تعريف الخلايا بدائية النواة

بدائيات النوى هي كائن بسيط أحادي الخلية يفتقر إلى نواة منظمة أو عضية أخرى مرتبطة بالغشاء، أما بالنسبة لمكونات الخلايا بدائية النواة، فتشترك جميع الخلايا في أربعة مكونات مشتركة وهي:

غشاء بلازما

: غطاء خارجي يفصل داخل الخلية عن

البيئة

المحيطة بها.
السيتوبلازم

: عصارة خلوية تشبه الهلام داخل الخلية حيث توجد مكونات خلوية أخرى.
DNA

: المادة الوراثية للخلية.
الريبوسومات

: حيث يحدث تخليق

البروتين

.

ومع ذلك، يوجد اختلاف بين الخلايا بدائيات النواة عن الخلايا حقيقية النواة بعدة طرق.[1]

خصائص الخلايا بدائية النواة

بدائيات النوى هي كائن بسيط وحيد الخلية، يفتقر إلى نواة منظمة أو أي عضية أخرى مرتبطة بالغشاء، وهذا يختلف اختلافًا كبيرًا في حقيقيات النوى، كما تحتوي معظم بدائيات النوى على جدار خلوي ببتيدوغليكان والعديد منها يحتوي على كبسولة عديد السكاريد، ويعمل جدار الخلية كطبقة حماية إضافية، ويساعد الخلية في الحفاظ على شكلها، ويمنع الجفاف، كما تمكن الكبسولة الخلية من الالتصاق بالأسطح في بيئتها، وأيضا تحتوي بعض بدائيات النوى على سوط أو شعيرة أو خميرة تستخدم للتنقل، وتبادل المواد الجينية أثناء نوع من التكاثر يسمى الاقتران، وما يميزها عن حقيقيات النواة هو الاتي:

مقارنة بين الخلية حقيقية النواة وبدائية النواة

حجم الخلية

بالنسبة لحجم الخلية، يتراوح قطر الخلايا بدائية النواة بين 0.1 و 5.0 ميكرون، وهو أصغر بكثير من الخلايا حقيقية النواة، يتميز الحجم الصغير بالسماح للأيونات والجزيئات العضوية التي تدخلها بالانتشار بسرعة، وبالمثل، فإن أي إنتاج للخلايا بدائية النواة كالنفايات يمكنها أن تنتشر بسرعة أيضا، لكن الخلايا حقيقية النواة ليست كذلك، لأن هذه الخلايا قد طورت خصائص هيكلية مختلفة لتحقيق النقل داخل الخلايا.

بشكل عام، يجب أن تكون جميع الخلايا صغيرة، سواء كانت بدائيات النوى أو حقيقيات النوى. كلما زاد نصف قطر الخلية، تزداد مساحة سطحها مع مربع نصف القطر، لكن حجمها يزداد (أسرع) كلما زاد نصف القطر، وكلما كبرت الخلية، قلت مساحة سطحها إلى نسبة الحجم.

متطلبات الطاقة والمغذيات لبدائيات النوى

تحتاج بدائيات النوى عن حقيقيات النواة إلى مصدر للطاقة ومصدر للكربون والمغذيات الكبيرة المقدار والمغذيات الدقيقة للبقاء على قيد الحياة.

هيكل الخلايا بدائية النواة

كما ذكرنا بدائيات النوى هي كائنات أحادية الخلية تفتقر إلى العضيات أو غيرها من الهياكل الداخلية المرتبطة بالغشاء، لذلك، ليس لديهم نواة، لكن تحتوي معظم بدائيات النوى على جدار خلوي خارج غشاء البلازما وسوف نشرحم في النقاط التالية:

الجدار الخلوي

يعمل جدار الخلية كطبقة واقية وهو مسؤول عن شكل الكائن الحي، كما تحتوي بعض الأنواع أيضًا على سوط يستخدم للتنقل ويستخدم في الالتصاق بالأسطح، أما البلازميدات، التي تتكون من DNA خارج

الكروموسوم

ات، موجودة أيضًا في العديد من أنواع

البكتيريا

والعتائق.

غشاء البلازما

يعتبر غشاء البلازما عبارة عن طبقة رقيقة أو جدار من الدهون التي يتراوح (6 إلى 8 نانومتر)، وهذه الطبقة تحيط تمامًا بالخلية وتعمل على فصل الداخل عن الخارج، ويحتفظ نفاذه بشكل انتقائي بالأيونات والبروتينات والجزيئات الأخرى داخل الخلية، مما يمنعها من الانتشار إلى بيئة الخلية الخارجية والجزيئات الأخرى قد تتحرك عبر الغشاء، والبنية العامة لغشاء الخلية عبارة عن طبقة ثنائية فوسفورية تتكون من طبقتين من جزيئات الدهون، في غشاء الخلية الأصلي، تحل سلسلة الأيزوبرين (فيتامين) المتصلة بالجلسرين

محل

الأحماض الدهنية، والجلسرين المتصل بالغشاء البكتيري وبعض الأغشية الأصلية عبارة عن طبقات دهنية أحادية الطبقة وليست مزدوجة الطبقات.

وظيفة الخلايا بدائية النواة

يحتوي

السيتوبلازم

في الخلايا بدائية النواة على تركيز عالٍ من المواد المذابة، لذلك فإن الضغط الأسموزي داخل الخلية مرتفع نسبيًا، وجدار الخلية عبارة عن طبقة واقية تحيط ببعض الخلايا وتعطيها الشكل والصلابة، يقع خارج غشاء الخلية ويمنع التحلل التناضحي (الانفجار بسبب زيادة الحجم)، ويختلف التركيب الكيميائي لجدران الخلايا بين البدئيات والبكتيريا، كما أنها تختلف بين الأنواع البكتيرية.

تحتوي جدران الخلايا البكتيرية على ببتيدوجليكان يتكون من سلاسل عديد السكاريد التي ترتبط ببعضها البعض بواسطة ببتيدات غير عادية تحتوي على كل من الأحماض الأمينية L و D، بما في ذلك حمض الجلوتاميك D و D- ألانين، وتحتوي البروتينات عادةً على أحماض أمينية L فقط؛ نتيجة لذلك، تعمل العديد من المضادات الحيوية لدينا عن طريق محاكاة الأحماض الأمينية D، وبالتالي يكون لها تأثيرات محددة على تطور جدار الخلية البكتيرية، وايضا هناك أكثر من 100 شكل مختلف من الببتيدوغليكان، توجد أيضًا بروتينات S-layer (الطبقة السطحية) على السطح الخارجي لجدران الخلايا لكل من العتائق والبكتيريا.

كيف تتكاثر الخلايا بدائية النواة

بدائيات النوى، مثلها مثل البكتيريا، تتكاثر من خلال الانشطار الثنائي، وبالنسبة للكائنات وحيدة الخلية، فإن الانقسام الخلوي هو الطريقة الوحيدة لإنتاج أفراد جدد، في الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة، تكون نتيجة تكاثر الخلية زوجًا من الخلايا الوليدة، والتي تتطابق وراثيًا مع الخلية الأم، وفي الكائنات الحية وحيدة الخلية، تكون الخلايا الوليدة أفرادًا.

نظرًا للبساطة النسبية لبدائيات النوى، فإن عملية الانقسام الخلوي، أو الانشطار الثنائي، هي عملية أقل تعقيدًا وأسرع بكثير من الانقسام الخلوي في حقيقيات النوى، إن كروموسوم الحمض النووي الأحادي الدائري للبكتيريا ليس محاطًا بنواة، ولكنه بدلاً من ذلك يحتل موقعًا محددًا، وهو النواة، داخل الخلية، وعلى الرغم من أن الحمض النووي للنيوكليويد يرتبط بالبروتينات التي تساعد في تعبئة الجزيء في حجم مضغوط، فلا توجد بروتينات هيستون وبالتالي لا توجد نيوكليوسومات في بدائيات النوى، ومع ذلك، فإن بروتينات التعبئة للبكتيريا مرتبطة بالبروتينات المشاركة في ضغط كروموسوم حقيقيات النوى.

يرتبط الكروموسوم البكتيري بغشاء البلازما عند نقطة منتصف الخلية تقريبًا، نقطة بداية التكاثر، ويكون تكرار الحمض النووي ثنائي الاتجاه، حيث يبتعد عن الأصل على كلا خيوط الحلقة في وقت واحد، عندما يتم تشكيل الخيوط المزدوجة الجديدة، تتحرك كل نقطة أصل بعيدًا عن مرفق جدار الخلية باتجاه الأطراف المقابلة للخلية، ومع استطالة الخلية، يساعد الغشاء المتنامي في نقل الكروموسومات، وبعد أن تزيل الكروموسومات نقطة المنتصف للخلية الممدودة، يبدأ الفصل السيتوبلازمي، حيث يتم تشكيل حلقة مكونة من وحدات متكررة من البروتين FtsZ ،ويؤدي تكوين حلقة FtsZ إلى تراكم البروتينات الأخرى التي تعمل معًا لتجنيد مواد غشاء وجدار خلوي جديدة إلى الموقع، يتشكل الحاجز بين النيوكليودات، ويمتد تدريجياً من المحيط باتجاه مركز الخلية، وعندما تكون جدران الخلايا الجديدة في مكانها، تنفصل الخلايا الوليدة.[2]