من الكائنات أحادية الخلية مثل البكتيريا إلى البشر ، الخلايا هي الوحدات الأساسية والوظيفية للحياة. يتكون جسم الإنسان البالغ من أكثر من 37 تريليون خلية ، وفقًا لتقديرات نشرت في عدد نوفمبر / كانون الأول - ديسمبر / كانون الأول 2013 من "حوليات علم الأحياء البشري". في الكائنات الحية المعقدة مثل البشر ، هناك المئات من أنواع الخلايا المختلفة ، منظمة في نظام الجسم ، الأعضاء والأنسجة. يحتوي كل نوع من الخلايا على وظائف متخصصة تعمل معًا على تمكين الجسم من العمل بفعالية. على الرغم من ذلك ، تعتبر العديد من الوظائف العامة شائعة الاستخدام لجميع الخلايا تقريبًا.
توليد الطاقة
توجد الخلايا الحية في حالة بيولوجية نشطة على الدوام. جميع الخلايا تتطلب الطاقة للقيام بالأنشطة الضرورية للبقاء على قيد الحياة. هذا يجعل توليد الطاقة أكثر العناصر الأساسية والأساسية في جميع الوظائف الخلوية. تولد الخلايا البشرية الطاقة باستخدام المواد الكيميائية المشتقة من الغذاء كوقود. تعتبر الميتوكوندريا - التي غالباً ما تسمى مراكز القوى في الخلايا - بمثابة الموقع النهائي لإنتاج الطاقة داخل الخلايا البشرية. باستخدام الجزيئات المشتقة من الهضم ومعالجة السكريات والبروتينات والدهون من النظام الغذائي ، سلسلة من التفاعلات الكيميائية المعقدة في الميتوكوندريا تولد جزيء الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP). تلتقط جزيئات ATP الطاقة الكيميائية من الغذاء ، والتي تستخدمها الخلايا لتزويد وظائفها الحيوية بالطاقة.
النقل الجزيئي
كل خلية محاطة بغشاء يرسم حدودها ويعمل كبواب ، يسيطر على حركة الجزيئات داخل وخارج الخلية. هذا النقل الجزيئي يخدم الدور الأساسي للحفاظ على بيئة داخلية صحية حتى تتمكن الخلية من البقاء والقيام بوظائفها المتخصصة. بعض الجزيئات الصغيرة ، مثل الأكسجين ، وثاني أكسيد الكربون والماء ، تعبر أغشية الخلايا البشرية دون إنفاق الطاقة. ومع ذلك ، فإن نقل العديد من الجزيئات الهامة يعتمد على مضخات غشاء الخلية التي تستخدم الطاقة. على سبيل المثال ، مضخات الغشاء الصوديوم والبوتاسيوم ضرورية لنقل النبضات العصبية والحفاظ على توازن الماء في جسم الإنسان. كما يسمح النقل الجزيئي للخلايا المتخصصة التي تنتج مواد كيميائية مهمة - مثل الهرمونات - بإطلاقها حتى يمكن استخدامها في مكان آخر في الجسم.
استنساخ
جميع الكائنات الحية ، بما في ذلك الخلايا ، لها عمر محدود. لذلك ، الاستنساخ هو وظيفة أساسية للخلايا. إن التكاثر الخلوي في البشر يُمكِّن الجسم من استبدال الخلايا الميتة والمريضة أو التالفة - وفي حالة الحمل ، بإدامة الأنواع البشرية. تتكاثر معظم الخلايا البشرية من خلال عملية تسمى الانقسام. باستخدام هذه العملية التناسلية ، تنتج الخلية نسخة دقيقة من مادتها الجينية قبل أن تنقسم إلى خليتين متشابهتين جينياً.
الانقسام الاختزالي هو عملية إنجابية خلوية خاصة يستخدمها البيض والحيوانات المنوية في الكائنات الحية التي توظف التكاثر الجنسي. يتم تنظيم المادة الوراثية البشرية في 23 زوجا من الكروموسومات ، واحدة لكل من الأب والأم. مع الانقسام الاختزالي ، بدلاً من البيض والحيوانات المنوية التي تحتوي على نسختين من كل كروموسوم ، يحتوي كل منهما على نسخة واحدة فقط. عندما تنضم البويضة والحيوان المنوي في وقت الإخصاب ، تتزاوج الكروموسومات. تحدث الانقسامات اللاحقة للبيضة المخصبة عبر الانقسام الفتيلي ، مع كل خلية جديدة تحتوي على زوج من الكروموسومات التي تشكلت حديثا.
تمت المراجعة بواسطة: Tina M. St. John، M.D.
