رحلة في أعماق خلايانا 

- الجزء الثالث -

رحلة في أعماق خلايانا

 ذكرنا في" المقالة السابقة " كيف تنقسم |الخلية| وكيف تهرم وتموت بسبب| الشيخوخة| أو بسبب تعرضها للأذى 

وكذلك فقد تلجأ الخلية أحياناً إلى قتل نفسها وذلك في حالاتٍ ثلاث:

الحالة الأولى:

 عند تعرضها للكثير من |الضرر |أو عندما ينتهي عملها فإنها تلجأ إلى| الإنتحار| محولةً بقاياها إلى |غذاء| تتغذى عليه بقة |الخلايا|.

الحالة الثانية:

 عند انقسام الخلية قد يحدث خطأ ما في نسخ| الحمض النووي |وينتج عن ذلك| تشوهات| غير مرغوبة في الخلية ومما يدفعها للعمل بطريقة خاطئة وقد تتحول إلى| خلية سرطانية| ولذلك فهي تلجأ إلى الإنتحار.

الحالة الثالثة:

 عند تعرضها للمهاجمة من قبل بعض |السموم|.

تقوم الخلية بقتل نفسها بطريقتين: 

• في الطريقة الأولى تخمل الخلية ويقل نشاطها وتتفتت،
•  أما في الطريقة الثانية فتنتفخ الخلية بسبب تضررها البالغ ثم تنفجر فتقوم |الخلايا المناعية |في الجسم بالإسراع إلى تنظيف مخلفاتها ولكن عمليات التنظيف هذه قد تسبب ضرراً للخلايا المحيطة.

والجدير بالذكر بأن عدد عمليات انتحار الخلايا يجب ان يبقى دائماً أقل أو يساوي عدد عمليات الإنقسام لأنه في الحالة المعاكسة سيحدث نقص في عدد خلايا عضوٍ ما وهذا ما نجده في حالة |الزهايمر| عندما تتناقص خلاي| الدماغ |بشدة دون القدرة على تعويض الفاقد.

وكذلك يجب أن تبقى عمليات الإنقسام تحت السيطرة لأنها عندما تزيد عن حد معين تتحول إلى حالة سرطانية. 

يجب الإشارة هنا إلى أن :

| مرض السرطان |يجعل نهايتي الكروموزم تتجددان باستمرار ما يعني بأن الخلية ستنقسم بشكل عشوائي لعدد غير محدد من المرات وهذا يؤدي إلى خلل كبير في وظائفها فتصبح خلية سرطانية ضارة وربما قاتلة،

 ولكن يمكن نظرياً الاستفادة من آلية عمل السرطان في محاربة |الشيخوخة| فلو تمكنا من السيطرة على الخلايا السرطانية بحيث نحافظ على نهايتي الكرموزومات دون السماح للخلية بالتحول لخلية سرطانية.

 فيمكن عندها التغلب على الشيخوخة و الوصول إلى سر| الشباب| الدائم وعندها سيرتفع متوسط عمر الانسان كثيراً.

 وقد تمت تجربة ذلك على| ذبابة الفاكهة| فنجح العلماء بزيادة عمرها بنسبة 50%

 أما العمل على خلايا الانسان فلا زال غير متاحٍ حتى الآن.

إقرأ المزيد ..وأبدي إعجابك إذا أردت

رحلة في أعماق خلايانا 

- الجزء الرابع - 

رحلة في أعماق خلايانا

 الخلية و الهندسة الوراثية:

بما أن |الخلية| الواحدة تحتوي بداخلها على| الحمض النووي| الذي يحمل جميع مواصفات الكائن الحي فإنه من الممكن تعديل تلك المواصفات من خلال تعديل الحمض النووي للخلية.

يتألف الحمض النووي المسمى DNA من شريطين مزدوجين من| الأحماض الأمينية| المتقابلة وهي عبارة عن أربعة أحماض مرتبة ومتكررة بطريقة فريدة تجعل لكل كائن حي شيفرة وراثية خاصة به لا يمكن أن تتكرر حتى عند |التوائم|.

عند حدوث أي تغيير بسيط في ترتيب الأحماض الأمينية يحدث ما يسمى بالطفرات التي تؤدي لظهور صفات جديدة في| الكائن الحي|.

نفس هذا المبدأ هو ما تعتمد عليه جميع أنواع |السرطانات| وحتى بعض أنواع |الفيروسات| التي تهاجم |الخلايا| وتغير في أحماضها النووية.

تعتمد فكرة الهندسة الوراثية على :

تغيير جزء محدد من الحمض النووي للخلية بحيث تتغير صفة محددة أو أكثر.

تمكن |العلماء| من اكتشاف الصفات المرتبطة بمعضم أجزاء الحمص النووي فوجدوا بأن كل جزء من الـ| DNA |مسؤول عن صفة محددة ولذلك أطلقوا على كل جزء اسم |جينوم|، 

فإذا تمكنوا بطريقة ما من نزع جينوم مسوؤل عن صفة معينة واستبداله بآخر فإن تلك الصفة سوف تتغير، وكذلك إذا استطعنا تحديد الجينوم المسؤول عن| مرض وراثي| ما واكتشفنا الخلل الذي أصابه فيمكن عندها اصلاح ذلك الخلل وعلاج المرض.

ولكن أبعاد الحمض النووي صغيرة جداً بحيث لا يمكن الوصول إليها بطرق تقليدية، ولذلك بقيت |الهندسة الوراثية| مجرد كلام نظري لوقتٍ طويل حتى اكتشف العلماء نوعاً من| الأنزيمات| وظيفتها هي قص شريط الحمض النووي ووصله ولكنها تعمل بطريقتها الخاصة فلم يكن ممكناً التحكم بها لإجبارها على قص الجزء الذي يريدونه،

 ولذلك لجأ العلماء إلى تطبيق الهندسة الوراثية على| البكتيريا| حتى تم اكتشاف نوع من |الفيروسات| يتطفل على البكتيريا ويحقنها بمادته الوراثية التي تتشابك مع المادة الوراثية للبكتيريا وتجبرها على إنتاج أعداد كبيرة من الفيروس حتى تمتلئ الخلية بالفايروسات فتنفجر الخلية وتخرج منها الفايروسات الجديدة وتهاجم خلايا أخرى وهكذا.

هذا العمل مشابه تماماً لما يفعله| فيروس الإيدز| الذي يهاجم| كريات الدم البيضاء| ويجبرها على صنع المزيد منه، ولكن الجيد في هذا الأمر أن العلماء توصلوا لطريقة جديدة بجعل الفيروسات تحقن الجينات المطلوبة في المكان المطلوب من الحمض النووي وبهذا بدأت الرحلة الفعلية للهندسة الوراثية 

ولكنها واجهت بعض التحديات منها:

1) الخلايا المناعية في الجسم ستعتبر الفيروس عدواً ممرضاً وستهاجمه وقد تمنعه من الوصول وتحقيق هدفه.

2) قد يقوم الفيروس بحقن الجينات في مكانٍ خاطئ ما قد يحدث كارثة حقيقية.

ولكن وبملاحظة رد فعل البكتيريا وطريقة تصرفها عند مهاجمتها من قبل الفايروس 

فقد أمكن التغلب على تلك التحديات:

فعند مهاجمة الفايروس للبكتيريا فإنها تحاول جاهدة الدفاع عن نفسها وفي حال فوز البكتيريا فإنها تنسخ جزءاً من الحمض النووي للفايروس وتحتفظ به لكي تستطيع التعرف على الفايروس لو هاجمها مرة أخرى 

وعندها سيقوم |أنزيم| خاص بقص المادة الوراثية للفايروس ويزيلها من المادة الوراثية للخلية البكتيريا 

وهذا هو تماماً ما كان| العلماء| يبحثون عنه،

 فهذا الأنزيم يقص الحمض النووي في مكان واحد فقط و إذا تمكنا من أخذ هذه الأنزيمات وتزويدها بنسخة عن الجينوم المطلوب قصه من الحمض النووي للإنسان وحقناها داخل الخلايا فإنها ستؤدي الغرض المطلوب منها تماماً وتتخلص من الجينوم المطلوب التخلص منه.

عرفت هذه التقنية باسم تقنية| كريسبر |وقد أدت للتغلب على بعض الأمراض مثل| سرطان الدم| ، ومن المتوقع التوسع والإنتشار بهذه التقنية سريعاً خاصةً باستخدام التقنيات النانوية 

وبعد أن تمكن أحد العلماء من تصنيع جزء من الحمض النووي فالمستقبل يبدو واعداً.

إذا أعجبك المقال فشاركه مع أصدقائك.

🔭بقلمي سليمان أبو طافش 

رحلة في أعماق خلايانا 

- الجزء الأول -

رحلة في أعماق خلايانا

الإختراعات العظيمة 

 منذ اختراع |التسلكوب| أصبحنا قادرين على رؤية| الأجرام |البعيدة التي أحاطت بنا طوال وجودنا دون علمنا بوجود معظمها،

 أما اختراع |المجهر| فقد مكننا من رؤية دقائق الأجسام التي تعيش معنا وبداخلنا ولم ندرك وجودها،

 منذ بداية| القرن السابع عشر |...

أصبحنا قادرين على رؤية و استكشاف عالمٍ آخر من| الكائنات المجهرية| التي عاشت قبلنا بملايين السنين 

والتي تقدم لنا الكثير من الفوائد بقدر ما تسبب لنا من |الأمراض |و الآفات،

 أما بعد اختراع |المجهر الإلكتروني| في مطلع |القرن العشرين |فقد أصبحنا قادرين على رؤية مكونات تلك |الكائنات الدقيقة| وتفاصيل بنيتها وحياتها.

في منتصف القرن السابع عشر ...

استطعنا رؤية| الخلية الحية| النباتية لأول مرة فكان شكلها يشبه شكل |خلية النحل| ومن هنا أخذت اسمها،

 ومع أن شكل |الخلية الحيوانية| مختلف ولكنها احتفظت بنفس التسمية حتى الآن.

تعتبر أبعاد| الخلية| صغيرة جداً (من رتبة الميكرومتر) ولذلك يسمى المجهر ب|الميكروسكوب |وتسمى الكائنات الدقيقة ب|الميكروبات| وهي تضم الكثير من| البكتيريا| و|الجراثيم| وحيدة الخلية.

أما محتويات الخلية فهي أصغر بكثير ولذلك توجب علينا الإنتظار حتى اختراع المجهر الإلكتروني لكي نتمكن من رؤيتها.

تتكون| الخلية النباتية |من 

مادة هلامية تسمى |السيتوبلاسما| (Cytoplasm)  تتم فيها معضم العمليلات الحيوية 

ويحيط بها غشاء يسمى الغشاء السيتوبلاسمي (Plasma Membrane)   الذي يعمل على تمرير |المواد الكيميائية| المختلفة مثل| الغذاء |و|الفضلات| من الخلية وإليها 

ويشكل معظم حجم الخلية وهو مليء بالدهون و|البروتينات| والجسيمات الدقيقة ويتكون بمعظمه من |الماء|، ويحيط به غشاء صلب نوعاً ما يسمى الجدار الخلوي (Cell wall)  وهو الذي يعطي الخلية شكلها وهو مصنوع من| الدهون| و البروتينات ويلعب دوراً هاماً في حماية الخلية ودعمها.

أما مركز الخلية فيشغله جسيم هو الأكبر و الأهم ضمن الخلية ويسمى| النواة|  (Nucleus) التي تعتبر| مركز القيادة| و التحكم داخل الخلية 

ويحيط بها غشاءان نوويان مرنان لحمايتها وتأمين المبادلات الحيوية بين النواة و السيتوبلاسما،

 يوجد داخل النواة ما يعرف ب|المادة الوراثية| أو| الحمض الريبي النووي| منقوص الأكسجين( DNA )  وهو المسؤول عن جميع |الصفات الوراثية| ويحمل جميع المعلومات اللازمة لقيام الخلية بكافة أعمالها.

تحيط بالنواة شبكة من الأنابيب تسمى الشبكة السيتوبلاسمية الداخلية و هي تحتوي على مجموعة كبيرة من الجسيمات الدقيقة التي تسمى الجسيمات الريبية (Ribosomes) تعمل على تصنيع البروتينات بناءً على الشيفرات التي يعطيها| الحمض النووي |ثم تقوم مجموعة من الأنزيمات بوضع إضافات محددة لكل بروتين بحسب الوظيفة التي ستوكل إليه.

وتحيط بالشبكة السيتوبلاسمية الداخلية شبكة أخرى تسمى الشبكة السيتوبلاسمية الخارجية وهي المسؤولة عن الدهون في الجسم كما تعمل على تخليص الخلية من |السموم|.

وبجوار النواة توجد مجموعة من الأكياس الغشائية المسطحة التي تسبح ضمن السيتوبلاسما وتسمى جهاز كولجي (Golgi   Apparatus) و يتم فيها إجراء بعض التعديلات على البروتينات وتغليفها لإرسالها إلى مواضع استخدامها.

تتواجد ضمن السيتوبلاسما أيضاً مجموعة من الحويصلات تسمى الجسيمات الحالة  (Lysosomes) وهي تحتوي على أنزيمات هاضمة تعمل على التخلص من الجسيمات التالفة في الخلية.

ولكي تستطيع كل مكونات الخلية ان تقوم بأعمالها فهي تحتاج إلى |الطاقة |

ولتوفير الطاقة اللازمة لذلك توجد جسيمات أخرى ضمن السيتوبلاسما تسمى الجسيمات الكوندرية  (Mitochondria) و هي أشبه بالمصنع الذي يحرق الغذاء ويحوله إلى طاقة.

أما الغذاء القادم إلى الخلية  و |الفضلات |الناتجة عن حرقه فيتم تخزينها جميعاً ضمن أكياس غشائية تسمى الفجوات (Vacuoles).

إقرأ المزيد ...و إذا اعجبك المقال فشاركه أصدقاءك

رحلة في أعماق خلايانا 

- الجزء الثاني - 

رحلة في أعماق خلايانا

 بعد الحديث عن مكونات الخلية في " المقال السابق " بشكل عام فيجب التنبيه إلى أن الخلية النباتية تتميز بوجود جسيمات متخصصة للقيام بعملية |التركيب الضوئي| تسمى الصانعات الخضراء (Plastid) التي تقوم بتصنيع الغذاء من| الأملاح المعدنية| و |غاز ثاني أكسيد الكربون| و الماء وبوجود| أشعة الشمس |وتعطي نتيجة لذلك| السكريات| و|غاز الأكسجين|.

أما الخلية الحيوانية ...

فتحتوي جميع مكونات |الخلية النباتية| باستثناء| الجدار الخلوي| و|الصانعات الخضراء |ولذلك فليس للخلية الحيوانية شكل هندسي محدد كما أنها لا تستطيع تصنيع غذائها بنفسها بل تحتاج إلى أخذه من غيرها.

ولكن الخلية الحيوانية تتميز باحتوائها على جسيم خاص بها يسمى |الجسيم المركزي| (Centrosome)  الذي يساعدها في عملية |الإنقسام| و |التكاثر|.

كيف تنقسم الخلية؟

يحتوي جسم |الإنسان البالغ |على أكثر من تريليون خلية، وكلها جاءت من خلية واحدة نتجت من اتحاد| الحيوان المنوي| للأب مع |بويضة |الأم.

بعد الإلقاح تنشأ البيضة الملقحة وتنغرس في جدار| الرحم |وتبدأ بالإنقسام في عملية مشابهة تماماً لتكاثر الكائنات الحية وحيدة الخلية فتلك الكائنات تتكاثر بالإنقسام الذي يعرف أيضاً باسم| الإنشطار الثنائي|.

لكي تنقسم الخلية يجب أولاً 

مضاعفة كل ما بداخلها، فتتضاعف أولاً |المادة الوراثية| التي نتجت من كروموزومين أحدهما جاء من الأب و الثاني جاء من الأم فشكلا معاً المادة الوراثية الخاصة بالجنين.

بعد أن تتضاعف المادة الوراثية يتضاعف كل ما يحيط بها إلى أن تتحول نواة الخلية إلى نواتين وعندها يبدأ جسم الخلية بالإنقسام إلى قسمين ثم يتحول كل قسم إلى خلية جديدة.

تستمر عملية الإنقسام حتى يتم تكوين جميع أعضاء الجسم مع العلم أن الخلايا تبدأ في مرحلةٍ ما بعملية تسمى التمايز، حيث تبدأ الخلايا بالتخصص فبعضها يتخصص بإنتاج خلاي| القلب |وبعضها بإنتاج خلايا| العظام |وهكذا حتى يتم تكوين كل الأعضاء.

متى تموت الخلية ولماذا؟

هناك سببان رئيسان لموت الخلية:

السبب الأول:

 تموت الخلية عندما تهرم فكل خلية تستطيع القيام بعدد محدد من الإنقسامات ومع كل انقسام فإنها تفقد جزءاً مما يسمى نهاية| الكروموزم|، فكل خلية تحتوي ستةً و أربعين كروموزوم وكل كروموزوم أشبه بخيط له نهايتان، وعندما يفقد الكروموزوم نهايتيه يصبح غير قادر على نسخ نفسه وبالتالي تصبح الخلية غير قادرة على الإنقسام وتفقد إحدى أهم وظائفها فتموت.

السبب الثاني: 

تموت الخلية حتى لو كانت فتية عندما تتعرض للكثير من الأذى، وهذا ما تسببه| الأمراض| و|سوء التغذية| و| التلوث| فكل ذلك يؤدي لوجود الكثير من |الأكسجين| النشط داخل الخلية وهذا الأكسجين يمتص |الإلكترونات| من ذرات الخلية ويدمر مكوناتها فتموت.

إقرأ المزيد .. وإذا كنت مهتماً فانشر المقال