الهيكل خلوي ... سنة اولى بيولوجيا

هيكل خلوي
الهيكل الخلوي في حقيقيات النوى. خيوط الأكتين تظهر بالأحمر، النبيبات الدقيقة بالأخضر، والنواة بالأزرق
الهيكل الخلوي في حقيقيات النوى. خيوط الأكتين تظهر بالأحمر، النبيبات الدقيقة بالأخضر، والنواة بالأزرق

الهيكل الخلوي (بالإنجليزية: cytoskeleton) هو عبارة عن دعامة أو هيكل موجود مثل جميع العضيات الأخرى ضمن السيتوبلاسم. يوجد الهيكل الخلوي في جميع الخلايا الحية النباتية والحيوانية إضافة إلى خلايا طلائعيات النوى وحقيقيات النوى. ويشكل بنية دينامية تحافظ على شكل الخلية وتمكنها من بعض الحركة باستخدام بنى مثل السياط (flagella) والأهداب (cilia) وتلعب دورا أساسيا في النقل الداخل الخلوي (حركة الحويصلات ضمن السيتوبلاسم وحركة العضيات) كما يلعب دوراأساسيا في الانقسام الخلوي.



بنية الهيكل الخلوي لحقيقيات النوى
Actin cytoskeleton of mouse embryo fibroblasts, stained with phalloidin
Actin cytoskeleton of mouse embryo fibroblasts, stained with phalloidin
تتكون فرادي جزيئيات الأكتين من بروتينات كرية تحوي 375 حمضا أمينا ، وتتبلمر وحدات الأكتين لكي تكون خيوطا ، يبلغ قطر كل منها (7) نانومتر ، وتنتظم هذه الخيوط مكونة حلزونا مزدوجا ، وتتميز بقدرتها على تفكك وإعادة البناء وفقا لآلية معينة. وقد تنتظم خيوط الأكتين في حزم أو في نسق شبكي ، ويتواجد النسق الشبكي أسفل غشاء الخلية ، ويعمل على تحديد شكل الخلية ، كما ترتبط خيوط الأكتين بالبروتينات العابرة للغشاء الخلوي ، وتسهم في الترابط الخلوي ، كما تكون خيوط الأكتين لب الخملات الدقيقة. وتعتمد حركة الزحف التي تقوم بها الخلايا على هيكل الأكتين ، مثل ذلك الحركة الأميبيبة وحركة الخلايا الجنينية خلال التكوين الجنيني ، وغزو كريات الدم البيضاء للأنسجة لمحاربة العدوى ، وهجرة الخلايا المصاحبة لإلتئام الجروح ، وإنتشار الخلايا السرطانية Metastasis of Cancer Cells، والحركة المصاحبة لقيام الخلايا الأكولة بعملية الإبتلاع Phagocytosis.
يتكون الهيكل من شبكة من خييطات filaments بروتينية ، تمتد في سيتوبلازم خلايا حقيقيات النواة. ويتكون الهيكل الخلوي من ثلاثة طرز رئيسية:
خييطات أكتين Actin filaments (الخيوط الرقيقة)



الخيوط المتوسطة Intermediate filaments

يبلغ قطر هذه الطرز من الخيوط حوالي 10 نانومتر ، وهي تدعم الخلايا والأنسجة ، ولكن ليس لها دور في الآليات الحركية المختلفة التي تقوم بها الخلية. ومن أمثلة الخيوط الكيراتين (طراز 1 و 2) Keratin I & II ، الفمنيتن Vimentin ، والخيوط العصبية Neurofilament ، ولامينات أنوية الخلايا Nuclear Lamins ونستين Nestin الخلايا الجذعية بالجهاز العصبي المركزي.




هي أعمدة جاسئة مجوفة ، يبلغ قطرها حوالي 25 نانومتر. هي مثل خيوط الأكتين تحدث بها عمليات تكوين وهدم ، وتلعب دورا في تحديد شكل الخلية ، وكذل في عديد من الحركات الخلوية ، مثل: علميات النقل عبر سيتوبلازم المحور Axoplasmic transport في الخلايا العصبية Neurons ، وإنتشار الصبغات في الخلايا الصبغية Pigment cells ، حركة الكروموسومات عبر مغزل الإنقسام الخلوي Mitotic Spindle ، وحركة الحويصلات بين الشبكة الإندوبلازمة وجهاز جولجي ، وكذل بين جهاز جولجي والغشاء الخلوي ، فإذا ما أصيبت الأنبيبيبات الدقيقة بالخلل فإن هذه الأنشطة الخلوية تتوقف.

الأنبيبات الدقيقة Microtubules
وتتكون الأنيبيبات الدقيقة من طراز واحد من البروتينات الكرية ، يعرف بإسم انبوبين tubulin يوجد على نمطين ، هما: انبوبين ألفا α-tubulin وانبوبين بيتا β-tubulin يعرفان معا بإسم "دايمر" Dimers. وتتبلمر هذه الدايمرات ، وتنتظم في تكوين من 13 خييطاً أولياً protofilaments في شكل أنبوبي حول تجويف. وفي الخلايا الحيوانية تمثل السنتروم مركز تعضي الأنبيبات الدقيقة ، حيث يوجد طراز جاما تيوبيولين γ-tubulin، يلعب دورا في بناء هذه الأنيبيبات. وتجدر الإشارة إلى أن السنتريولات ليس لها علاقة ببناء الأنيبيبات الدقيقة.