين الزلاليات
زلال مستقبل
جليكوبروتين
كربوهيدرات
زلال
سيتوسكيليتون-هيكل داخل خلوي
كولسترول
الفوسفولبيدات في الغشاء
طرف هيدروفوبي –كاره للماء
po4
po4
جليسرول
طرف هيدروفيلي
محب للماء
حامض دهني
po4
po4
حامض دهني
فوسفات
جليسرول
طرف هيدروفوبي –كاره للماء
طرف هيدروفيلي محب للماء
طرف هيدروفيلي محب للماء
Phospholipids bilayer
polar
hydrophilic
heads
nonpolar
hydrophobic
tails
polar
hydrophilic
heads
البروتين:
*
Proteins Are Critical to Membrane Function
غشاء السيتوبلاسميك يُثَبَّت بواسطة التّفاعلات بين دهون مجاورة وبواسطة الرّوابط الهيدروجينيّة بين الدّهون المجاورة . يمكن أن تتكون الرّوابط الهيدروجينيّة أيضًا بين بروتينات الغشاء و الدّهون . هنالك استقرار إضافيّ ناتج من الشحنات السالبه بالبروتينات التي تشكّل تّفاعلات ايونيه بين الكاتيون الثّنائيّة التّكافؤ مثل مغنيزسوم(2+) او كالسيوم (2+) والرّأس القابل للاتّحاد مع الماء للدهون.
قد تتحرّك بعض البروتينات خلال الغشاء بينما يُرْسَى آخرون بالمبنى في أو قرب الغشاء . الغشاء سائل في الواقع ولديه تناسق زيت درجة خفيفة . هو قد سُمِّيَ فسيفساء سائلة, الفسيفساء لأنّ هناك نمط واضح إليه, السّائل لأنّ الدّهون حرّة ومتحركة على كلّ جانب للغشاء . الدّهون عادة لا تتحرك على الجوانب, إنما تنتقل من بالخارج إلى الدّاخل أو من الدّاخل إلى الخارج . هذا التّرتيب ينعم بعدد من الملكيّات على الغشاء الذي يسمح له أن يجري وظائف كثيرة .
استقرار الغشاء:
وظائف العشاء:
1- محافظه على السيتوبلازما:
تركيز المذابات, سكر, الأيونات .............أعلى كثيرًا داخل الخليّة من بالخارج .
مبدأ جوهريّ بالطبيعة أن تراكيز المذابات ستميل إلى التّوازن . في هذه الحالة, سيدخل الماء لداخل الخليّة ( عمليّة معروفة بالضغط أسموزي ) والمذابات ستنساب للخارج . يمنع غشاء الخليّة تدفّق المادّة الحرّ ولهذا يخدم كحاجز أسموزي
2- حاجز انتقائيّ:
لان الخليّة مفصولة عن بيئتها وتحتاج لإدخال الأغذية وإخراج الفضلات للخارج, يجب أن يكون الغشاء قادر أن فعل هذا . فيعمل كحاجز انتقائيّ .
يمكن أن تعبر بعض الجزيئات الغشاء بدون المساعدة, لكن معظمها لا تستطيع .
الماء, الجزيئات غير المستقطبة وبعض الجزيئات المستقطبة الصّغيرة يمكن أن تعبر .
تخترق الجزيئات غير القطبية في الواقع بواسطة ذوبانها في الدّهن .
معظم المركّبات القطبيّة مثل أحماض أمينيّة, الأحماض العضويّة والأملاح غير العضويّة لا تُسْمَح الدّخول, لكنّ بدلاً من ذلك يجب أن تُنْقَل عبر الغشاء بواسطة بروتينات ناقله خاصة .
3- النقل:
كثير من البروتينات في الغشاء تعمل كمساعده في تنفيذ النّقل الانتقائيّ . تغطّي هذه البروتينات الغشاء بالكامل , تجري الاتّصال مع البيئة بالخارج و السّيتوبلازم . هذه البروتينات يتطلّب إنفاق طاقة كثيرًا لمساعدة المركبات بعبور غشاء الخليه .
Diffusion across cell membrane
IN
food
carbohydrates
sugars, proteins
amino acids
lipids
salts, O2, H2O
OUT
waste
ammonia
salts
CO2
H2O
products
cell needs materials in & products or waste out
IN
OUT
Can it be an impenetrable boundary?
NO!
�
diffusion
Molecules will randomly move through the pores in Channel Proteins.
osmosis
ماذا يحصل في الجهاز الاتي :الغشاء بين ذراعي الجهاز نفاذ لجزيئات الماء ولايونات ملح وغير نفاذ لجزيئات السكر.?�
0.2M Nacl
0.6M Nacl
0.4M Nacl
0.4M Nacl
0.6M سكر
0.3M سكر
0.6M سكر
0.3M سكر
إنتشار الجلوكوز الميسر(السريع)
Carrier Proteins
*
النقل النشط � transport Active�
symport
antiport
ATP
ATP
*
Active Transport: Sodium-Potassium Pump
3 Na+ pumped in for every 2 K+ pumped out; creates a membrane potential
Na+
low
K+
high
Na+
high
K+
low
*
Moving the “Big Stuff”
Molecules are moved out of the cell by vesicles that fuse with the plasma membrane.
Exocytosis- moving things out.
This is how many hormones are secreted and how nerve cells communicate with one another.
*
Moving the “Big Stuff”
Large molecules move materials into the cell by one of three forms of endocytosis.
*
Pinocytosis
Most common form of endocytosis.
Takes in dissolved molecules as a vesicle.
Pinocytosis
*
*
Example of Pinocytosis
pinocytic vesicles forming
mature transport vesicle
Transport across a capillary cell (blue).
*
Receptor-Mediated Endocytosis
Some integral proteins have receptors on their surface to recognize & take in hormones, cholesterol, etc.
*
Endocytosis – Phagocytosis
Used to engulf large particles such as food, bacteria, etc. into vesicles
Called “Cell Eating”
*
Exocytosis� The opposite of endocytosis is exocytosis. Large molecules that are manufactured in the cell are released through the cell membrane.
Inside Cell
Cell environment
الخاصة | Passive Diffusion | Facilitated Diffusion | Active Transport | Endocytosis . Exocytosis |
استعمل ناقل | - | + | + | - |
ضد منحدر التراكيز | - | - | + | |
تخصص | - | + | + | - |
استغلال طاقه | - | - | + | + |
Cell Concentrations
Osmosis in Hypertonic medium
cell
ضغط أسموزي مرتفع
تركيز مذابات مرتفع
(تركيز ماء منخفض)
ضغط أسموزي منخفض
تركيز مذابات منخفض
(تركيز ماء مرتفع)
Hypertonic solutions- shrink cells
إذا وضعنا خليه حيوانيه في محلول هيبرتوني يحدث فرق في الضغط الأسموزي (نتيجة الفرق في تركيز المادة المذابة وعدم قدرتها على النفاذ عبر الغشاء الخلوي لموازنة تركيزها) الذي يؤدي إلى خروج الماء من الخلية الحيوانية الأمر الذي يسبب انكماشها.
ما يحصل للخلية الحيوانية في المحلول الهيبرتوني هو عمليا ما يحصل للكائنات الدقيقة الموجودة في محاليل مركزه فيخرج منها الماء مما يسبب نقص الماء فيها فيقل الأيض نتيجة كون الماء الوسط الملائم لحصول كل التفاعلات الخلوية مما يسبب انخفاض نموها وتكاثرها مما يحفظ الغذاء لمده أطول في هذه المحاليل كما هو الحال في المربى والعسل ......
خروج الماء من الخلية
لموازنة التراكيز
خليه نباتيه في محلول هيبرتوني �
Elodea in 10% NaCl
Elodea in tap water
Osmosis in Hypotonic medium
ضغط أسموزي منخفض
تركيز مذابات منخفض
(تركيز ماء مرتفع)
ضغط أسموزي مرتفع
تركيز مذابات مرتفع
(تركيز ماء منخفض)
Hypotonic solutions- swell cells
إذا وضعنا خليه حيوانيه في محلول هيبوتوني فإن الضغط الأسموزي المرتفع في الخلية مقارنة بالضغط الأسموزي المنخفض يؤدي إلى دخول الماء إلى الخلية مما يؤدي إلى انتفاخها , زيادة دخول الماء إلى الخلية يؤدي إلى انفجارها.
إنتقال جسيمات الماء إلى الخلية
لموازنة التراكيز
** مثلاً وضع خلايا دم حمراء في ماء مقطر سيؤدي إلى انفجارها.
** كمية الماء التي تدخل إلى الخلية تتعلق بالفرق في تراكيز المادة المذابة داخل وخارج الخلية فكلما كان الفرق اكبر يستمر دخول الماء أكثر .
خليه نباتيه في محلول هيبوتوني�
حركة الماء في الخلية النباتية
بلازموليزا-بلزمة
ديبلازموليزا-اعادة بلزمة
الجدار
ملاصق
للغشاء
جدار الخلية
غشاءالخلية
المحلول الذي
سبب البلزمة
شروط اسموزية مختلفة
( اتجاه جريان الماء )
خلايا دم حمراء
خلية نباتية
ايزوتوني
هيبوتوني
هيبرتوني
خلايا دم حمراء في محاليل ملحية بتراكيز مختلفة
ايزوتوني
هيبوتوني
هيبرتوني
تغيير الضغط الاسموزي في الخلايا الحارسة
للثغور ينظم فتحها واغلاقها
ثغر مغلق
ثغر مفتوح
** تذكر ..
الغشاء الخلوي غشاء شبه نفاذ أي يتحكم بمرور المواد من خلاله فهو يعمل كحاجز, كصمام ,كمصفاة , كمضخة.........
** كثير من الايونات والمواد يكون تركيزها في الخلية مختلفا عما هو خارجها فضلاً لعمل زلاليات خاصة في الغشاء (المضخات ) التي تعمل على إخراج مواد أو إدخال مواد ضد منحدر التراكيز في عملية النقل النشط مع صرف – بذل طاقه .
** عند وضع خليه حيوانيه أو نباتيه في ماء مقطر فان المواد العضوية وغير العضوية الموجودة داخل الخلية التي لا يسمح الغشاء الخلوي بخروجها تسبب ضغطا اسموزيا مرتفعاً داخلها الأمر الذي يسبب دخول الماء إلى داخل الخلايا .
** من اجل الحفاظ على كمال – سلامة خلايا الدم الحمراء مثلا فيجب وضعها في محلول ايزوتوني(محلول فسيولوجي) أي محلول تركيز المواد فيه مساوٍ لتركيزها في الخلية ويمنع وضعها في ماء مقطر مثلا لأنها ستنفجر جراء دخول الماء.
**كذلك فان السوائل بين الخلوية المحيطة بخلايانا وخلايا الحيوان المكونة للجسم يجب أن تكون بتراكيز تمنع حصول تغييرات – فروق في الضغوط الاسموزيه بينها وبين الخلايا .
�قال تعالى:(( وما أوتيتم من العلم الا قليلا))� قال تعالى:(( انا كل شئ خلقناه بقدر ))� �