الهيكل الداخلي لبدائيات النوى. الخصائص المقارنة لبنية الخلية في بدائيات النوى وحقيقيات النوى

الخلايا بدائية النواة- هذه هي الكائنات الأكثر بدائية وبسيطة للغاية والتي تحتفظ بسمات العصور القديمة العميقة. ل بدائية النواةتشمل الكائنات الحية (أو ما قبل النووية) البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة (البكتيريا الزرقاء). بناءً على التشابه في البنية والاختلافات الحادة عن الخلايا الأخرى، يتم تصنيف بدائيات النوى إلى مملكة مستقلة من الخلايا المسحوقة.

دعونا ننظر إلى الهيكل خلية بدائية النواةباستخدام البكتيريا كمثال. يتم تمثيل الجهاز الوراثي للخلية بدائية النواة بواسطة الحمض النووي لكروموسوم دائري واحد، ويقع في السيتوبلازم ولا يحده غشاء. يُسمى هذا التناظري للنواة بالنواة. لا يشكل الحمض النووي مجمعات تحتوي على البروتينات، وبالتالي فإن جميع الجينات التي تشكل جزءًا من "عمل" الكروموسوم، أي. تتم قراءة المعلومات منهم بشكل مستمر.

خلية بدائية النواةمحاطة بغشاء يفصل السيتوبلازم عن جدار الخلية، ويتكون من مادة معقدة عالية البوليمرية. هناك عدد قليل من العضيات في السيتوبلازم، ولكن يوجد العديد من الريبوسومات الصغيرة (تحتوي الخلايا البكتيرية على ما بين 5000 إلى 50000 ريبوسوم).

هيكل الخلية بدائية النواة

يتم اختراق السيتوبلازم في الخلية بدائية النواة بواسطة الأغشية التي تشكل الشبكة الإندوبلازمية، وتحتوي على الريبوسومات التي تقوم بتخليق البروتين.

يتم تمثيل الجزء الداخلي من جدار الخلية للخلية بدائية النواة بواسطة غشاء بلازمي، التي تشكل نتوءاتها في السيتوبلازم جسيمات متوسطة، والتي تشارك في بناء الأقسام الخلوية، والتكاثر، وهي موقع ارتباط الحمض النووي. يحدث التنفس في البكتيريا في الجسيمات المتوسطة وفي الطحالب الخضراء المزرقة في الأغشية السيتوبلازمية.

تقوم العديد من البكتيريا بإيداع مواد احتياطية داخل الخلية: السكريات والدهون والفوسفات. يمكن للمواد الاحتياطية، عند تضمينها في عملية التمثيل الغذائي، إطالة عمر الخلية في غياب مصادر الطاقة الخارجية.

(جدار خلية واحد، 2-غشاء السيتوبلازم الخارجي، 3-كروموسوم (جزيء DNA الدائري)، 4-ريبوسوم، 5-ميسوسوم، 6-غزو الغشاء السيتوبلازمي الخارجي، 7-فجوات، 8-أسواط، 9-أكوام من الأغشية التي تتم فيها عملية التمثيل الضوئي)

كقاعدة عامة، تتكاثر البكتيريا عن طريق الانقسام إلى قسمين. بعد استطالة الخلية، يتم تشكيل قسم عرضي تدريجيًا، والذي يتم وضعه في الاتجاه من الخارج إلى الداخل، ثم تتفرق الخلايا الابنة أو تظل متصلة في مجموعات مميزة - سلاسل، وحزم، وما إلى ذلك. بكتيريا - القولونيةكل 20 دقيقة يتضاعف عددها.

تتميز البكتيريا بتكوين الجراثيم. يبدأ بانفصال جزء من السيتوبلازم عن الخلية الأم. يحتوي الجزء المنفصل على جينوم واحد ومحاط بغشاء السيتوبلازم. ثم ينمو جدار الخلية، والذي غالبًا ما يكون متعدد الطبقات، حول الجراثيم. في البكتيريا، تتم العملية الجنسية على شكل تبادل المعلومات الوراثية بين خليتين. تزيد العملية الجنسية من التباين الوراثي للكائنات الحية الدقيقة.

تتحد معظم الكائنات الحية في مملكة حقيقيات النوى الفائقة، والتي تشمل مملكة النباتات والفطريات والحيوانات. الخلايا حقيقية النواة أكبر خلايا بدائية النواة، تتكون من جهاز سطحي ونواة وسيتوبلازم.

خلية حقيقية النواة

حقيقية النواة(حقيقية النواة)تحتوي الخلايا على نواةتنسيق النشاط الحيوي للخلية التي يوجد فيها الجهاز الوراثي للجسم، ومتعددة عضوي، أداء وظائف مختلفة. معظم حقيقيات النوى هي كائنات هوائية، أي أنها تستخدم الأكسجين الجوي لاستقلاب الطاقة.

الأكثر وضوحا الفرق بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى هو أن الأخيرة لها نواة، وهو ما ينعكس في أسماء هذه المجموعات: تُترجم كلمة "karyo" من اليونانية القديمة على أنها جوهرية، و"pro" - من قبل، و"eu" - جيد. ومن ثم، فإن بدائيات النوى هي كائنات حية ما قبل النواة، أما حقيقيات النوى فهي كائنات نووية.

ومع ذلك، هذا ليس هو الفرق الوحيد وربما ليس الرئيسي بين الكائنات بدائية النواة وحقيقيات النوى. لا تحتوي الخلايا بدائية النواة على عضيات غشائية على الإطلاق.(مع استثناءات نادرة) - الميتوكوندريا، البلاستيدات الخضراء، مجمع جولجي، الشبكة الإندوبلازمية، الليزوزومات. يتم تنفيذ وظائفها عن طريق نمو (غزوات) غشاء الخلية، والتي توجد عليها أصباغ وإنزيمات مختلفة تضمن العمليات الحيوية.

لا تحتوي بدائيات النوى على الكروموسومات المميزة لحقيقيات النوى. مادتهم الوراثية الرئيسية هي نوويوعادة ما تكون على شكل حلقة. في الخلايا حقيقية النواة، تكون الكروموسومات عبارة عن مجمعات من الحمض النووي وبروتينات الهيستون (لعبة دور مهمفي عبوات الحمض النووي). وتسمى هذه المجمعات الكيميائية الكروماتينية. لا تحتوي نواة بدائيات النوى على هيستونات، وجزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) المرتبطة بها تعطيها شكلها.

تم العثور على الكروموسومات حقيقية النواة في النواة. في بدائيات النوى، يقع النواة في السيتوبلازم وعادة ما يرتبط في مكان واحد بغشاء الخلية.

بالإضافة إلى النواة، تحتوي الخلايا بدائية النواة على كميات مختلفة البلازميدات- النيوكلويدات أصغر بكثير في الحجم من النواة الرئيسية.

عدد الجينات في نواة بدائيات النوى أقل من عدد الكروموسومات. تمتلك حقيقيات النوى العديد من الجينات التي تؤدي وظيفة تنظيمية فيما يتعلق بالجينات الأخرى. وهذا يسمح للخلايا حقيقية النواة للكائن متعدد الخلايا التي تحتوي على نفس المعلومات الوراثية بالتخصص؛ من خلال تغيير عملية التمثيل الغذائي لديك، يمكنك الاستجابة بمرونة أكبر للتغيرات الخارجية والداخلية البيئة الداخلية. هيكل الجينات مختلف أيضًا. في بدائيات النوى، يتم ترتيب الجينات في الحمض النووي في مجموعات تسمى الأوبونات. يتم نسخ كل أوبرا كوحدة واحدة.

هناك أيضًا اختلافات بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى في عمليات النسخ والترجمة. الشيء الأكثر أهمية هو أنه في الخلايا بدائية النواة يمكن أن تحدث هذه العمليات في وقت واحد على جزيء واحد من الحمض النووي الريبي (الرسول): بينما لا يزال يتم تصنيعه على الحمض النووي، فإن الريبوسومات "تجلس" بالفعل في نهايتها النهائية وتقوم بتصنيع البروتين. في الخلايا حقيقية النواة، يخضع mRNA لما يسمى بالنضج بعد النسخ. وفقط بعد ذلك يمكن تصنيع البروتين عليه.

الريبوسومات في بدائيات النوى أصغر (معامل الترسيب 70S) من تلك الموجودة في حقيقيات النوى (80S). يختلف عدد البروتينات وجزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) في وحدات الريبوسوم الفرعية. وتجدر الإشارة إلى أن الريبوسومات (وكذلك المادة الوراثية) للميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء تشبه بدائيات النوى، مما قد يشير إلى أصلها من كائنات بدائية النواة قديمة انتهت داخل الخلية المضيفة.

تتميز بدائيات النوى عادةً ببنية أكثر تعقيدًا لأصدافها. بالإضافة إلى الغشاء السيتوبلازمي وجدار الخلية، تحتوي أيضًا على كبسولة وهياكل أخرى، اعتمادًا على نوع الكائن بدائيات النواة. يؤدي جدار الخلية وظيفة داعمة ويمنع الاختراق مواد مؤذية. يحتوي جدار الخلية البكتيرية على مورين (جليكوببتيد). من بين حقيقيات النوى، تحتوي النباتات على جدار خلوي (مكونه الرئيسي هو السليلوز)، والفطريات تحتوي على الكيتين.

تنقسم الخلايا بدائية النواة عن طريق الانشطار الثنائي. يملكون لا العمليات المعقدةانقسام الخلايا (الانقسام والانقسام الاختزالي)، من سمات حقيقيات النوى. على الرغم من أن النواة تتضاعف قبل الانقسام، تمامًا مثل الكروماتين في الكروموسومات. في دورة الحياةفي حقيقيات النوى، هناك تناوب بين المراحل الثنائية والفردية. في هذه الحالة، عادة ما تسود المرحلة ثنائية الصيغة الصبغية. وخلافا لهم، بدائيات النوى لا تملك هذا.

تختلف الخلايا حقيقية النواة في الحجم، لكنها على أي حال أكبر بكثير من الخلايا بدائية النواة (عشرات المرات).

العناصر الغذائيةتدخل الخلايا بدائية النواة فقط من خلال التناضح. بالإضافة إلى ذلك، في الخلايا حقيقية النواة، يمكن أيضًا ملاحظة البلعمة والاحتساء ("التقاط" الطعام والسوائل باستخدام الغشاء السيتوبلازمي).

بشكل عام، يكمن الفرق بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى في البنية الأكثر تعقيدًا للأخيرة. يُعتقد أن الخلايا بدائية النواة نشأت من خلال التولد التلقائي (التطور الكيميائي طويل الأمد في ظل ظروف الأرض المبكرة). ظهرت حقيقيات النوى لاحقًا من بدائيات النوى، من خلال توحيدها (الفرضيات التكافلية وأيضًا الخيمرية) أو تطور الممثلين الفرديين (فرضية الغزو). إن تعقيد الخلايا حقيقية النواة سمح لها بتنظيم كائن متعدد الخلايا، وفي عملية التطور، توفير كل التنوع الأساسي للحياة على الأرض.

جدول الاختلافات بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى

الخلية بدائية النواة أبسط بكثير من الخلايا الحيوانية والنباتية. ومن الخارج، فهو مغطى بجدار خلوي يؤدي وظائف الحماية والتكوين والنقل. يتم توفير صلابة جدار الخلية بواسطة مورين. في بعض الأحيان يتم تغطية الخلية البكتيرية من الأعلى بكبسولة أو طبقة مخاطية.

بروتوبلازم البكتيريا، مثل تلك الموجودة في حقيقيات النوى، محاطة غشاء بلازمي. تحتوي الغزوات الكيسية أو الأنبوبية أو الصفائحية للغشاء على جسيمات متوسطة تشارك في عملية التنفس، وبكتريوكلوروفيل وأصباغ أخرى. لا تشكل المادة الوراثية بدائيات النوى نواة، ولكنها تقع مباشرة في السيتوبلازم. الحمض النووي البكتيري هو جزيء دائري واحد، يتكون كل منها من آلاف وملايين أزواج النيوكليوتيدات. إن جينوم الخلية البكتيرية أبسط بكثير من جينوم خلايا الكائنات الأكثر تطورًا: في المتوسط، يحتوي الحمض النووي البكتيري على عدة آلاف من الجينات.

غائبة في الخلايا بدائية النواة الشبكة الأندوبلازمية، أ الريبوسوماتتطفو بحرية في السيتوبلازم. بدائيات النوى لا تملك الميتوكوندريا; يتم تنفيذ وظائفها جزئيا عن طريق غشاء الخلية.

بدائيات النوى

البكتيريا هي أصغر الكائنات الحية ذات البنية الخلوية. تتراوح أحجامها من 0.1 إلى 10 ميكرون. يمكن لنقطة الطباعة النموذجية أن تستوعب مئات الآلاف من البكتيريا متوسطة الحجم. لا يمكن رؤية البكتيريا إلا من خلال المجهر، ولهذا تسمى الكائنات الدقيقة أو الميكروبات. تتم دراسة الكائنات الحية الدقيقة علم الاحياء المجهري . فرع علم الأحياء الدقيقة الذي يدرس البكتيريا يسمى علم الجراثيم . بدأ هذا العلم أنتوني فان ليفينهوكفي القرن السابع عشر.

بسبب إمكانية تبادل الجينات بين الممثلين أنواع مختلفةوحتى الأجناس، فمن الصعب جدًا تنظيم بدائيات النوى. لم يتم بعد إنشاء تصنيف مُرضٍ لبدائيات النوى؛ جميع الأنظمة الموجودة مصطنعة وتصنف البكتيريا وفقًا لمجموعة معينة من الخصائص، دون مراعاة العلاقة التطورية بينها. سابقا، البكتيريا جنبا إلى جنب مع الفطرو الطحالبالمدرجة في المملكة الفرعية للنباتات السفلى. حاليًا، تُصنف البكتيريا على أنها مملكة خارقة منفصلة من بدائيات النوى. نظام التصنيف الأكثر شيوعا هو نظام بيرجي، والذي يعتمد على بنية جدار الخلية.

في نهاية القرن العشرين، اكتشف العلماء أن خلايا مجموعة من البكتيريا لم تتم دراستها إلا قليلاً - العتائق - يحتوي الرنا الريباسي، تختلف في البنية عن كل من r-RNA في بدائيات النوى و r-RNA في حقيقيات النوى. هيكل الجهاز الوراثي للبكتيريا الأثرية (الوجود الإنتروناتوالتسلسلات المتكررة يعالج، استمارة الريبوسومات) يجعلهم أقرب إلى حقيقيات النوى؛ من ناحية أخرى، تحتوي البكتيريا العتيقة أيضًا على سمات نموذجية لبدائيات النوى (غياب النواة في الخلية، ووجود الأسواط، والبلازميدات، والفجوات الغازية، وحجم الرنا الريباسي، وتثبيت النيتروجين). وأخيرًا، تختلف البكتيريا العتيقة عن جميع الكائنات الحية الأخرى في بنية جدارها الخلوي، ونوع عملية التمثيل الضوئي، وبعض الخصائص الأخرى. البكتيريا الأثرية قادرة على العيش في الظروف القاسية (على سبيل المثال، في الينابيع الساخنة عند درجات حرارة أعلى من 100 درجة مئوية، في أعماق المحيط عند ضغط 260 ضغط جوي، في المحاليل الملحية المشبعة (30٪ كلوريد الصوديوم)). تنتج بعض البكتيريا العتيقة غاز الميثان، والبعض الآخر يستخدم مركبات الكبريت لإنتاج الطاقة.

على ما يبدو، فإن البكتيريا الأثرية هي مجموعة قديمة جدًا من الكائنات الحية؛ تشير الاحتمالات "المتطرفة" إلى الظروف المميزة لسطح الأرض العصر الأركي. من المعتقد أن البكتيريا الأثرية هي الأقرب إلى "الخلايا المؤيدة" الافتراضية التي أدت فيما بعد إلى ظهور كل تنوع الحياة على الأرض.

لقد أصبح من الواضح مؤخرًا أن هناك ثلاثة أنواع رئيسية الرنا الريباسي، تم تقديمه على التوالي، الأول - في الخلايا حقيقية النواة، والثاني - في خلايا البكتيريا الحقيقية، وكذلك في الميتوكوندرياو البلاستيدات الخضراءحقيقيات النوى، والثالث - في البكتيريا الأثرية. لقد أجبرتنا الأبحاث في علم الوراثة الجزيئية على إلقاء نظرة جديدة على نظرية أصل حقيقيات النوى. يُعتقد الآن أن ثلاثة فروع مختلفة من بدائيات النوى تطورت في وقت واحد على الأرض القديمة - البكتيريا العتيقة، والبكتيريا الحقيقية، والبكتيريا. كائنات حية النواة تتميز بهياكل مختلفة وطرق مختلفة للحصول على الطاقة. تم إدراج الكائنات الحية النواة، والتي كانت في الأساس المكون السيتوبلازمي النووي لحقيقيات النوى، في وقت لاحق على أنها المتعايشينممثلو مجموعات مختلفة من البكتيريا الحقيقية، والتي تحولت إلى الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء للخلايا حقيقية النواة في المستقبل.

وبالتالي، فمن الواضح أن رتبة الفئة المخصصة سابقًا للبكتيريا الأثرية غير كافية. حاليًا، يميل العديد من الباحثين إلى تقسيم بدائيات النوى إلى مملكتين: البكتيريا الأثرية و البكتيريا الحقيقية (بكتيريا حقيقية ) أو حتى فصل البكتيريا الأثرية إلى مملكة عتيقة منفصلة.

ويرد تصنيف البكتيريا الحقيقية في مخطط.

في خلية بكتيريةلا توجد نواة، الكروموسومات موجودة بحرية في السيتوبلازم. بالإضافة إلى ذلك، تفتقر الخلية البكتيرية إلى العضيات الغشائية: الميتوكوندريا, ربحية السهم, جهاز جولجيإلخ. الجزء الخارجي من غشاء الخلية مغطى بجدار الخلية.

تتحرك معظم البكتيريا بشكل سلبي باستخدام تيارات الماء أو الهواء. فقط بعضها لديه عضيات متحركة - الأسواط . الأسواط بدائية النواة بسيطة جدًا في البنية وتتكون من بروتين السوط، الذي يشكل أسطوانة مجوفة يبلغ قطرها 10-20 نانومتر. إنهم يثبتون في الوسط، ويدفعون الخلية للأمام. على ما يبدو، هذا هو الهيكل الوحيد المعروف في الطبيعة الذي يستخدم مبدأ العجلة.

تنقسم البكتيريا حسب شكلها إلى عدة مجموعات:

كوتشي (لديها شكل دائري)؛

عصيات (لديها شكل على شكل قضيب)؛

سبيريلا (لديها شكل دوامة)؛

الاهتزازات (لديها شكل فاصلة).

بناءً على طريقة التنفس، تنقسم البكتيريا إلى: التمارين الرياضية (معظم البكتيريا) و اللاهوائية (العوامل المسببة للكزاز والتسمم الغذائي والغرغرينا الغازية). يحتاج الأول إلى الأكسجين للتنفس، أما بالنسبة للأخير، فإن الأكسجين عديم الفائدة أو حتى سام.

سلوك البكتيريا ليس معقدا بشكل خاص. تسجل المستقبلات الكيميائية التغيرات في حموضة البيئة وتركيز المواد المختلفة: السكريات والأحماض الأمينية والأكسجين. تستجيب العديد من البكتيريا للتغيرات في درجة الحرارة أو الضوء، ويمكن لبعض البكتيريا استشعار المجال المغناطيسي للأرض.

في ظل الظروف المعاكسة، تصبح البكتيريا مغطاة بقشرة كثيفة، ويجفف السيتوبلازم، ويتوقف النشاط الحيوي تقريبًا. في هذه الحالة، يمكن أن تبقى الجراثيم البكتيرية في فراغ عميق لساعات وتتحمل درجات حرارة تتراوح من -240 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.

1. تتميز الخلية بدائية النواة بوجودها
أ) الريبوسومات
ب) الميتوكوندريا
ب) شكلت الأساسية
د) الغشاء البلازمي
د) الشبكة الإندوبلازمية
هـ) DNA دائري واحد

إجابة

2. الخلايا بدائية النواة تختلف عن الخلايا حقيقية النواة
أ) وجود الريبوسومات
ب) غياب الميتوكوندريا
ب) عدم وجود نواة مشكلة
د) وجود غشاء بلازمي
د) عدم وجود عضيات الحركة
ه) وجود كروموسوم حلقة واحدة

إجابة

3. إنشاء تطابق بين بنية الخلايا ونوعها: 1-بدائية النواة، 2-حقيقية النواة
أ) لا تحتوي على نواة مشكلة
ب) لها غشاء نووي
ب) ثنائي الصبغية أو أحادي الصيغة الصبغية
د) فرداني دائما
د) لا تحتوي على الميتوكوندريا أو مجمع جولجي
ه) تحتوي على الميتوكوندريا ومركب جولجي

إجابة

أ1 ب2 ج2 د1 د1 ه2

4. لماذا تصنف البكتيريا على أنها بدائيات النوى؟
أ) تحتوي على نواة في الخلية منفصلة عن السيتوبلازم
ب) تتكون من العديد من الخلايا المتمايزة
ب) لديها كروموسوم حلقة واحدة
د) لا تحتوي على مركز خلوي ومعقد جولجي وميتوكوندريا
د) لا تحتوي على نواة معزولة عن السيتوبلازم
هـ) تحتوي على السيتوبلازم والغشاء البلازمي

إجابة

5. تنتمي الخلية البكتيرية إلى مجموعة الخلايا بدائية النواة لأنها
أ) لا يحتوي على نواة مغطاة بالصدفة
ب) لديه السيتوبلازم
ب) يحتوي على جزيء DNA واحد مغمور في السيتوبلازم
د) غشاء بلازمي خارجي
د) لا يحتوي على الميتوكوندريا
E) يحتوي على ريبوسومات حيث يحدث التخليق الحيوي للبروتين

إجابة

6. خلايا الكائنات حقيقية النواة، على عكس الكائنات بدائية النواة، لديها
أ) السيتوبلازم
ب) النواة مغطاة بقشرة
ب) جزيئات الحمض النووي
د) الميتوكوندريا
د) قشرة كثيفة
ه) الشبكة الإندوبلازمية

إجابة

7. إيجاد تطابق بين خصائص الخلية ونوعها: 1- بدائية النواة، 2- حقيقية النواة
أ) لا توجد عضيات غشائية
ب) يوجد جدار خلوي مصنوع من مادة المورين
ب) تتمثل المادة الوراثية بالنواة
د) تحتوي على ريبوسومات صغيرة فقط
د) تتمثل المادة الوراثية بالحمض النووي الخطي
ه) يحدث التنفس الخلوي في الميتوكوندريا

إجابة

أ1 ب1 ج1 د1 د2 ه2

8. الخلايا بدائية النواة تختلف عن الخلايا حقيقية النواة
أ) وجود النواة في السيتوبلازم
ب) وجود الريبوسومات في السيتوبلازم
ب) تخليق ATP في الميتوكوندريا
د) وجود الشبكة الإندوبلازمية
د) عدم وجود نواة متميزة شكليا
ه) وجود غزوات الغشاء البلازمي التي تؤدي وظيفة العضيات الغشائية

تنقسم الكائنات الحية حسب بنيتها الخلوية إلى: بدائيات النوىو حقيقيات النواة. خلايا كلاهما محاطة غشاء بلازمي، والتي يوجد خارجها في كثير من الحالات جدار الخلية. يوجد داخل الخلية شبه سائل السيتوبلازم. ومع ذلك، فإن الخلايا بدائية النواة أبسط بكثير من الخلايا حقيقية النواة.

المادة الوراثية الأساسية بدائيات النوى (من اليونانية عن- قبل و كاريون– النواة) تقع في السيتوبلازم على شكل جزيء DNA دائري. هذا الجزيء ( نووي) غير محاط بغلاف نووي مميز لحقيقيات النوى ومرتبط بغشاء البلازما (الشكل 1). وبالتالي، لا تحتوي بدائيات النوى على نواة مشكلة. بالإضافة إلى النواة، هناك جزيء DNA دائري صغير يسمى البلازميد. يمكن للبلازميدات الانتقال من خلية إلى أخرى والاندماج في جزيء الحمض النووي الرئيسي.

تحتوي بعض بدائيات النوى على امتدادات غشائية بلازمية: mesosomes، ثايلاكويدات صفائحية، كروماتوفورز. أنها تحتوي على الإنزيمات المشاركة في عمليات التمثيل الضوئي والتنفس. بالإضافة إلى ذلك، ترتبط الميزوزومات بتخليق الحمض النووي وإفراز البروتين.

الخلايا بدائية النواة صغيرة الحجم، ويبلغ قطرها 0.3-5 ميكرومتر. يوجد على السطح الخارجي للغشاء البلازمي جميع بدائيات النوى (باستثناء الميكوبلازما). جدار الخلية. وهو يتكون من مجمعات من البروتينات والسكريات قليلة التعدد، مرتبة في طبقات، وتحمي الخلية وتحافظ على شكلها. يتم فصله عن غشاء البلازما بمساحة صغيرة بين الغشاء.

توجد فقط العضيات غير الغشائية في سيتوبلازم بدائيات النوى الريبوسومات. يتشابه هيكل الريبوسومات في بدائيات النوى وحقيقيات النوى، ومع ذلك، فإن ريبوسومات بدائيات النوى أصغر حجمًا ولا ترتبط بالغشاء، ولكنها تقع مباشرة في السيتوبلازم.

العديد من بدائيات النوى متحركة ويمكنها السباحة أو الانزلاق باستخدام الأسواط.

تتكاثر بدائيات النوى عادةً بالانقسام إلى قسمين ( الثنائية). يسبق الانقسام مرحلة قصيرة جدًا من تضاعف الكروموسوم، أو تضاعفه. لذا فإن بدائيات النوى هي كائنات أحادية الصيغة الصبغية.

تشمل بدائيات النوى البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة، أو البكتيريا الزرقاء. ظهرت بدائيات النوى على الأرض منذ حوالي 3.5 مليار سنة، وربما كانت أول أشكال الحياة الخلوية، مما أدى إلى ظهور بدائيات النوى وحقيقيات النوى الحديثة.

حقيقيات النواة (من اليونانية مصريات- حقيقي، كاريون- النواة) على عكس بدائيات النوى، لها نواة مشكلة محاطة المغلف النووي- غشاء مزدوج الطبقة. جزيئات الحمض النووي الموجودة في النواة مفتوحة النهاية (جزيئات خطية). بالإضافة إلى النواة، يوجد جزء من المعلومات الوراثية في الحمض النووي للميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء. ظهرت حقيقيات النوى على الأرض منذ حوالي 1.5 مليار سنة.

على عكس بدائيات النوى، والتي تتمثل في كائنات انفرادية وأشكال استعمارية، يمكن أن تكون حقيقيات النوى كائنات أحادية الخلية (على سبيل المثال، الأميبا)، مستعمرة (فولفوكس) وكائنات متعددة الخلايا. وهي مقسمة إلى ثلاث ممالك كبيرة: الحيوانات والنباتات والفطريات.

يبلغ قطر الخلايا حقيقية النواة 5-80 ميكرومتر. مثل الخلايا بدائية النواة، فإن الخلايا حقيقية النواة محاطة بـ غشاء بلازميتتكون من البروتينات والدهون. يعمل هذا الغشاء كحاجز انتقائي، نافذ لبعض المركبات وغير منفذ للمركبات الأخرى. خارج غشاء البلازما قوي جدار الخليةوالتي تتكون في النباتات بشكل رئيسي من ألياف السليلوز، وفي الفطريات - من الكيتين. وتتمثل المهمة الرئيسية لجدار الخلية في ضمان شكل خلية ثابت. نظرًا لأن غشاء البلازما نافذ للماء، وتتلامس الخلايا النباتية والفطرية عادةً مع محاليل ذات قوة أيونية أقل من القوة الأيونية للمحلول داخل الخلية، فسوف يتدفق الماء إلى الخلايا. نتيجة لهذا، سيزداد حجم الخلايا، وسيبدأ غشاء البلازما في التمدد وقد يتمزق. يمنع جدار الخلية توسع الخلايا وتدميرها.

تفتقر الحيوانات إلى جدار الخلية، ولكن الطبقة الخارجية من غشاء البلازما غنية بمكونات الكربوهيدرات. تسمى هذه الطبقة الخارجية للغشاء البلازمي للخلايا الحيوانية مركب السكر. لا تحتاج خلايا الحيوانات متعددة الخلايا إلى جدار خلوي قوي، نظرًا لوجود آليات أخرى توفر تنظيم حجم الخلية. منذ خلايا الحيوانات متعددة الخلايا و الكائنات وحيدة الخليةالذين يعيشون في البحر، في بيئة يكون فيها التركيز الإجمالي للأيونات قريبًا من تركيز الأيونات داخل الخلايا، ولا تنتفخ الخلايا أو تنفجر. تحتوي الحيوانات وحيدة الخلية التي تعيش في المياه العذبة (الأميبا والأهداب النعال) على فجوات انقباضية تزيل باستمرار الماء الذي يدخل الخلية إلى الخارج.

المكونات الهيكلية للخلية حقيقية النواة

داخل الخلية، تحت غشاء البلازما، هناك السيتوبلازم. المادة الرئيسية للسيتوبلازم (الهيالوبلازم) هي محلول مركّز من المركبات غير العضوية والعضوية، والمكونات الرئيسية منها هي البروتينات. هذا النظام الغرويوالتي يمكن أن تتغير من الحالة السائلة إلى الحالة الهلامية والعودة. جزء كبير من البروتينات السيتوبلازمية عبارة عن إنزيمات تقوم بمختلف المهام التفاعلات الكيميائية. تقع في الهيالوبلازم عضوي,أداء الوظائف المختلفة في الخلية. يمكن أن تكون العضيات غشائية (النواة، جهاز جولجي، الشبكة الإندوبلازمية، الجسيمات الحالة، الميتوكوندريا، البلاستيدات الخضراء) وغير غشائية (المركز الخلوي، الريبوسومات، الهيكل الخلوي).

المكون الرئيسي للعضيات الغشائية هو غشاء. يتم بناء الأغشية البيولوجية وفقا ل المبدأ العام، لكن التركيب الكيميائيأغشية العضيات المختلفة مختلفة. جميع أغشية الخلايا عبارة عن أغشية رقيقة (سمكها 7-10 نانومتر)، أساسها طبقة مزدوجة من الدهون (طبقة ثنائية)، مرتبة بحيث تكون الأجزاء المشحونة المحبة للماء من الجزيئات على اتصال بالوسط، والبقايا الكارهة للماء الأحماض الدهنيةيتم توجيه كل طبقة أحادية إلى الغشاء وتكون على اتصال مع بعضها البعض (الشكل 3). يتم بناء جزيئات البروتين (بروتينات الغشاء المتكامل) في الطبقة الدهنية الثنائية بطريقة تجعل الأجزاء الكارهة للماء من جزيء البروتين على اتصال مع بقايا الأحماض الدهنية في جزيئات الدهون، وتتعرض الأجزاء المحبة للماء للبيئة. بالإضافة إلى ذلك، يرتبط جزء من البروتينات القابلة للذوبان (غير الغشائية) بالغشاء بشكل رئيسي بسبب التفاعلات الأيونية (بروتينات الغشاء المحيطي). ترتبط أجزاء الكربوهيدرات أيضًا بالعديد من البروتينات والدهون في الأغشية. هكذا، الأغشية البيولوجية- هذه هي الأفلام الدهنية التي يتم تضمين البروتينات المتكاملة فيها.

إحدى الوظائف الرئيسية للأغشية هي إنشاء حدود بين الخلية والبيئة وبين الأجزاء المختلفة للخلية. الطبقة الدهنية الثنائية قابلة للنفاذ بشكل رئيسي للمركبات والغازات القابلة للذوبان في الدهون؛ ويتم نقل المواد المحبة للماء عبر الأغشية باستخدام آليات خاصة: الوزن الجزيئي المنخفض - من خلال ناقلات مختلفة (القنوات والمضخات، وما إلى ذلك)، والوزن الجزيئي العالي - من خلال العمليات إكسو-و الالتقام(الشكل 4).

أرز. 4. مخطط نقل المادة عبر الغشاء

في الالتقاميتم امتصاص مواد معينة على سطح الغشاء (بسبب التفاعل مع بروتينات الغشاء). عند هذه النقطة، يتم تشكيل غزو الغشاء في السيتوبلازم. يتم بعد ذلك فصل قارورة تحتوي على المركب المنقول عن الغشاء. هكذا، الالتقام– هو نقل المركبات عالية الجزيئية إلى داخل الخلية بيئة خارجية، محاطة بجزء من الغشاء. عملية عكسية، إنه طرد خلوي- وهذا هو نقل المواد من الخلية إلى الخارج. ويحدث عن طريق الاندماج مع الغشاء البلازمي لحويصلة مملوءة بالمواد المنقولة. مركبات ذات وزن جزيئي مرتفع. يندمج غشاء الحويصلة مع الغشاء البلازمي، وتتدفق محتوياته إلى الخارج.

القنوات والمضخات والناقلات الأخرى هي جزيئات من بروتينات الغشاء المتكامل والتي تشكل عادةً مسامًا في الغشاء.

بالإضافة إلى وظائف فصل الفضاء وضمان النفاذية الانتقائية، فإن الأغشية قادرة على استشعار الإشارات. يتم تنفيذ هذه الوظيفة عن طريق بروتينات المستقبل التي تربط جزيئات الإشارة. بروتينات الغشاء الفردية هي إنزيمات تقوم بتفاعلات كيميائية محددة.

جوهر - عضية خلية كبيرة، محاطة بغلاف نووي، وعادة ما يكون لها شكل كروي. توجد نواة واحدة فقط في الخلية، وعلى الرغم من وجود خلايا متعددة النوى (خلايا العضلات الهيكلية، وبعض الفطريات) أو تلك التي لا تحتوي على نواة (كريات الدم الحمراء والصفائح الدموية في الثدييات)، فإن هذه الخلايا تنشأ من خلايا طليعية وحيدة النواة.

وتتمثل المهمة الرئيسية للنواة تخزين ونقل وبيع المعلومات الوراثية. هنا تتكرر جزيئات الحمض النووي، ونتيجة لذلك، عند الانقسام، تتلقى الخلايا الابنة نفس المادة الوراثية. في النواة، باستخدام أقسام فردية من جزيئات الحمض النووي (الجينات) كمصفوفة، يحدث تخليق جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA): المعلومات (mRNA)، النقل (tRNA) والريبوسوم (rRNA)، الضروري لتخليق البروتين. في النواة، يتم تجميع وحدات الريبوسوم الفرعية من جزيئات الرنا الريباسي والبروتينات، والتي يتم تصنيعها في السيتوبلازم ونقلها إلى النواة.

تتكون النواة من الغلاف النووي والكروماتين (الكروموسومات) والنواة والبلازما النووية (البلازما النووية).

أرز. 5. بنية الكروماتين: 1 – الجسيم النووي، 2 – الحمض النووي

تحت المجهر، يمكن رؤية مناطق المادة الكثيفة داخل النواة - الكروماتينية.في الخلايا غير المنقسمة، يملأ بشكل موحد حجم النواة أو يتكثف في أماكن معينة في شكل مناطق أكثر كثافة وملطخة جيدًا بالأصباغ الأساسية. الكروماتين عبارة عن مركب من الحمض النووي والبروتينات (الشكل 5)، ومعظمها موجب الشحنة هيستون.

عدد جزيئات DNA الموجودة في النواة يساوي عدد الكروموسومات. يعد عدد وشكل الكروموسومات من الخصائص الفريدة للأنواع. يحتوي كل كروموسوم على جزيء DNA واحد، يتكون من شريطين مترابطين على شكل حلزون مزدوج يبلغ سمكه 2 نانومتر. يتجاوز طوله قطر الخلية بشكل كبير: يمكن أن يصل إلى عدة سنتيمترات. إن جزيء الحمض النووي مشحون بشحنة سالبة، لذلك لا يمكن طيه (تكثيفه) إلا بعد الارتباط ببروتينات هيستون موجبة الشحنة (الشكل 6).

أولاً، يلتف شريط مزدوج من الحمض النووي حول كتل هيستون فردية، تحتوي كل منها على 8 جزيئات بروتينية، لتشكل بنية "خرز على خيط" يبلغ سمكها حوالي 10 نانومتر. تسمى الخرزات بالنيوكليوسومات. نتيجة لتكوين النيوكليوزومات، يقل طول جزيء الحمض النووي بنحو 7 مرات. بعد ذلك، يُطوى الخيط الذي يحتوي على النيوكليوزومات، ليشكل بنية تشبه الحبل يبلغ سمكها حوالي 30 نانومتر. يتم بعد ذلك ربط هذا الحبل، الذي يتم ثنيه على شكل حلقات، بالبروتينات التي تشكل أساس الكروموسوم. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل هيكل يبلغ سمكه حوالي 300 نانومتر. يؤدي المزيد من التكثيف لهذا الهيكل إلى تكوين كروموسوم.

خلال الفترة بين الانقسامات، يتكشف الكروموسوم جزئيا. ونتيجة لذلك، يتم تحرير الأجزاء الفردية من جزيء الحمض النووي التي ينبغي التعبير عنها في خلية معينة من البروتينات وتمديدها، مما يجعل من الممكن قراءة المعلومات منها من خلال تركيب جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA).

النواة هي نوع من قالب الحمض النووي المسؤول عن تخليق الرنا الريباسي (rRNA) ويتم جمعه في مناطق منفصلة من النواة. النواة هي البنية الأكثر كثافة في النواة، وهي ليست عضية منفصلة، ​​ولكنها تمثل أحد مواقع الكروموسوم. وينتج الرنا الريباسي (rRNA)، الذي يشكل بعد ذلك معقدًا مع البروتينات، مكونًا وحدات فرعية من الريبوسوم التي تدخل السيتوبلازم.

تشكل البروتينات النووية غير الهيستونية شبكة هيكلية داخل النواة. ويمثلها طبقة من الألياف الموجودة تحت الغلاف النووي. وترتبط بها شبكة ليفية داخلية نووية ترتبط بها ألياف ليفية الكروماتين.

يتكون الغلاف النووي من غشاءين: خارجي وداخلي، يفصل بينهما مسافة بين الغشاء. الغشاء الخارجي على اتصال مع السيتوبلازم، ويمكن أن يحتوي على بوليريبوسومات، ويمكن أن يمر هو نفسه إلى أغشية الشبكة الإندوبلازمية. يرتبط الغشاء الداخلي بالكروماتين. وهكذا يضمن الغلاف النووي تثبيت المادة الكروموسومية في الفضاء الثلاثي الأبعاد للنواة.

القشرة الأساسية بها ثقوب مستديرة - المسام النووية(الشكل 7). في منطقة المسام، تنغلق الأغشية الخارجية والداخلية وتشكل ثقوبًا مملوءة بالليفات والحبيبات. يوجد داخل المسام نظام معقد من البروتينات التي توفر الارتباط الانتقائي ونقل الجزيئات الكبيرة. يعتمد عدد المسام النووية على شدة استقلاب الخلية.

الشبكة الأندوبلازمية، أو الشبكة الأندوبلازمية (ER)، عبارة عن شبكة غريبة من القنوات، والفجوات، والأكياس المسطحة، المترابطة والمفصولة عن الهيالوبلازم بواسطة غشاء (الشكل 8).

يميز خشنو سلسإي بي آر . على أغشية ER الخام هناك الريبوسومات(الشكل 9)، الذي يقوم بتركيب البروتينات التي تفرز من الخلية أو تدمج في غشاء البلازما. يترك البروتين المركب حديثًا الريبوسوم ويمر عبر قناة خاصة إلى التجويف الشبكة الأندوبلازمية، حيث يخضع لتعديل ما بعد الترجمة، على سبيل المثال، الارتباط بالكربوهيدرات، والانقسام البروتيني لجزء من سلسلة البولي ببتيد، وتكوين روابط S-S بين بقايا السيستين في السلسلة. يتم بعد ذلك نقل هذه البروتينات إلى مجمع جولجي، حيث تكون إما جزءًا من الليزوزومات أو الحبيبات الإفرازية. وفي كلتا الحالتين، تنتهي هذه البروتينات داخل الحويصلة الغشائية (الحويصلة).

أرز. 9. مخطط تخليق البروتين في ER الخام: 1 – صغير و
2 – وحدة فرعية كبيرة من الريبوسوم. 3 - جزيء الرنا الريباسي؛
4 - EPR الخام. 5- البروتين المركب حديثا

تفتقر الشبكة ER الملساء إلى الريبوسومات. وظيفتها الرئيسية هي تخليق الدهون واستقلاب الكربوهيدرات. تم تطويره بشكل جيد، على سبيل المثال، في خلايا قشرة الغدة الكظرية، التي تحتوي على إنزيمات تضمن تخليق الهرمونات الستيرويدية. توجد في الشبكة الإندوبلازمية الملساء في خلايا الكبد إنزيمات تقوم بأكسدة (إزالة السموم) من المركبات الكارهة للماء الغريبة عن الجسم، مثل الأدوية.

أرز. 10. جهاز جولجي: 1 – الحويصلات. 2- الدبابات

مجمع جولجي (الشكل 10) يتكون من 5-10 تجاويف مسطحة محاطة بغشاء متوازي. الأجزاء النهائية من هذه الهياكل على شكل قرص لها امتدادات. قد يكون هناك العديد من هذه التشكيلات في الخلية. يوجد في منطقة مجمع جولجي عدد كبير منالحويصلات الغشائية. يتم فصل بعضها عن الأجزاء الطرفية للهيكل الرئيسي على شكل حبيبات إفرازية وليزوزومات. تنتقل بعض الحويصلات الصغيرة (الحويصلات) التي تحمل البروتينات المصنعة في الشبكة الإندوبلازمية الخام إلى مجمع جولجي وتندمج معه. وبالتالي، فإن مجمع جولجي يشارك في تراكم وتعديل المنتجات المصنعة في الشبكة الإندوبلازمية الخام وفرزها.

أرز. 11. تكوين ووظائف الليزوزومات: 1 – الجسيم البلعمي. 2 – الحويصلة بينوسيتوتيك. 3 – الليزوزوم الأولي. 4 – جهاز جولجي. 5- ليسوسوم ثانوي

الجسيمات المحللة - هذه فجوات (الشكل 11)، محدودة بغشاء واحد، والتي تتبرعم من مجمع جولجي. هناك ما يكفي من الليزوزومات في الداخل البيئة الحمضية(الرقم الهيدروجيني 4.9-5.2). هناك إنزيمات هيدرولية تقوم بتكسير البوليمرات المختلفة عند درجة الحموضة الحمضية (البروتياز، النيوكلياز، الجلوكوزيداز، الفوسفاتاز، الليباز). تندمج هذه الليزوزومات الأولية مع فجوات داخلية تحتوي على مكونات ليتم تحللها. يتم تقسيم المواد التي تدخل الليزوزوم الثانوي إلى مونومرات ويتم نقلها عبر غشاء الليزوزوم إلى الهيالوبلازم. وهكذا، تشارك الليزوزومات في عمليات الهضم داخل الخلايا.

الميتوكوندريا محاط بغشاءين: الخارجي، الذي يفصل الميتوكوندريا عن الهيالوبلازم، والداخلي، الذي يحدد محتوياته الداخلية. يوجد بينهما مساحة بين الأغشية بعرض 10-20 نانومتر. يشكل الغشاء الداخلي نتوءات عديدة ( cristas). يحتوي هذا الغشاء على إنزيمات تضمن أكسدة الأحماض الأمينية والسكريات والجلسرين والأحماض الدهنية المتكونة خارج الميتوكوندريا (دورة كريبس) وتقوم بنقل الإلكترون في السلسلة التنفسية (رسم بياني). بسبب نقل الإلكترونات على طول السلسلة التنفسية من مستوى طاقة مرتفع إلى مستوى طاقة أقل، يتم تخزين جزء من الطاقة الحرة المنطلقة في شكل ATP، عملة الطاقة العالمية للخلية. وبالتالي، فإن الوظيفة الرئيسية للميتوكوندريا هي أكسدة الركائز المختلفة وتخليق جزيئات ATP.

مخطط نقل اثنين من الإلكترونات على طول السلسلة التنفسية

يوجد داخل الميتوكوندريا جزيء DNA دائري يقوم بتشفير جزء من بروتينات الميتوكوندريا. في الفضاء الداخلي للميتوكوندريا (المصفوفة) توجد ريبوسومات مشابهة لريبوسومات بدائيات النوى، والتي تضمن تخليق هذه البروتينات.

أدت حقيقة أن الميتوكوندريا لها الحمض النووي الدائري الخاص بها والريبوسومات بدائية النواة إلى فرضية مفادها أن الميتوكوندريا هي سليل خلية بدائية النواة قديمة دخلت ذات مرة داخل خلية حقيقية النواة، وفي عملية التطور، تولت وظائف معينة.

أرز. 12. البلاستيدات الخضراء (A) وأغشية الثايلاكويد (B)

البلاستيدات - العضيات الخلية النباتيةوالتي تحتوي على أصباغ. في البلاستيدات الخضراءيحتوي على الكلوروفيل والكاروتينات، البلاستيدات الملونة– الكاروتينات، في ليوكوبلاستلا أصباغ. البلاستيدات محاطة بغشاء مزدوج. يوجد بداخلها نظام من الأغشية على شكل فقاعات مسطحة تسمى ثايلاكويدات(الشكل 12). يتم ترتيب الثايلاكويدات في أكوام تشبه أكوام الصفائح. يتم تضمين الأصباغ في أغشية الثايلاكويد. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في امتصاص الضوء، حيث يتم تحويل طاقته، بمساعدة الإنزيمات المدمجة في غشاء الثايلاكويد، إلى تدرج لأيونات H + على غشاء الثايلاكويد. مثل الميتوكوندريا، البلاستيدات لها الحمض النووي الدائري الخاص بها والريبوسومات من النوع بدائيات النواة. على ما يبدو، البلاستيدات هي أيضًا كائنات بدائية النواة تعيش في تكافل مع الخلايا حقيقية النواة.

الريبوسومات هي عضيات خلوية غير غشائية توجد في كل من الخلايا المؤيدة وحقيقية النواة. الريبوسومات حقيقية النواة أكبر في الحجم من الريبوسومات بدائية النواة، وحجمها 25x20x20 نانومتر. يتكون الريبوسوم من وحدات فرعية كبيرة وصغيرة متجاورة. يوجد بين الوحدات الفرعية في الريبوسوم الفعال شريط من mRNA.

تتكون كل وحدة فرعية من الريبوسوم من الرنا الريباسي (rRNA)، المعبأ بإحكام والمرتبط بالبروتينات. يمكن أن تتواجد الريبوسومات بحرية في السيتوبلازم أو ترتبط بأغشية ER. يمكن أن تكون الريبوسومات الحرة مفردة، لكنها يمكن أن تشكل متعددات عند وجود عدة ريبوسومات بالتتابع على شريط واحد من mRNA. الوظيفة الرئيسية للريبوسومات هي تخليق البروتين.

الهيكل الخلوي - هذا الجهاز العضلي الهيكليالخلايا، بما في ذلك التكوينات البروتينية الخيطية (الليفية)، والتي تشكل إطار الخلية وأداءها وظيفة المحرك. الهياكل الهيكلية الخلوية ديناميكية، فهي تنشأ وتتفكك. يتم تمثيل الهيكل الخلوي بثلاثة أنواع من التشكيلات: المتوسطة الشعيرات(خيوط يبلغ قطرها 10 نانومتر)، خيوط دقيقة s (خيوط يبلغ قطرها 5-7 نانومتر) و أنابيب مجهرية. الخيوط الوسيطة عبارة عن هياكل بروتينية غير متفرعة على شكل خيوط، وغالبًا ما يتم ترتيبها في حزم. هُم تكوين البروتينتختلف في الأنسجة المختلفة: في الظهارة تتكون من الكيراتين، في الخلايا الليفية - من الفيمتين، في خلايا العضلات- من ديسمين. سوف تؤدي الخيوط المتوسطة وظيفة الإطار الداعم.

خيوط دقيقة - هذه هياكل ليفية تقع مباشرة تحت غشاء البلازما على شكل حزم أو طبقات. وهي مرئية بوضوح في الأرجل الكاذبة للأميبا، وفي العمليات المتحركة للخلايا الليفية، وفي الزغيبات الدقيقة للظهارة المعوية (الشكل 13). يتم تصنيع الخيوط الدقيقة من بروتينات الأكتين والميوسين المقلصة وهي جهاز مقلص داخل الخلايا.

أنابيب مجهرية هي جزء من هياكل الخلايا المؤقتة والدائمة. تشمل العناصر المؤقتة مغزل الانقسام، وعناصر الهيكل الخلوي للخلايا بين الانقسامات، وتشمل العناصر الدائمة الأهداب والسوط والمريكزات في مركز الخلية. الأنابيب الدقيقة عبارة عن أسطوانات مستقيمة مجوفة يبلغ قطرها حوالي 24 نانومتر، وتتكون جدرانها من جزيئات مستديرة من بروتين توبولين. تحت المجهر الإلكتروني، يمكن ملاحظة أن المقطع العرضي للأنيبيبات الدقيقة يتكون من 13 وحدة فرعية متصلة في حلقة. توجد الأنابيب الدقيقة في الهيالوبلازم لجميع الخلايا حقيقية النواة. إحدى وظائف الأنابيب الدقيقة هي إنشاء إطار داخل الخلايا. بالإضافة إلى ذلك، تتحرك الحويصلات الصغيرة على طول الأنابيب الدقيقة، كما هو الحال على القضبان.

مركز الخلية يتكون من مركزين يقعان بزوايا قائمة لبعضهما البعض وما يرتبط بهما من أنابيب دقيقة. تشارك هذه العضيات الموجودة في الخلايا المنقسمة في تكوين مغزل الانقسام. أساس المريكز هو 9 ثلاثة توائم من الأنابيب الدقيقة تقع حول المحيط، وتشكل أسطوانة مجوفة، بعرض 0.2 ميكرومتر وطول 0.3-0.5 ميكرومتر. عندما تستعد الخلايا للانقسام، تتباعد المريكزات وتتضاعف. قبل الانقسام، تشارك المريكزات في تكوين الأنابيب الدقيقة المغزلية. لا تحتوي خلايا النباتات العليا على مريكزات، ولكن لديها مركز تنظيم مماثل للأنيبيبات الدقيقة.