ياخته چيست؟

یاخته چيست؟
گیاهان از واحدهای زنده و فعالی به نام یاخته تشکیل شدهاند که معمولا در درون دیواره یاختهای جای دارند. هر یاخته ، از دیواره یاختهای و غشای سیتوپلاسمی و سیتوپلاسم و هسته تشکیل شده است. وجود دیواره یاختهای در گیاهان آنها را از جانوران متمایز میسازد. جنس این دیواره از سلولز است. هر دو یاخته مجاور را یک تیغه میانی از جنس پکتین از هم جدا میکند.

مقدمه

سلول واحد ساختاری مشترک در تمام موجودات زنده است. سلول عنصری مستقل ، کوچک و دارای اندازه میکروسکوپی است. محتویات سلولی مجموعهای از اجزا با ساختاری بسیار پیچیده و ترکیبات خاص است. تمام ظواهر و پدیدههای حیاتی و واکنشهای موجود ، ناشی از فعالیت محتویات پروتوپلاست درون سلولی است. سلولهای گیاهی نسبت به سلولهای جانوری دارای اشکال متنوعتری هستند. سلولهای گیاهی دارای اشکال چند ضلعی با اقطار مساوی و منظم و یا کشیده هستند و علاوه بر آن سلولهای گیاهی ، محصور در غشای شکل دهنده نسبتا سخت و محکم و مقاوم هستند که گاه نازک و گاهی ضخیم است.

در یک توده سلولی همگن سازنده یک بافت ، همه سلولها دارای یک اندازه و یک شکل و معمولا چند وجهیاند. در گیاهان آلی اندازه سلولها متناسب با کار آنهاست و بر حسب ماهیت بافت و نقشی که در گیاه دارند اندازه آنها متفاوت است. اندازه و طول سلولهای سازنده پیکر گیاهان به ماهیت و ویژگی آن سلول بستگی دارد و به طول ملکولهای پروتئینی موجود در آنها و همچنین به میزان فعالیت هسته سلول و دوره استراحت آن ارتباط دارد.

سیتوپلاسم هر دو یاخته مجاور به وسیله منافذ موجود (پلاسمودسمها) با هم ارتباط دارند. غشای سیتوپلاسمی از یک لایه دو مولکولی فسفولیپید تشکیل یافته است که پروتئینها به دو صورت سطحی و عمقی در آن غوطهورند. نقش غشای سیتوپلاسمی حفظ تراوایی انتخابی است. زمینه سیتوپلاسم اساسیترین قسمت درونی یاخته را تشکیل میدهد، زیرا اکثرا اعمال بیوسنتزی یاخته در آن صورت میگیرد. اندامکها در این زمینه قرار دارند. یکی از ویژگیهای سیتوپلاسم جنبش دائمی آن است که در اثر انقباض ریزرشتهها بوجود میآید، ولی ریزلولهها به این جریان جهت میدهند.

( روش مشاهده سلول گیاهی )

سادهترین راه مشاهده سلول گیاهی ، مطالعه سلولهای اپیدرم فلس پیاز است. اپیدرم فلس پیاز در زیر میکروسکوپ با بزرگنمایی ضعیف به صورت سلولهای چند وجهی کشیدهای است که بطور منظم که هم قرار داشته و بهم چسبیدهاند. چنانچه این اپیدرم را با محلول رقیق یدیدوره آغشته سازیم هسته سلولها بطور محسوسی مشخص میگردد. در هسته یک یا دو هستک به صورت نقاط روشن دیده میشود. علاوه بر هسته در داخل سلولها واکوئل یا (حفرههای سیتوپلاسمی) نیز وجود دارد که در ابتدا کوچک و پراکنده هستند و با رشد سلول بهم ملحق شده ، حفرههایی واحد و بزرگ را تشکیل میدهند.

در سلولهای پیر و مسن که واکوئلها قسمت اعظم فضای درونی آنها را فرا میگیرند هسته به گوشهای رانده شده ، سایر محتویات سلول به صورت ورقه نازک در اطراف واکوئل مرکزی چسبیده به غشا باقی میمانند. به علت چسبندگی و یکی بودن غشای سیتوپلاسمی با غشای سلولزی لذا غشای سیتوپلاسمی بطور عادی قابل مشاهده نیست ولی با اضافه کردن چند قطره محلول آب و نمک 20 درصد و ایجاد کیفیت پلاسمولیز غشای سلولی از غشای سلولزی جدا و قابل رویت میگردد.

( دیواره یاختهای )

در پیرامون اغلب یاختههای گیاهی و بعضی از یاختههای جانوری ، دیوارهای به نام دیواره یاختهای وجود دارد. دیواره یاختهای در یاختههای گیاهان ساختار نسبتا سخت سلولزی دارد و نوعی اسکلت بیرونی را ایجاد میکند که به این یاختهها شکل هندسی و نسبتا ثابتی میدهد. این دیواره که دیواره نخستین نامیده میشود، بوسیله پروتوپلاسم زنده یاخته ایجاد میشود و وجود آن اساسیترین وجه تمایز بین گیاهان و جانوران است. دیواره بین دو یاخته شامل شامل سه بخش است: هر یک از دو یاخته مجاور هم ، دیواره نخستین را تولید میکند و بین آن دو ، لایه بین یاختهای به نام تیغه میانی مشترک بین دو یاخته وجود دارد.

جنس تیغه میانی از ترکیبات پکتینی ، مانند پکتین ، است. در نتیجه افزایش سن یاخته ، ممکن است مواد دیگری ساخته شوند و از سمت داخل یاخته به صورت لایهای روی دیواره نخستین قرار بگیرند که دیواره دومین یا پسین نام دارد. ارتباط بین دو یاخته از راه پلاسمودسمها صورت میگیرد. پلاسمودسمها در دیوارههای نخستین در سوراخهای ریز دیواره ، جایی که دیواره فاقد تیغه میانی است، بوجود میآیند و سیتوپلاسم از آن محلها از یاختهای به یاخته دیگر جریان مییابد.

( غشای سلولی )

غشای سیتوپلاسمی از یک لایه دو مولکولی (دو ردیفی) فسفولیپید ساخته شده که هر مولکول آن شامل یک سر آب دوست و یک دم آب گریز است. استقرار این دو ردیف مولکول در مقابل یکدیگر طوری است که دمهای آب گریز به طرف داخل و در مقابل یکدیگر و سرهای آب دوست به طرف خارج قرار گرفتهاند. مولکولهای پروتئین در سطح بیرونی یا درونی و یا در تمام غشا وجود دارند. نقش غشای سیتوپلاسمی حفظ تراوایی انتخابی است. این غشا چون سدی نیمه تروا عمل میکند، نیمه تراوا بودن غشا عامل اصلی در نقش آن است.

( سیتوپلاسم )

سیتوپلاسم شامل تشکیلات یاختهای است که ساختاری نیمه شفاف ، بیشکل و تقریبا یکنواخت دارد و خاصیت شکست نور در آن کمی بیش از آب است. سیتوپلاسم پس از مرگ یاخته با رنگهای اسیدی آنیلین رنگ میگیرد، یعنی اسیدوفیل است. برعکس ، سیتوپلاسم زنده تقریبا خنثی است. زمینه سیتوپلاسم را هیالوپلاسم گویند. در هیالوپلاسم دو دسته عناصر به حالت شناور وجود دارند: یک دسته ضمایم دائمی مانند میتوکندریها ، پلاستها ، دستگاه گلژی و غیره که اندامک نامیده میشوند و دسته دیگر مواد غیر دائمی حاصل از اعمال زیست شیمیایی داخل هیالوپلاسم به نام اجسام ضمیمه هستند.

در هر حال محدوده هیالوپلاسم از طرف داخل ، غشای هسته و از طرف خارج ، غشای سیتوپلاسمی یاخته است. اندامکها عبارتند از: هسته ، میتوکندری ، شبکه آندوپلاسمی ، دستگاه گلژی ، ریزلولهها و ریزرشتهها ، لیزوزومها ، واکوئلها و پلاستها. ذرات دیگری نیز در سیتوپلاسم دیده میشوند که از اندامکها کوچکترند و غشا ندارند و ریبوزوم نام دارند. اگر چه ریبوزومها غشا ندارد و اندامک به شمار نمیآیند، اما اهمیت زیادی در سوخت و ساز یاخته دارند. سیتوپلاسم در تبادلات یاخته ، مراحل مختلف سوخت و ساز و همچنین جنبشهای سیتوپلاسمی که ممکن است چرخشی و یا موضعی باشد، نقش دارد.

( ریبوزومها )

ریبوزومها ذرات کروی کوچکی هستند که به صورت آزاد یا روی شبکه آندوپلاسمی درون سیتوپلاسم دیده میشوند. با استفاده از رادیوایزوتوپها توانستهاند محل تشکیل اجزای ریبوزوم را تعیین کنند. بدین سان معلوم شده که rna ریبوزومی در هستک ساخته میشود و از آنجا به سیتوپلاسم منتقل میگردد. دو بخش ریبوزوم پس از ساخته شدن به یکدیگر میپیوندند و ریبوزوم کامل را بوجود میآورند. نقش اصلی ریبوزومها شرکت در ساختن پروتئینها است، یعنی جایگاه ساخت پروتئین هستند.

( شبکه آندوپلاسمی )

شبکه آندوپلاسمی متشکل از لولههای تو خالی است. در برش به صورت مجاری ظریف غشایی توخالی ، با شاخههای فراوان و مرتبط با یکدیگر و یا به شکل مخازن پهن و بیش متراکم و پراکنده در تمام سیتوپلاسم مشاهده میشود. به بسیاری از نقاط دیواره بیرونی شبکه آندوپلاسمی ، تعداد فراوانی دانههای ریبوزوم متصلاند و به همین دلیل به دو صورت دانهدار و بدون دانه یافت میشوند: شبکه آندوپلاسمی دانهدار یا ناصاف که واجد ریبوزوم بوده و شبکه آندوپلاسمی بدون دانه یا صاف که فاقد ریبوزوم است. نقش شبکه آندوپلاسمی ، ذخیره و هدایت بعضی مواد درون یاخته و شرکت در تشکیل دیواره سلولزی یاخته و ایجاد ارتباط بین یاختهها است.

( دستگاه گلژی )

دستگاه گلژی از واحهایی به نام تشکیل شده است. دیکتیوزومها سیستمهای غشایی ویژهای هستند که از روی هم قرار گرفتن 5 تا 15 کیسه گرد و تخت با وزیکولهایی در لبه آنها تشکیل شدهاند. هر کیسه را سیسترنا مینامند. دیکتیوزومها در بسته بندی پروتئین نقش دارند.

( میکروبادیها )

میکروبادیها وزیکولهایی هستند که از دیکتیوزومها جدا میشوند و خود اندامکهای ویژهای را پدید میآورند. اینها ذرات کروی کوچکی هستند که در پیرامون آنها فقط یک غشا وجود دارد. میکروبادیها شامل پراکسی زوم و گلی اکسی زوم هستند.

( لیزوزومها )

لیزوزومها نیز از دیکتیوزومها جدا شده و خود اندامکهای ویژهای را پدید میآورند و اندامکهایی به اندازه میتوکندریها و یا کوچکتر از آنها هستند که حاوی آنزیمهای گوناگون میباشند و نقش آنها تجزیه سریع مولکولهای درشت و گوارش مواد هنگام تمایز یاختهای است.

( واکوئلها )

بخش اعظم فضای یاختههای بالغ را واکوئل اشغال میکند که به صورت حفره یا کیسهای است که غشایی به نام تونوپلاست آن را از سیتوپلاسم جدا میکند. درون واکوئل را مایعی به نام شیره واکوئلی پر کرده است. واکوئلها محل ذخیره آب و مواد آلی و کانی و همچنین تجمع مواد زاید سیتوپلاسم هستند.

( میتوکندری )

میتوکندریها ذرات ریزی هستند که به شکل کروی ، یا میلهای و یا رشتهای دیده میشوند و دارای دو غشا هستند: غشای بیرونی آنها صاف و غشای درونی به صورت چین خورده است. نقش میتوکندری ، تنفس است و ضمنا میتوکندری ، منبع انرژی میباشد. آنزیمهای تنفسی موجود در سطح غشای درونی آنها موجب شکستن مولکولهای گلوکز و اسیدهای آمینه و چربیها میشود و در نتیجه انرژی آزاد میگردد.

( پلاستها )
پلاستها را بر اساس رنگدانههایی که ذخیره میکنند، به سه گروه کلروپلاست ، کروموپلاست و لوکوپلاست تقسیم میکنند. کلروپلاستها عموما قرصی شکل بوده و به علت دارا بودن کلروفیل ، سبز رنگ هستند. این اندامک غشایی دو لایهای دارد. بخش درونی کلروپلاست شامل دو سیستم لایهای و ماده دربرگیرنده این دو سیستم یعنی ماده زمینهای یا دانهدار است. سیستم لایهای دو بخش دارد: بخشی که گرانومها را تشکیل میدهد و بخش دیگری که آنها را بهم متصل میکند.

بخش درونی گرانوم به صورت کیسههای پهن شدهای مرتب شدهاند و تیلاکوئید نام دارند و محل کلروفیلها هستند. نقش کلروپلاستها فتوسنتز است. لوکوپلاستها پلاستهای بیرنگی هستند که در یاختههای بشره و دیگر بافتهای بیرنگ وجود دارند. بعضی نشاسته ذخیره کرده و آمیلوپلاست نام دارند. گروه سوم پلاستها ، رنگدانههای زرد یا قرمزی داشته و کروموپلاست نامیده میشوند.

( هسته )

هسته از غشا و شیره هسته و دانههای کروماتین و یک یا دو هستک تشکیل شده است. Dna و rna در هسته و میتوکندری و پلاست وجود دارند. هسته بزرگترین اندامک ساختار درونی یاختههای یوکاریوت است. اندازه نسبی هسته بر حسب سن و نوع یاخته فرق میکند.

* تفاوت یاختههای گیاهی و جانوری

برای تمایز یاختههای گیاهی و جانوری میتوان تفاوتهای زیر را بررسی کرد:

تفاوتهای متابولیسمی
تفاوتهای ساختاری
تفاوتهای تقسیمی

كشف گونه جديدي از غشاي سلولي بوسيله دانشمندان

ليپيدهاي بدون فسفات، فراوانترين مولكولهاي غشايي در دريا ميباشند.

http://photos.state.gov/libraries/am...018280_200.jpg دانشمندان دريافته اند که در درياهايی که با کمبود مواد مغذی روبرو هستند، سيانوباکتری ها (جلبک آبی-سبز) از ترکيباتی نو برای توليد سلول ها


دانيل گورليك
عضو هيئت تحريريه


واشنگتن- تمامي ارگانيسمها براي توليد سلولهاي غشايي به فسفات نيازمندند اما هم اکنون گروهي بين المللی از دانشمندان كشف كردهاند كه پلانكتون در درياي بدون فسفات سارگاسو غشاهاي خود را بجاي فسفات با استفاده از سولفور و نيتروژن ميسازد.
غشاهاي سلولي، حصارهاي ليپيدي (چربي) هستند كه پيرامون سلول را احاطه ميكنند و از اين طريق فضاي دروني سلول را از فضاي بيروني آن جدا ميسازند. غشاها معمولاً از مولكولهاي تغييريافته فسفات به نام فسفوليپيدها ساخته ميشوند. بنجامين وان موي و همكارانش اكنون نشان دادهاند كه برخي گونههاي پلانكتون از "ليپيدهاي جايگزين" بدون فسفات براي ساختن غشاهاي خود استفاده ميكنند.
وان موي، از مؤسسه اقيانوسنگاري وودزهول در ماساچوست، گفت كه ليپيدهاي جايگزين "فراوانترين مولوكولهاي غشايي در دريا هستند و تا بحال عمدتاً ناشناخته بودند". وان موي گروهي از محققان آمريكا، فرانسه و جمهوري چك را رهبري كرده كه يافتههاي اين گروه در شماره 1 فوريه مجله Nature منتشر شده است.
اين يافتههاي غيرمنتظره شالودههاي بيوشيمي را به چالش كشيد و فعاليتهاي يك زيستبوم دريايي مهم را روشن ساخت. فهم اينكه فيتوپلانكتون – ارگانيسمهايي در پايه زنجيرهي غذايي- چگونه زنده ماندهاند مي تواند به تلاشهاي حفاظت اقيانوسها كمك نمايد.
بقاي درياي سارگاسو
در درياي سارگاسو، يعني منطقهاي در اقيانوس اطلس شمالي كه توسط جريانهاي اقيانوسي احاطه شده است، سطوح فسفات شديداً پائين است. دانشمندان شگفت زده شدهاند كه چگونه پلانكتون دريايي در آنجا توانسته است زنده بماند و در چنين شرايط فقر غذايي رشد كند.
فيتوپلانكتون و سيانوباكتري (جلبگ آبي-سبز) مواد غذايي را توليد ميكنند و براي زنجيره غذايي تمامي زيستبومها بنيادي ميباشند. تا زمان تحقيق وان موي، روشن نبود كه اين ارگانيسمها چگونه در اقيانوسي چون بيابان رشد كردهاند.
http://photos.state.gov/libraries/am...204018_200.jpg قایقرانان در نزديکی سيانوباکتری های شناور در آب های مجاور گینگ داو در چين تمرين می کنند.


اگر ارگانيسمهايي كه در آبهاي با فسفات كم زندگي مي كنند از فسفات به نحو مؤثرتري بهره برده باشند، ميتوان انتظار داشت كه اضافه كردن فسفات به اقيانوسِ كمْفسفات موجب رشد خواهد بود. مطالعهاي در سال 2007 اين مسأله را تأييد نكرد.
وان موي و همكارانش به اين نتيجه رسيدند كه غشاهاي سيانوباكتري درياي سارگاسو به جاي فسفوليپيد فسفاتيديل گليسرول از سولفوكوئينووسيل دياسيل گليسرول (SQDG) استفاده مي كنند. وان موي و همكارانش در مجله Nature با توضيح اينكه ليپيدهاي جايگزين چگونه ميتوانند بجاي فسفوليپيدها عمل كنند، نوشتهاند كه "اين ليپيدها تا اندازهي معيني از لحاظ بيوشيميايي ارزش یکسان دارند".
از سويي ديگر، غشاهاي فيتوپلانكتون در درياي ساراگاسو از بتائين به جاي فسفوليپيدها استفاده ميكنند. ليپيدهاي بتائين هرچند فسفات ندارند اما نيازمند نيتروژن هستند كه اين ميتواند علت غلبه جمعيت هاي سيانوباكتري بر فيتوپلانكتون در دريايي سارگاسو باشد. نيتروژن همچنين در مناطق اقيانوسي مورد مطالعه وان موي، نادر است.
ليپيدهاي جايگزين
بر اساس اين مطالعه، وان موي و همكارانش كار خود را با سنجش توليد فسفوليپيد در مناطقي از درياي سارگاسو كه به رشد بسيار بالاي فيتوپلانكتون كمك ميكنند، آغاز نمودند. فسفات فقط يك ساعت در درياي سارگاسو دوام داردكه اين ميزان در اقيانوس آرام شمالي يك هفته و در قسمت های جنوبي آن 240 روز است.
محققان سپس گونههاي نماياننده سيانوباكتري و فيتتوپلانكتون را در آزمايشگاه رشد دادند. زماني كه اين گونهها در شرايط عاري از فسفات رشد كردند، تمامي آنها به جاي فسفوليپيدها از غشاهاي جايگزين استفاده نمودند. سيانوباكتري از SQDG استفاده نمود، در حاليكه فيتوپلانكتون از بتائين استفاده كرد. دانشمندان دريافتند كه ميزان بتائين نسبت به فسفوليپيدها در پلانكتون درياي سارگاسو تقريباً 5 برابر بالاتر از اقيانوس آرام جنوبي بود.
در درياي سارگاسو، ليپيدهاي جايگزين فقط بوسيله فيتوپلانكتون و سيانوباكتري، كه توليدكنندگان مواد غذايي در پلههاي پائيني زنجيره غذايي هستند، استفاده شدند. باكتريهاي دريايي كه در ردههاي بالاتر زنجيره غذايي قرار ميگيرند و براي تغذيه به فيتوپلانكتون و سيانوباكتري وابسته اند، غشاهاي خود را با استفاده از فسفوليپيدها تشكيل ميدهند.
كشف ليپيدهاي جايگزين ميتواند پيشرفتي اساسي باشد كه چگونگي ادامه حيات فيتوپلانكتون و سيانوباكتري در اقيانوس را نشان ميدهد.
وان موي گفت: "سيانوباكتري ميتواند غشاهايي بسازد كه لزوماً نيازمند هيچگونه ماده مغذّياي نيست، يعني به فسفور و نيتروژن و بطور كلي به هيچ مادّه مغذّياي نيازمند نيست".