محتويات
- الخلية في علم الأحياء
- تعريف علم الأحياء الخلوي
- بدايات علم الأحياء الخلوي
- أقسام علم الأحياء الخلوي
- أهمية علم الأحياء الخلوي
تعتبر الخلايا هي أساس كل الكائنات الحية سواء الكائنات الحية الصغيرة أو الكبيرة ، كما تعتبر الخلية هي أصغر وحدة داخل الكائن الحي بداية من أصغر الكائنات البكتيريا إلى الكائنات الحية الكبيرة مثل الحيتان الزرقاء وأشجار الخشب الأحمر العملاقة ، عند دراسة الخلية نجد أن الخلايا تختلف فيما بينها من حيث البنية وطريقة تنفيذها لمهامها الداخلية .
الخلية في علم الأحياء
يمكن تعريف الخلية في علم الأحياء على أنها الوحدة الأساسية المرتبطة بالغشاء التي تحتوي على جزيئات الحياة الأساسية والتي تتكون منها جميع الكائنات الحية ، وغالبًا ما تكون الخلية الواحدة كائنًا كاملاً في حد ذاته مثل البكتيريا ، وقد تكتسب الخلايا الأخرى وظائف متخصصة عندما تنضج ، كما تتعاون هذه الخلايا مع الخلايا المتخصصة الأخرى وتصبح اللبنات الأساسية لكائنات كبيرة متعددة الخلايا مثل البشر والحيوانات الأخرى ، وعلى الرغم من أن الخلايا أكبر بكثير من الذرات إلا أنها لا تزال صغيرة جدًا .
تعريف علم الأحياء الخلوي
يطلق على علم الأحياء الخلوي اسم بيولوجيا الخلية وهو العلم الذي يهتم بدراسة الخلايا وكيفية عملها والعمليات التي تقوم بها الخلايا بالإضافة إلى الطريقة التي تتفاعل بها الخلايا مع الخلايا الأخرى ، وفي حين أن علم الأحياء الجزيئي يركز بشكل كبير على دراسة جزيئات الحياة فإن علم الأحياء الخلوي هو الذي يهتم بكيفية استخدام هذه الجزيئات عن طريق الخلية من أجل البقاء والتكاثر والقيام بوظائف الخلية الطبيعية .
يتم استخدام علم الأحياء الخلوي أو بيولوجيا الخلية في أبحاث الطب الحيوي وذلك لمعرفة المزيد حول كيفية عمل الخلايا بشكل طبيعي وكيف يمكن أن تؤدي الاضطرابات في هذه الوظيفة الطبيعية إلى الإصابة بالأمراض ، حيث يمكن أن يؤدي فهم هذه العمليات إلى اكتشاف علاجات تعمل عن طريق استهداف الوظيفة غير الطبيعية للخلية وبالتالي القضاء على الأمراض التي تسببها هذه الخلايا .
يسمح التركيز على دراسة الخلية بفهم مفصل للأنسجة والكائنات الحية التي تتكون منها الخلايا ، حيث أن بعض الكائنات الحية لديها خلية واحدة فقط ، في حين أن البعض الآخر منظم في مجموعات تعاونية بها أعداد هائلة من الخلايا ، وبشكل عام يركز علم الأحياء الخلوي على بنية ووظيفة الخلية بداية من أكثر الخصائص العامة التي تشترك فيها جميع الخلايا إلى الوظائف الفريدة والمعقدة للغاية الخاصة بالخلايا المتخصصة .[1]
بدايات علم الأحياء الخلوي
عند راسة علم الأحياء الخلوي نجد أن نقطة البداية لهذا العلم كانت في عام 1830 على الرغم من أن العلماء كانوا يستخدمون المجاهر لقرون إلا أنهم لم يكونوا متأكدين دائمًا مما كانوا ينظرون إليه من خلايا ، ولقد بدأ ذلك عندما لاحظ روبرت هوك في عام 1665 جدران الخلايا النباتية ، وفي ثلاثينيات القرن التاسع عشر قدم العالم وشوان نظرة مختلفة عن الخلايا حيث كان أول من لاحظ الخلايا الحيوانية وأول من وضع تعريف واضح للخلية وكان هذا التعريف ينص على أن جميع الكائنات الحية سواء الكائنات البسيطة أو المعقدة مكونة من خلية واحدة أو أكثر حيث أن الخلية هي الوحدة الهيكلية والوظيفية للحياة وأصبح هذا المفهوم يعرف باسم نظرية الخلية .
خلال القرن التاسع عشر والقرن العشرين ومع تحسن تقنيات المجاهر تمكن العلماء من رؤية المزيد والمزيد من التفاصيل الداخلية داخل الخلايا ، واليوم تستطيع المجاهر الإلكترونية عالية القدرة تضخيم الخلايا أكثر من مليون مرة ويمكن أن تكشف عن أشكال الخلايا المختلفة ذات الأحجام المختلفة مما يسمح للباحثين بتكوين تمثيل مفصل ثلاثي الأبعاد للخلايا وبالتالي لقد ساعدت التقنيات الحديثة للتصوير على فهم التعقيد الرائع للخلايا والهياكل التي تشكلها بشكل أفضل .
أقسام علم الأحياء الخلوي
ينقسم علم الأحياء الخلوي إلى عدة مجالات فرعية الرئيسية ، القسم الأول هو دراسة طاقة الخلية ودراسة الآليات البيو كيميائية التي تدعم استقلاب الخلية وذلك لأن الخلايا هي عبارة عن آلات في حد ذاتها فإن التركيز على طاقة الخلية يتداخل مع متابعة الأسئلة حول كيفية ظهور الطاقة لأول مرة في الخلايا البدائية الأصلية قبل مليارات السنين .
يوجد قسم فرعي أخر من أقسام علم الأحياء الخلوي وهو يتعلق بدراسة وراثة الخلية وارتباطها بالبروتينات التي تتحكم في إطلاق الجينات من النواة إلى السيتوبلازم الخلوي ، كما يوجد قسم أخر يركز على دراسة بنية مكونات الخلية ، كما يهتم بدراسة الاتصالات الخلوية والإشارات مع التركيز على الرسائل التي تعطيها الخلايا وتتلقاها من الخلايا الأخرى ومن نفسها ، وبالإضافة إلى ما سبق يوجد قسم أخر يهتم بدورة الخلية والمراحل التي تبدأ وتنتهي بانقسام الخلية وتركز على فترات مختلفة من النمو وتكرار الحمض النووي .
لقد أثر ظهور علم أحياء الأنظمة في الآونة الأخيرة على العديد من التخصصات البيولوجية وهي عبارة عن منهجية تشجع على تحليل النظم الحية في سياق الأنظمة الأخرى ، وفي مجال بيولوجيا الخلية أو علم الأحياء الخلوي نجد أن بيولوجيا الأنظمة مكنت من طرح اسئلة الأكثر تعقيدًا والإجابة عنها مثل العلاقات المتبادلة بين شبكات تنظيم الجينات والعلاقات التطورية والتفاعلات بين شبكات الإشارات داخل الخلايا ، ونتيجة لذلك نجد أنه كلما زادت الاكتشافات في علم الأحياء الخلوي كلما زادت احتمالية فك رموز تعقيدات جميع الكائنات الحية .[2]
أهمية علم الأحياء الخلوي
توجد الكثير من الأمراض المنتشرة في العديد من دول العالم مثل الملاريا أو مرض السكري أو نوع من السرطان أو التليف الكيسي أو مرض الزهايمر ، وكل هذه الأمراض والاضطرابات ناتجة عن مشاكل على مستوى الخلية ، بالإضافة إلى ذلك يتسبب الضرر الجسدي مثل الحروق أو العظام المكسورة أيضًا في تلف الخلايا ، ومن خلال فهم كيفية عمل الخلايا في الحالات الصحية والمريضة ، سيتمكن علماء الأحياء الخلوية الذين يعملون في علوم الحيوان والنبات والطب من تطوير لقاحات جديدة وأدوية أكثر فعالية ونباتات ذات صفات محسنة ومن خلال زيادة المعرفة بفهم أفضل لكيفية حياة جميع الكائنات الحية ، وفي النهاية سيكون من الممكن تحليل قاعدة البيانات الخاصة بالمعلومات الوراثية والمعلومات الخلوية وبناء على ذلك سوف يكون كل انسان قادر على التحكم في صحته بطريقة وقائية .
يتم استخدام علم الأحياء الخلوي أيضاً في علم النباتات على سبيل المثال تم استخدامه لإظهار أن اثنين من النباتات التي تبدو مختلفة لها نفس الأصول الجينية ، كما يستخدم الطب الشرعي بيولوجيا الخلية وبصمات الحمض النووي للمساعدة في حل جرائم القتل والاعتداءات .
في مجال الزراعة تستخدم التكنولوجيا الحيوية تقنيات ومعلومات من بيولوجيا الخلية لتعديل المحاصيل وراثيا لإنتاج خصائص بديلة واستنساخ النباتات والحيوانات وذلك من أجل إنتاج وضمان جودة عالية من الغذاء متوفرة بتكاليف أقل ولإنتاج أدوية أنقى وأعضاء في الوقت المناسب لكثير من الناس الذين يحتاجون إلى عمليات زرع .
يتم استخدام علم الأحياء الخلوي أيضاً في زراعة الخلايا والأنسجة وذلك بنفس الطريقة التي تنمو بها البكتيريا والكائنات الحية الأخرى في المختبر خارج بيئتها الطبيعية وبالتالي يمكن زراعة الخلايا والأنسجة من الكائنات الحية الأكثر تعقيدًا .
رد مع اقتباس
