النواة

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
المادة البروتوبلازمية للنواة بما في ذلك النوية تسمى النواة البلازمية.

النواة ، والمعروفة أيضًا باسم الكاريوبلازما ، [ 1 ] هي نوع من البروتوبلازم الذي يُكوّن نواة الخلية ، وهي العضية الأبرز في الخلية حقيقية النواة . وهي مُحاطة بالغلاف النووي ، المعروف أيضًا بالغشاء النووي. [ 2 ] تُشبه النواة السيتوبلازم في الخلية حقيقية النواة من حيث كونها مادة هلامية موجودة داخل غشاء، على الرغم من أن النواة تملأ فقط الفراغ الموجود في النواة ولها وظائفها الفريدة. تُعلق النواة التراكيب داخل النواة غير المُحاطة بغشاء، وهي مسؤولة عن الحفاظ على شكل النواة. [ 2 ] تشمل التراكيب المُعلقة في النواة الكروموسومات ، والبروتينات المختلفة ، والأجسام النووية ، والنوية ، والبروتينات النووية ، والنيوكليوتيدات ، والبقع النووية . [ 2 ]

يُطلق على الجزء السائل القابل للذوبان من النواة اسم الكاريوليمف [ 3 ] أو النيوكليوسول [ 4 ] أو الهيالوبلازم النووي .

تاريخ

نص بديل
عالم النباتات البولندي الألماني ومُسمّي النواة، إدوارد ستراسبورغر .

تم توثيق وجود النواة، بما في ذلك النواة الخلوية، لأول مرة عام 1682 على يد عالم المجهر الهولندي ليفينهوك ، ووصفها ورسمها لاحقًا فرانز باور . [ 5 ] مع ذلك، لم تُسمَّ نواة الخلية ولم تُوصَف بالتفصيل إلا بعد عرض روبرت براون لها على الجمعية اللينيانية عام 1831. [ 6 ] أما النواة الخلوية، فرغم وصفها من قِبَل باور وبراون، لم تُعزل تحديدًا ككيان منفصل إلا بعد تسميتها عام 1882 على يد العالم البولندي الألماني إدوارد ستراسبورغر ، أحد أشهر علماء النبات في القرن التاسع عشر، وأول من اكتشف الانقسام المتساوي في النباتات. [ 7 ]

دور

تحدث العديد من الوظائف الخلوية الهامة في النواة، وتحديدًا في النواة الخلوية. تتمثل الوظيفة الرئيسية للنواة الخلوية في توفير البيئة المناسبة للعمليات الحيوية التي تحدث في النواة، حيث تعمل كمادة معلقة لجميع العضيات داخل النواة، وتخزن التراكيب المستخدمة في هذه العمليات. [ 2 ] 34% من البروتينات المشفرة في الجينوم البشري تتمركز في النواة الخلوية. [ 2 ] تشارك هذه البروتينات في نسخ الحمض النووي الريبوزي (RNA) وتنظيم الجينات في النواة الخلوية. [ 2 ] كما تشارك البروتينات الموجودة في النواة الخلوية في تنشيط الجينات المستخدمة في دورة الخلية. [ 8 ] بعض البروتينات النووية، التي تُشكل عادةً المسام النووية ، يمكن أن تكون متحركة وتشارك في تنظيم التعبير الجيني في النواة الخلوية. [ 8 ] [ 9 ] المسام النووية هي المسار الذي تنتقل عبره الجزيئات من داخل النواة الخلوية إلى السيتوبلازم وبالعكس. [ 9 ] يُعدّ النواة أيضًا مسارًا للعديد من الجزيئات. [ 9 ] تستطيع الجزيئات الصغيرة المرور بحرية عبر المسام النووية للدخول إلى النواة والخروج منها، بينما تحتاج البروتينات الأكبر حجمًا إلى مساعدة مستقبلات على سطح الغلاف النووي. [ 9 ] يُعتقد أيضًا أن المادة النووية موجودة داخل النواة، حيث تعمل على الحفاظ على حجم النواة وشكلها، في دور مشابه لدور الهيكل الخلوي الموجود في السيتوبلازم. [ 10 ] مع ذلك، لا يزال وجود المادة النووية ووظيفتها الدقيقة غير واضحين ومثار جدل واسع.

تعبير

البلازما النووية عبارة عن سائل لزج للغاية محاط بالغشاء النووي ويتكون أساسًا من الماء والبروتينات والأيونات المذابة ومجموعة متنوعة من المواد الأخرى بما في ذلك الأحماض النووية والمعادن.

البروتينات

يوجد في الإنسان حوالي 20,000 جين مُشفِّر للبروتينات ، [ 11 ] وقد وُجد أن ما يقرب من ثلث هذه الجينات يتمركز في النواة عبر استهدافها بواسطة تسلسل التوطين النووي (NLS). [ 2 ] تعمل البروتينات السيتوبلازمية، المعروفة باسم الإمبورتينات ، كمستقبلات لتسلسل التوطين النووي، حيث تُرافق البروتين إلى مُركَّب المسام النووية ليتم نقله إلى النواة. [ 12 ] تُكلَّف البروتينات الموجودة في النواة بشكل أساسي بالمشاركة في الوظائف الخلوية المعتمدة على الحمض النووي (DNA) وتنظيمها، بما في ذلك النسخ، وتضفير الحمض النووي الريبوزي (RNA) ، وإصلاح الحمض النووي (DNA) ، وتضاعف الحمض النووي (DNA) ، ومجموعة متنوعة من العمليات الأيضية. [ 2 ] تُقسَّم هذه البروتينات إلى بروتينات هيستون، وهي فئة من البروتينات التي ترتبط بالحمض النووي (DNA) وتُعطي الكروموسومات شكلها وتُنظِّم نشاط الجينات، [ 13 ] وبروتينات غير هيستون.

يحتوي النواة على العديد من الإنزيمات الأساسية في تخليق الحمض النووي DNA والحمض النووي الريبوزي RNA، بما في ذلك بوليميراز DNA وبوليميراز RNA اللذان يعملان في تضاعف DNA ونسخ RNA على التوالي. بالإضافة إلى ذلك، يضم النواة العديد من الإنزيمات التي تؤدي أدوارًا حيوية في عمليات الأيض الخلوي . يُخزن إنزيم NAD+ سينثاز في النواة، ويؤدي دورًا في نقل الإلكترونات وتفاعلات الأكسدة والاختزال المرتبطة بسلسلة نقل الإلكترونات وتخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). [ 14 ] كما يوجد إنزيم بيروفات كيناز بكميات كبيرة في النواة؛ ويشارك هذا الإنزيم في الخطوة الأخيرة من عملية تحلل الجلوكوز ، حيث يحفز تحويل الفوسفينول بيروفات (PEP) إلى بيروفات، بالإضافة إلى فسفرة الأدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP) إلى ATP. [ 15 ] من المهم أن نذكر أن النواة تحتوي على عوامل مساعدة وإنزيمات مساعدة، بما في ذلك أسيتيل-CoA ، الذي يلعب دورًا حيويًا في دورة حمض الستريك ، [ 16 ] وATP، الذي يشارك في تخزين الطاقة ونقلها.

الأيونات

نص بديل
مثال على مضخة الصوديوم والبوتاسيوم ، وهي نوع من ATPase من النوع P ، والتي تتحكم في التدرج الأيوني عبر غشاء الخلية والغلاف النووي بالإضافة إلى التركيب الأيوني للبلازما النووية من خلال الضخ الانتقائي لأيونات الصوديوم والبوتاسيوم .

يُعدّ التركيب الأيوني للنواة بالغ الأهمية للحفاظ على التوازن الداخلي داخل الخلية والكائن الحي ككل. تشمل الأيونات التي تم توثيق وجودها في النواة: الصوديوم ، والبوتاسيوم ، والكالسيوم ، والفوسفور ، والمغنيسيوم . تلعب هذه الأيونات دورًا محوريًا في العديد من الوظائف البيولوجية. يؤدي الصوديوم والبوتاسيوم أدوارًا رئيسية في مضخة الصوديوم-بوتاسيوم ، وهي إنزيم ATPase غشائي يضخ ثلاثة أيونات صوديوم خارج الخلية مقابل كل أيوني بوتاسيوم يضخهما داخلها، مما يُنشئ تدرجًا أيونيًا. [ 17 ] على الرغم من أن هذه المضخة تُعتبر عمومًا بروتينًا غشائيًا بلازميًا ، فقد تم تسجيل وجودها في الغلاف النووي، حيث تتحكم في التدرج الأيوني بين السيتوبلازم والنواة، وتساهم في الحفاظ على توازن الكالسيوم داخل الخلية. [ 18 ] كما تُحدد هذه الأيونات تدرج التركيز الموجود بين السيتوبلازم والنواة، مما يُسهم في تنظيم تدفق الأيونات عبر الغلاف النووي. [ 19 ] فهي مهمة في الحفاظ على الأسمولية في النواة، والتي بدورها توفر السلامة الهيكلية للغلاف النووي وكذلك العضيات المعلقة في النواة الكثيفة.

تشابه مع السيتوبلازم

يُشبه النواة إلى حد كبير السيتوبلازم، ويكمن الاختلاف الرئيسي في أن النواة توجد داخل النواة، بينما يقع السيتوبلازم داخل الخلية، خارج النواة. وتتشابه تركيباتهما الأيونية تقريبًا بفضل مضخات الأيونات ونفاذية الغلاف النووي، إلا أن البروتينات في هذين السائلين تختلف اختلافًا كبيرًا. تُسمى البروتينات الموجودة في السيتوبلازم بالبروتينات السيتوبلازمية، والتي تُنتجها الريبوسومات الحرة ، بينما تخضع البروتينات الموجودة في النواة لمعالجة في الشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي قبل وصولها إلى النواة كجزء من مسار الإفراز . وتختلف هذه البروتينات أيضًا في وظائفها، فالبروتينات الموجودة في النواة تُشارك بشكل كبير في العمليات المعتمدة على الحمض النووي، بما في ذلك انقسام الخلية وتنظيم الجينات، بينما تُشارك البروتينات السيتوبلازمية بشكل أساسي في تعديل البروتينات، وتحلل الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA)، والعمليات الأيضية، ونقل الإشارات، وموت الخلية. [ 20 ]

يُعدّ كلٌّ من السيتوبلازم والنواة تركيبين هلاميين للغاية، مُحاطين بأغشيةٍ غشائية، هي الغشاء البلازمي والغلاف النووي على التوالي. ومع ذلك، فبينما يُحاط السيتوبلازم بغشاءٍ ثنائي الطبقة من الدهون ، يتكوّن الغلاف النووي الذي يُقسّم النواة من طبقتين دهنيتين منفصلتين: غشاء خارجي وغشاء داخلي. [ 21 ] يوجد السيتوبلازم في جميع الخلايا المعروفة، بينما توجد النواة فقط في الخلايا حقيقية النواة، إذ تفتقر الخلايا بدائية النواة إلى نواةٍ واضحة المعالم وعضياتٍ مُحاطة بأغشية. إضافةً إلى ذلك، أثناء انقسام الخلية ، ينقسم السيتوبلازم خلال عملية الانقسام الخلوي ، بينما تُطلق النواة مع انحلال الغلاف النووي، ولا تعود للظهور إلا بعد إعادة تكوين الغلاف النووي.

تُنظَّم العضيات والبنى الأخرى داخل السيتوبلازم والنواة بواسطة خيوط بروتينية ضمن حجيراتها الخاصة. يحتوي السيتوبلازم على الهيكل الخلوي، وهو شبكة من الخيوط البروتينية الموجودة في جميع الخلايا، بينما يُعتقد أن النواة تحتوي على المادة النووية، وهي شبكة مماثلة افتراضياً من الخيوط تُنظِّم العضيات والمعلومات الوراثية داخل النواة. في حين أن بنية ووظيفة الهيكل الخلوي موثقة جيداً، فإن الوظيفة الدقيقة، بل وحتى وجود المادة النووية، محل جدل. [ 22 ] على الرغم من أن التركيب الدقيق للمادة النووية لم يُؤكَّد بعد، فقد وُثِّقت خيوط متوسطة من النوع الخامس ، تُعرف باسم الصفائح النووية، في النواة، حيث تعمل على الدعم البنيوي للنواة بالإضافة إلى تنظيم تضاعف الحمض النووي، والنسخ، وتنظيم الكروماتين. [ 23 ] تم توثيق التدفق السيتوبلازمي ، وهو التدفق الدائري للسيتوبلازم الذي يحركه الهيكل الخلوي، بشكل جيد في السيتوبلازم، مما يساعد في النقل داخل الخلايا، ولكن لم يتم توثيق هذه العملية في النواة.

مراجع

  1. ↑ "البلازما النووية" . قاموس كولينز الإنجليزي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 ديسمبر 2022 .
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 "الخلية البشرية في النواة" . أطلس البروتين البشري . مؤرشف من الأصل بتاريخ 15-09-2024 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 08-01-2025 .
  3. ↑ "السائل النخاعي" . قاموس كولينز الإنجليزي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 ديسمبر 2022 .
  4. ^ كوهن، تي؛ إيهلاينن، TO؛ هيفالوما ، J . خبث ، ن. ويلمان، SF. لانجوفسكي، J. فيهينن-رانتا، م؛ تيمونين، J (2011). "انتشار البروتين في سيتوبلازم خلايا الثدييات" . بلوس واحد . 6 (8) e22962. دوى : 10.1371/journal.pone.0022962 . بمك 3158749 . بميد 21886771 .  
  5. ↑ هاريس هـ (1999). ميلاد الخلية . نيو هيفن: مطبعة جامعة ييل. ISBN 978-0-300-07384-3.
  6. ↑ براون ر (1866). "حول أعضاء وطريقة إخصاب الأوركيد والأسكليبيا". أعمال نباتية متنوعة 1 : 511-514 .
  7. ^ "ستراسبرجر، إدوارد أدولف" . يونيفرساليوم . 2010 . تم الاسترجاع في 31 أكتوبر 2022 .
  8. 1 2 كالفردا، بيرنيك؛ بيكرسجيل، هيلين؛ شلوما، فيكتور ف.؛ فورنيرود، مارتن (2010). "البروتينات النووية تحفز مباشرةً التعبير عن جينات النمو ودورة الخلية داخل النواة" . الخلية . 140 (3): 306-383 . doi : 10.1016/j.cell.2010.01.011 . PMID 20144760. S2CID 17260209 .  
  9. خان ، عصمت الله؛ كو ، رونغ مي ؛ أويانغ، جون؛ داي، جينغ شينغ (2020-04-03). "دور البروتينات النووية ومستقبلات النقل في تمايز الخلايا" . مجلة فرونتيرز في علم وظائف الأعضاء . 11 : 239. doi : 10.3389/fphys.2020.00239 . PMC 7145948. PMID 32308628 .  
  10. ↑ هيد، جرير (6 أكتوبر 2022). "ما هو النواة؟" . موقع wisegeek . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أكتوبر 2022 .
  11. ↑ "جين" . www.genome.gov . تم الاطلاع عليه في 7 يناير 2025 .
  12. ↑ كاسيم، ميري لين (2016). دراسات حالة في بيولوجيا الخلية . إلسيفير. ص 73-103 . ISBN  978-0-12-801394-6.
  13. ↑ شتاين؛ ثرال، سي إل (1973). "دليل على وجود بروتينات كروموسومية غير هيستونية في النواة الخلوية لخلايا هيلا إس 3" . رسائل الاتحاد الأوروبي لجمعيات الكيمياء الحيوية . 32 ( 1): 41-45 . doi : 10.1016/0014-5793(73)80732-X . PMID 4715686. S2CID 20285491 .  
  14. ↑ هوتكوبير؛ كانتو، سي.؛ واندرز، آر. جيه.؛ أويركس، جيه. (2010). "الحياة السرية لـ NAD+: مستقلب قديم يتحكم في مسارات إشارات أيضية جديدة" . مراجعات الغدد الصماء . 31 (2): 194-223 . doi : 10.1210/er.2009-0026 . PMC 2852209. PMID 20007326 .  
  15. ↑ إسرائيلسن؛ فاندر هايدن، إم جي (2015). " كيناز البيروفات: الوظيفة، والتنظيم، والدور في السرطان" . ندوات في بيولوجيا الخلية والتطور . 43 : 43-51 . doi : 10.1016/j.semcdb.2015.08.004 . PMC 4662905. PMID 26277545 .  
  16. ↑ فالكون؛ تشين، إس.؛ وود، إم إس؛ أريس، جيه بي (2010). "إنزيم أسيتيل-كوإنزيم أ سينثيتاز 2 هو بروتين نووي ضروري لطول عمر التكاثر في خميرة ساكاروميسيس سيريفيسيا" . الكيمياء الحيوية الجزيئية والخلوية . 333 ( 1-2 ): 99-108 . doi : 10.1007/s11010-009-0209-z . PMC 3618671. PMID 19618123 .  
  17. ↑ جودسيل، ديفيد (أكتوبر 2009). "جزيء الشهر: مضخة الصوديوم والبوتاسيوم" . PDB-101 . doi : 10.2210/rcsb_pdb/mom_2009_10 . تاريخ الاسترجاع: 30 أكتوبر 2022 .
  18. ^ جالفا، شاريثا؛ أرتيجاس، بابلو؛ جاتو ، كريج (ديسمبر 2012). "يلعب Na+/K+-ATPase النووي دورًا نشطًا في التوازن النووي Ca2+" . مجلة علوم الخلية . 125 (24): 6137–6147 . دوى : 10.1242/jcs.114959 . بمك 3585523 . بميد 23077175 .  
  19. ↑ وو، يوفي؛ بيغورارو، أدريان؛ ويتز، ديفيد؛ جانمي، بول؛ صن، شون (فبراير 2022). " يُفسَّر الارتباط بين حجم الخلية وحجم النواة بنموذج نمو الخلايا حقيقية النواة" . مجلة PLOS لعلم الأحياء الحاسوبي . 18 (2) e1009400. doi : 10.1371/journal.pcbi.1009400 . PMC 8893647. PMID 35180215 .  
  20. ↑ "الخلية البشرية في السيتوبلازم" . أطلس البروتين البشري .
  21. ↑ "الغشاء النووي" . المعهد الوطني لأبحاث الجينوم البشري .
  22. ↑ بيدرسون، ثورو (مارس 2000). "نصف قرن من فيلم "المصفوفة النووية""" . علم الأحياء الجزيئي للخلية . 11 (3): 799– 805. doi : 10.1091/mbc.11.3.799 . PMC 14811 . PMID 10712500 .  
  23. ↑ ديشات، توماس؛ آدم، ستيفن أ.؛ تايمين، بيكا؛ شيمي، تاكيشي؛ غولدمان، روبرت د. (نوفمبر 2010). " الصفائح النووية" . وجهات نظر كولد سبرينغ هاربور في علم الأحياء . 2 (11) a000547. doi : 10.1101/cshperspect.a000547 . PMC 2964183. PMID 20826548 .