تعريف الغشاء البلازمي
الغشاء البلازمي هو الجدار الرقيق الذي يحيط الخلايا البدائية النواه والتي تحتوي على أجسام الفطريات ، والنباتات ، والحيوانات ويتراوح سمك الغشاء البلازمي من 4 إلى 10 نانومتر ويتكون غشاء البلازما من طبقة ثنائية الفوسفوليبيد مع بروتينات مدمجة وهو قابل للنفاذ بشكل انتقائي للأيونات ، والجزيئات العضوية وينظم حركة المواد داخل ، وخارج الخلايا كما يجب أن تكون أغشية البلازما مرنة جدًا للسماح لخلايا معينة ، مثل خلايا الدم الحمراء وخلايا الدم البيضاء ، بتغيير شكلها أثناء مرورها عبر الشعيرات الدموية الضيقة.
ويوجد في غشاء البلازما بعض الدهون التي تسمح بمرور الجزيئات وفقا لاحتياجات الخلية، وتلعب دورا هاما في العديد من العمليات الخلوية. تنقسم هذه الدهون إلى أنواع مختلفة، بما في ذلك الدهون المفسرة والدهون السكرية. تحيط العضيات بمكونات الخلية، مثل النواة والشبكة الإندوبلازمية والليسوسومات والفجوات، ولكل منها وظائف وشكل يميزه عن الآخر.
أنواع بروتينات الغشاء البلازمي
تتكون بروتينات الغشاء البلازمي من نوعين، واحدة منهما هي البروتينات الغشائية المحيطية التي لا ترتبط مباشرة بالغشاء الخلوي وإنما ترتبط ببروتينات أخرى لتكمل بعضها البعض في الوظيفة، أما النوع الآخر فهو البروتينات الغشائية المدمجة التي تطفو في الغشاء البلازمي وتمتد أطرافها على الجانبين من الغشاء البلازمي. وتنقسم بروتينات الغشاء البلازمي حسب وظيفتها إلى
- البروتينات الهيكيلية: تعمل المادة الخلوية على تحديد شكل الخلية وتغذيتها ودعمها.
- البروتينات السكرية: وتسهم هذه في عملة الاتصالات الخلوية، وتتم عبرها نقل المواد إلى الخلية.
- البوتينات الناقلة: وهي العملية التي تقوم بنقل المواد عبر الغشاء البلازمي بواسطة الانتشار، وهي ضرورية لنمو الكائنات الحية.
- البروتينات المستقبلة: تعمل هذه البروتينات على التواصل المباشر مع البيئة الخارجية باستخدام جزيئات التواصل، والتي تشمل الناقلات العصبية والهرمونات.
مكونات الغشاء البلازمي
تتكون الدهون الغشائية أساسًا من نوعين هما الفسفوليبيدات ، الستيرولات وهما ما يسموا بالكوليسترول يشترك كلا النوعين في السمة المميزة للدهون لما لها من خصائص متعددة منها أنها تذوب بسهولة في المذيبات العضوية وكلاهما لهما منطقة تنجذب إلى الماء وتذوب فيه.
تركيب غشاء الخلية يجعلها مرنة بشكل واضح، والحدود المثالية للخلايا النامية والمتقسمة. على الرغم من ذلك، يسمح الغشاء لبعض المواد المذابة أو غير المذابة بالمرور، في حين يمنع البعض الآخر. يتخلل الغشاء بعض الجزيئات القابلة للذوبان في الدهون وبعض الجزيئات الصغيرة، ويحتوي الغشاء على نسبة 75% من البروتين و25% من الدهون.
تلعب الطبقة الدهنية ذات القطبية المزدوجة دورا فعالا في منع الجزيئات الكبيرة التي يمكن أن تذوب في الماء والأيونات المشحونة كهربائيا من الدخول أو الخروج من الخلية. يتم نقل هذه المواد الحيوية بواسطة مجموعة متنوعة من البروتينات الداخلية التي تشكل أنظمة نقل مختلفة، بعضها يعمل كقنوات مفتوحة تسمح للأيونات بالتوزع مباشرة في الخلية. يخضع غشاء الخلية نفسه لحركات تنسيقية ومتعددة، يتم خلالها امتصاص جزء من الوسط السائل الخارجي للخلية أو إخراج جزء من الوسط الداخلي للخلية. تتضمن هذه الحركات اندماجا بين سطوح الأغشية، يليه إعادة تكوين الأغشية بشكل صحيح وقوي.
وظيفة الغشاء البلازمي
- تتمثل وظيفة الغشاء البلازمي في نقل المواد من الخلية وإليها كما أن الوظيفة الأساسية لغشاء البلازما في حماية الخلية من محيطها بالإضافة إلى ذلك يلعب غشاء البلازما أيضًا دورًا في تثبيت الهيكل الخلوي لتوفير الشكل للخلية ، وفي الارتباط بالمصفوفة خارج الخلية ، والخلايا الأخرى للمساعدة في تجميع الخلايا معًا لتشكيل الأنسجة كما يحافظ الغشاء أيضًا على إمكانات الخلية ومثال توضييحي لوظيفة الغشاء مثل إذا كانت الخلية ممثلة بقلعة ، فإن غشاء البلازما هو الجدار الذي يوفر هيكلًا للمباني داخل الجدار ، وينظم الأشخاص الذين يغادرون ويدخلون القلعة ، وينقل الرسائل من وإلى القلاع المجاورة.
- ويتم توظيف ذلك الغشاء في العديد من الآليات منها التناضح السلبي ، والانتشار وفيها ينقل الغازات (مثل O 2 و CO 2) والجزيئات والأيونات الصغيرة الأخرى وهناك أيضا قنوات ، ونقل البروتين عبر الغشاء وفيها ينقل الجزيئات العضوية الصغيرة مثل السكريات أو الأحماض الأمينية أما الالتقام الخلوي فهو ينقل الجزيئات الكبيرة (أو حتى الخلايا الكاملة) عن طريق غمره أما خروج الخلايا يزيل أو يفرز مواد مثل الهرمونات أو الإنزيمات
- أهم الوظائف التي يقوم بها الغشاء البلازمي هو قدرته على نقل الإشارات عبر البروتينات المعقدة كما يمكن أن تكون هذه البروتينات مستقبلات ، تعمل كمستقبلات للمدخلات خارج الخلية ، وكمحفزات للعمليات داخل الخلايا ، أو علامات تسمح للخلايا بالتعرف على بعضها البعض لذلك تسمح الواسمات الغشائية للخلايا الموجودة في الغشاء البلازمي بالتعرف على بعضها البعض ، وهو أمر حيوي لعمليات الإشارات الخلوية التي تؤثر على تكوين الأنسجة والأعضاء أثناء التطور المبكر.
- من بين الوظائف المعقدة لغشاء البلازما هي توفير المستقبلات الغشائية المواقع الخارجية للاتصال بالمؤثرات مثل الهرمونات وعوامل النمو. وبعد ذلك تؤدي هذه المؤثرات إلى استجابات داخل الخلايا،ويمكن لبعض الفيروسات مثل فيروس نقص المناعة البشرية (HIV) أن يسبب العدوى.
طرق نقل المواد عبر الغشاء البلازمي
تتم عملية نقل المواد إلى الخلية ومنها باستخدام طرق متعددة، بما في ذلك:
- الانتشار : الجزيئات تسمى البسيطة أو السلبية، حيث تحاول الجزيئات بشدة اختراق طبقة الدهون الثنائية، ويتم ذلك بالتحكم الكامل في تدرج تركيزها وعوامل أخرى مثل سمك الغشاء ومساحة السطح وحجم الجزيء ودرجة الحرارة، وقابلية الذوبان في الدهون. علاوة على ذلك، تنتقل الغازات الجزيئية بسرعة كبيرة وتنتقل جزيئات الماء بسهولة عبر الغشاء البلازمي إذا كانت قابلة للذوبان في الدهون، ولكن بالنسبة للجزيئات المشحونة مثل الأيونات، فإن طبقة الدهون الثنائية غير مسامية.
- الترشيح : وفيه يتم نقل المواد الذائبة والمذيبة بمساعدة الضغط الهيدروليكي ويتم انتقال المذيب من التركيز الأقل للمادة المذابة إلى التركيز الأعلى كما يعد النقل النشط أحد الأسالييب الهامة وذلك من خلال البروتينات الناقلة التي تقوم بعملية نقل المواد عبر الغشاء البلازمي من المنطقة ذات التركيز المنخفض إلى المنطقة ذات التركيز المرتفع.
- الإدخال والإخراج الخلوي: وهي عملية نقل المواد من الخارج إلى الداخل من خلال الالتهام الخلوي والتي تتمثل في هضم المواد الصلبة من الخلية وذلك بواسطة الفعالية الطبيعية لغشاء البلازما أو من خلال الشرب الخلوي وذلك من خلال احتواء المواد السائلة إلى داخل الخلية بطريقة تشبه البلعمة وذلك في حالة الإدخال الخلوي أما الإخراج فهو العكس حيث يتم النقل من داخل إلى خارج الخليةمن خلال الحويصلات الإفرازية.