الطرق التي تتبعها الخلايا لتفادي التحلل

2013 آلات الحياة

د.ديفيد س. جودسل

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الطرق التي تتبعها الخلايا لتفادي التحلل البيولوجيا وعلوم الحياة

التحلل والموت هما نتيجة حتمية للعالم الذي نعيش فيه. حيث تشنّ قوى الإنتروبيا العشوائي (Entropy) معركةً بطيئة ًولكنها عنيدة تؤدي إلى تآكل كل شيء.

إن الاكتشاف الرئيسـي الذي توصلت إليه الخلايا الحيّة في العصور المبكرة، والذي يسمح لها باستمرار الحياة في عالم العشوائية الخاص بنا، هو قدرتها على المحافظة على نظامها الخلوي عندما يتحداها التحلل الحتمي وذلك بوضعه في حالة اتزان.

ويمكننا أن نتخيل طريقتين لمواجهة هذا التحدي الكبير وهما: الخلود أو الفناء المخطط له. ولكى يكون الكائن الحي خالداً فلابد أن يكون مقاوماً بشكل تام للتحديات البيئية، أو أن يكون لديه آليات قوية لإزالة أي تلف يحدث به.

 

وبكل وضوح فإن هذا كان يعني طلب الكثير جداً من الخلايا الحية في العصور المبكرة لكي تقوم به، وهي خلايا تم بناؤها من مواد عضوية هشة.

وبدلاً من ذلك فإن هذه الخلايا قامت بتطوير طريقة للفناء المخطط له (شكل 1.7)

 

شكل 1.7 الموت المبرمج للخلية: جميع خلايانا مبرمجة بطريقة تجعلها تموت بمجرد صدور أمر بذلك في حالة الضرورة.

وعند دخول الخلية في عملية الموت المبرمج، فإنها تقوم بتفكيك آلاتها الجزيئية بطريقة آمنة ومنظمة. وكما هو موضح في أعلى الشكل فإن خلية مناعية تائية قاتلة (Cytotoxic T-Cell) قد قامت بإعطاء إشارة للخلية بأسفل الشكل لكي تموت.

ويحتوي سطح الخلية السفلية على ما يُعرف «بمستقبلات الموت» (A) والتي تعمل على التعرف على البروتينات الموجودة على سطح الخلية التائية، وهذا يؤدي إلى بدء العملية المؤدية إلى موت الخلية.

 

وكجزء من هذه العملية، فإن بروتين (B) BID يقوم بتكوين ثقب في سطح الميتوكوندريا (مبينة بأسفل الشكل)، مما يؤدي إلى إطلاق السيتوكروم C (C) في السيتوبلازم.

وهذا يمثل إشارة لتكوين «جسيم الموت المبرمج» (Apoptosome) (D) ، والذي يعمل على تنشيط بروتينات الكاسبيسس (Caspases) (E) البادئة للعملية. 

 

وتعمل هذه البروتينات بدورها على تنشيط المزيد من نفس البروتينات (F)، مما يؤدي إلى القيام بحملة منظمة لمهاجمة البروتينات المحورية في الخلية.

فعلى سبيل المثال، تقوم الكاسباسات بعمل قطع في بروتين الجلسولن (Gelsolin) (G)، مما يؤدي إلى تحوله إلى صورة نشطة تعمل على تفكيك شعيرات الأكتين (Actin) (قوة التكبير: مليون مرة).

 

فالجزيئات والخلايا، والكائنات الحية تُولد جميعها وهي متقنة الصنع وجديدة، ويمكن لها أن تعيش لمدة دقيقة، أو سنة، أو قرن، ولكنها تموت بعد ذلك…. ولكن هذا لا يحدث إلا بعد تكاثرها لكي تكون جزيئاً جديداً، أو خليةً جديدةً، أو كائناً جديداً.

وفي خلال هذه الدورة من الميلاد والحياة والموت فإن هناك عنصراً خالداً يظل حياً على مر القرون وهو: المعلومات الوراثية والتي يتم نقلها من جيل لآخر.

ولكن حتى هذه المعلومات تكون قابلة للتغيير، نظراً لما يحدث بها من طفرات وتغيرات تدريجية، مؤديةً إلى التنوع الحياتي الذي نستمتع به حالياً.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]