خطّ إنتاج الخليّة

الشبكة الإندوبلازميّة 

نجح عُلماء الأحياء ألبرت كلود (Claude), كيث بوتر (Porter) وأرنست فولام (Fullam) سنة 1945م برؤية الشبكة الإندوبلازميّة بدقّةٍ للمرّةِ الأولى. بمساعدة المجهر الإلكترونيّ، الّذي يتيح مشاهدة الهيكل الداخليّ للخليّة بشكل مفصّل أكثر من المجهر الضوئيّ العادي، وقد تمكّنوا من رؤية شبكةً تُشبه خيطان النعل، أطلق عليها بوتر اسم الشبكة الإندوبلازميّة (داخل البلازما). اكتُشِف لاحقًا أنّ هذه الشبكة تتواجد في كلّ خليّةٍ يوجد بها نواة (خليّة حقيقيّة النواة)، ولكنّها لا تَتواجد داخل الخلايا الخالية من النواة (بدائيّة النواة)، مثل البكتيريا.

تتكوّن الشبكة الإندوبلازميّة (ER) من شبكةِ أنابيبٍ مجوّفة، وجوانبها عبارة عن غشاء. تتكوّن هذه الشبكة من جزءَين- شبكة خشنة وَشبكة ملساء. تتميّز الشبكة الإندوبلازميّة الخشنة بوجود العديد من الريبوسومات على سطحِها الخارجيّ، ولذلك أُطلِق عليها اسم الشّبكة الخشنة. أمّا الريبوسومات، فهي تركيبات مكوّنة من البروتينات والأحماض النوويّة، وهي المسؤولة عن إنتاج البروتينات وفقًا للتعليمات المرسلةِ إليها من الحمض النوويّ (DNA) في نواة الخليّة. تُدعَى عمليّة تصنيع البروتينات "الترجمة".

وهكذا، تتشكّل داخل الشبكة الإندوبلازميّة بروتينات، ولكن فقط بروتينات خاصّة، تلك الّتي من المفترض أن تتواجد في نهاية المطاف في غشاء الخليّة، داخل عضيّة أخرى أو الّتي ستُفرَز خارج الخليّة. تتواجد الريبوسومات الّتي تُنتِجها، على الشبكة الإندوبلازميّة، وبهذا الشكل تدخل هذه البروتينات إلى الفراغ الداخليّ الخاصّ بها في الوقت الّذي تتشكّل فيه. تحدُث أيضًا العمليّات المهمّة المتمثّلة في طيّ البروتينات للتركيبة ثلاثيّة الأبعاد، الضروريّة لوظيفتها في الفراغ الداخليّ في الشبكة الإندوبلازميّة، ويتمّ إجراء مراقبة الجودة لتحديد ما إذا كانت البروتينات ستستمرّ في العمليّة أم ستتفكّك. تقوم ريبوسومات أخرى غير ملتصقة بالشبكة الإندوبلازميّة بإنتاج البروتينات المخصّصة للعمل داخل الخليّة نفسها، وليس في غشائها أو عضيّتها.

لا تحتوي الشبكة الإندوبلازميّة الملساء على الريبوسومات، ولذلك تبدو ملساءَ المظهرِ من نظرة خارجيّة. وظيفتها الأساسيّة إنتاج الليبيدات- دهون وجزيئات أخرى قابلة للذوبان في الزيت- تُستخدم لإنتاج أغشية داخل وخارج الخليّة. وكذلك تتفكّك بها دهون وموادّ أخرى يمكن أَن تضرّ الجسم. 

من بين الموادّ المهمّة الّتي يتمّ إنتاجها داخل الشبكة الإندوبلازميّة الملساء هورمونات الستيرويد، ومن ضمنها هورمونات النّوع الّتي تُفرَز من الخليّة إلى الدّورة الدمويّة وتلعب دورًا مهمًّا في جسم الإنسان. تتكوّن هذه الهورمونات من جزيئات دهنيّة، لذلك فهي تتشكّل في الشبكة الإندوبلازميّة الملساء.

تُشتقّ عادةً العلاقة بين الأجزاء الملساء والخشنة في الشبكة الإندوبلازميّة من صفات كلّ خليّة. فعلى سبيلِ المثال، نجد في خلايا البنكرياس العديد من عضيّات الشبكة الإندوبلازميّة الخشنة، تتمثّل وظيفتها الرئيسة في إفراز البروتينات مثل الإنسولين للدورة الدمويّة والإنزيمات للجهاز الهضميّ. بينما في خلايا المبيض، الّتي تُفرِز العديد من هورمونات الستيرويد، تتواجد بصورةٍ أكثر شبكةٌ إندوبلازميّة ملساء. ينطبق نفس الأمر على خلايا الكبد، الّتي تُحلِّل الأدوية والموادّ السامّة عن طريق مجموعة من الإنزيمات الموجودة خصّيصًا في الشبكة الإندوبلازميّة الملساء.   

عضيّات غولجي

في سنة 1898م، رَصد غولجي، بمساعدة المجهر الضوئيّ وأصباغ متطوّرة، العضيّة المُسمّاة باسمه، لكنّ النقاش حول كونها عضيّة منفصلة استمرّ لسنواتٍ عديدة. وفقط في سنة 1954م أكّدت المشاهدات بواسطة المجهر الإلكترونيّ وجود هذه العضيّات المنفصلة. هذه العضيّة هي الوحيدة المُسمّاة في الخليّة باسم عالِمٍ.  

عند النظر إلى عضيّات غولجي تحت المجهر الإلكترونيّ، فإنّها تذكّرنا بالأرغفة المسطّحة، المتواجدة دائمًا بالقرب من الشبكة الإندوبلازميّة الخشنة. ولكن، لماذا تتواجد هذه العضيّات بالذات في هذا المكان؟ لأنّها هي المسؤولة عن الفرز والمعالجة النهائيّة للبروتينات المُنتَجة في الشبكةِ وإرسالها إلى وجهتها. 

سنتابع مسار البروتين الموجَّه لإحدى العضيّات الخلويّة من أجل توضيح الفكرة السابقة. يتشكّل البروتين داخل الشبكة الإندوبلازميّة ويُرسَل منها إلى جهاز غولجي. داخل هذا الجهاز، يخضع البروتين إلى سلسلةٍ من التغييرات، مثل إضافة سكّريّات ملتصقةٍ به. هذه الإضافات ضروريّة جدًّا من أجلِ التأكّدِ من وصول البروتينات إلى وجهتها الصحيحة فقط. في نهاية العمليّة، يصلُ البروتين إلى جزء غولجي الأبعد من الشبكة الإندوبلازميّة، ومن هناك سيتمّ إرساله خارجًا إلى العضيّة المُستهدَفة. تحدث نفس العمليّة عندما يتواجد هدف البروتين خارج الخليّة أو في غشائِها. تتعلّق كميّة عضيّات غولجي وحجمها أيضًا بخاصيّة عمل الخليّة. على سبيل المثال، خلايا جهاز المناعة B، تحوي الكثير من عضيّات غولجي؛ لأنّها تفرز الكثير من المُضادّات.

إذن، فالشبكة الإندوبلازميّة وجهاز غولجي هما مركبّان مهمَّان للغاية في منظومة العضيّات المركّبة والديناميكيّة داخل خلايا الكائنات الحيّة. ففيها تتمّ عمليّات الإنتاج، والمراقبة، والفرز، ونقل بروتينات ودهون خاصّة إلى وجهتها النهائيّة. كلّ هذا التميّز يجعلها مصنعًا لإنتاجِ مجموعةٍ متنوّعةٍ من المُنتَجاتِ وتوزيعها إلى وجهاتها في العالم: خطّ إنتاج الخلايا.