علم الأحياء الخلوي أو بيولوجيا الخلية (Cell biology أو Cellular biology وأحياناً Cytology) هو علم يقوم بدراسة الخلايا الحية؛ خواصها وبنيتها ومكوناتها، والعضيات الموجودة فيها وتفاعلاتها مع البيئة المحيطة إضافة لدورة حياتها وانقسامها ثم موتها. تتم هذه الدراسة على نطاق مجهري أو جزيئي. فالبيولوجيا الخلوية تبحث في مجالات تمتد من تنوعات الأحياء وحيدة الخلية إلى الأحياء متعددة الخلايا بخلاياها المتمايزة جداً مثل الإنسان. وهو علم يدرس كيفية عمل الخلايا الحية ويشمل معرفة تركيب عضيات الخلية ووظيفتها والجزيئات الكربونية التي تنتج الخلايا. الجزيئات الأكثر أهمية هي الحمض النووي والحمض النووي الريبي والبروتينات.[1]
| علم الأحياء الخلوي | |
|---|---|
| الخلية الحيوانية | |
 مكونات الخلية الحيوانية النموذجية:
| |
من أهم التراكيب في الخلية النواة والكروموسومات وهناك تراكيب عديدة أخرى. تركيب الخلايا حقيقية النواة أكثر تعقيدًا من تركيب الخلايا بدائية النوى بسبب حدوث تعايش جواني: بعض العضيات أو جميعها حقيقية النواة هي بدائيات النوى سابقًا مثل: الميتوكوندريا والبلاستيدات.[2][3] وتُعد معرفة تركيب الخلايا وكيفية عملها أساسي لجميع العلوم الحيوية. فتقدير مدى التشابه والاختلاف بين الأنماط الخلوية يعدّ أمرًا مهمًا وأساسيًا لجميع العلوم الحيوية الجزيئية والخلوية. لأن هذه التشابهات تشكل إطارًا عامًا موحدًا يسمح بتعميم المباديء ونتائج الأبحاث في علوم مترابطة مثل علم الوراثة، الكيمياء الحيوية، علم الأحياء الجزيئي وأخيرًا علم الأحياء التنموي.
عمليات خلوية
- الانقسام الخلوي: كيفية تولد الخلايا الجديدة.
- تأشير الخلايا: تنظيم سلوك الخلية عن طريق إشارات خارجية.
- النقل الفعال والنقل المنفعل: انتقالات الجزيئات من الخلايا وإلى الخلايا.
- التصاق الخلايا: جمع الخلايا مع بعضها البعض.
- النسخ الوراثي والتوصيل (إزالة الانترونات): التعبير الجيني.
- حركة الخلية: كيموتاكسيس، التقلص العضلي، الأهداب والأسواط.
- إصلاح الدنا وموت الخلية
- الاستقلاب: التحلل الغليكوزي التنفس الخلوي، التركيب الضوئي: اصطناع ضوئي أو تمثيل ضوئي.
تقنيات
- مجهرية وImmunostaining
- إسقاط الموروثة والتعداء
- زرع الخلايا Cell culture والقائفة المشعة Radioactive tracers
- تفاعل البوليميراز المتسلسل وتهجين في الموقع In situ hybridization
- مصفوفة دنا دقيقة مرشحات للتعبير الجيني
تنقية الخلايا وأجزائها
يتم التوصل إلى تنقية الخلايا وأجزائها باستخدام الطرق التالية :
- التعداد الخلوي
- تجزيء خلوي Cell fractionation
- تحرير العضيات الخلوية عن طريق تمزق الخلايا
- فصل العضيات المختلفة ضمن الخليفة بوساطة تثفيل centrifugation.
- استخلاص البروتينات من الأغشية الخلوية عن طريق المنظفات وأاملاح أو غيرها من الكيماويات.
- الترسيب المناعي
بعض البنى الداخل-خلوية
- عضية - مصطلح يستخدم للهياكل الخلوية الرئيسية
- صانعات خضراء Chloroplast - العضية الأساسية في التمثيل الضوئي
- أهداب Cilia - بنى صغيرة متحركة من الأنيبيبات الدقيقة
- سيتوبلازم - السائل الرئيسي الذي يشغل الفراغ في الخلايا
- هيكل خلوي Cytoskeleton - خيوط بروتينية داخل الخلايا
- ريبوسوم = جسيم ريبي Ribosome - تجمع من البروتنيات والرنا يشكل وحدة أساسية لاصطناع البروتين.
- شبكة بلاسمية داخلية Endoplasmic reticulum - الموقع الأساسي لاكمال اصطناع البروتين
- سوط Flagella - بنى متحركة توجد في الجراثيم والبكتيريا القديمة وبعض الخلايا حقيقية النوى
- جهاز غولجي Golgi apparatus - موقع لربط البروتينات بالسكريات
- غشاء: حاجز مؤلف من دسم وبروتين
- ليبيد ثنائي الطبقة Lipid bilayer - البنية الأساسية للأغشية الخلوية
- حويصل أو فجوة خلوية vesicle - فراغات محاطة بغشاء ضمن السيتوبلازم الخلوي
- ميتوكوندريا = متقدرة Mitochondrion - العضية الأساسية المنتجة للطاقة والقدرة
- نواة - تحوي المادة الوراثية الأساسية (الدنا) في الخلايا حقيقية النوى
انظر أيضاً
علماء أحياء خلويين مميزين
- أنتون فان ليووينهوك
- غونتر بلوبل
- مارك كيرشنر
- بيتر أغري
- كيث ر. بورتر
- إيرا ميلمان Ira Mellman
- بول نرس
- روبرت هورفيتز
- كريستيان دو دوف
- إدموند ويلسون
- بيتر ميتشل
- مايكل سوان Michael Swann
- جورج بالاد
- جيفري إم. كوبر Geoffrey M. Cooper
مراجع
- Gall JG & McIntosh JR eds 2001. Landmark papers in cell biology. Bethesda, MD and Cold Spring Harbor, NY: The American Society for Cell Biology and Cold Spring Harbor Laboratory Press.
- Alberts B, Johnson A. Lewis J. Raff M. Roberts K. Walter P. 2008. Molecular biology of the cell, 5th ed. Garland.
- Lodish H. Berk A. Matsudaira P. Kaiser CA. Krieger M. Scott MP. Zipurksy SL. Darnell J. 2004. Molecular cell biology, 5th ed. WH Freeman: NY.