الخلايا هي الوحدات البنيوية والوظيفية الأساسية لجميع أشكال الحياة. تتكون كل خلية من سيتوبلازم محاط بغشاء؛ وتحتوي العديد من الخلايا أيضًا على عضيات ذات وظائف متخصصة. من الكلمة اللاتينية "cellula"، تعني الخلية "غرفة صغيرة". في الواقع، لا يمكن رؤية معظم الخلايا إلا من خلال المجهر.
ظهرت الخلايا على الأرض منذ حوالي أربعة مليارات سنة، ويمكن تقسيمها على نطاق واسع إلى فئتين بناءً على بنيتها ووظيفتها: الخلايا حقيقية النواة والخلايا بدائية النواة. تحتوي الخلايا حقيقية النواة على نواة، في حين تفتقر الخلايا بدائية النواة إلى نواة وتحتوي بدلاً من ذلك على ما يسمى بالحجرة الريبوسومية. تتكون الخلايا البدائية بشكل أساسي من كائنات وحيدة الخلية، مثل البكتيريا، في حين يمكن أن تكون الخلايا حقيقية النواة كائنات وحيدة الخلية، مثل الأميبا، وكائنات متعددة الخلايا، مثل بعض الطحالب والنباتات والحيوانات والفطريات.جميع الخلايا لديها القدرة على التكاثر وتصنيع البروتينات والتحرك.
تتضمن بدائيات النوى البكتيريا والعتائق، والتي تعد أحد المجالات الثلاثة للحياة. تعتبر بدائيات النوى من أقدم أشكال الحياة وهي معروفة بعملياتها البيولوجية المهمة مثل إشارات الخلية. تتميز الخلايا البدائية بأنها بسيطة في بنيتها وصغيرة الحجم، وتفتقر إلى النواة والعضيات الأخرى المحاطة بغشاء. يتكون الحمض النووي لديهم من كروموسوم دائري واحد يتصل مباشرة بالسيتوبلازم وتسمى منطقته النووية بالريبوسوم. معظم بدائيات النوى يبلغ قطرها ما بين 0.5 إلى 2.0 ميكرومتر فقط.
عادةً ما تحتوي الخلايا البدائية على جدار خلوي يحيط بغشاء الخلية، والذي يوفر الصلابة للخلية ويفصل الجزء الداخلي من الخلية عن البيئة الخارجية.
تحتوي بعض الخلايا البدائية على هياكل مثل الأسواط والأهداب على الجانب الخارجي، والتي يمكن أن تعزز حركة الخلايا والتواصل بين الخلايا.
تشمل حقيقيات النوى النباتات والحيوانات والفطريات والأميبا والطحالب. يبلغ قطر هذه الخلايا حوالي خمسة عشر ضعف قطر الخلية البدائية النموذجية، ويمكن أن يكون حجمها أكبر بألف مرة. السمة الرئيسية للخلايا حقيقية النواة هي التقسيم إلى أقسام، أي امتلاك عضيات محاطة بغشاء يتم داخلها تنفيذ وظائف مختلفة. العضية الأكثر أهمية هي النواة، التي تحتوي على الحمض النووي للخلية وتميزها عن الخلايا بدائية النواة.
يتم تنظيم الحمض النووي للخلايا حقيقية النواة في جزيء خطي واحد أو أكثر (كروموسومات)، ويتم تخزين الحمض النووي الكروموسومي بأكمله في نواة الخلية.
تحتوي العديد من الخلايا حقيقية النواة على أهداب متحركة أو أسواط، وبنية الأسواط حقيقية النواة أكثر تعقيدًا من بنية الخلايا بدائية النواة.
جميع الخلايا، سواء كانت بدائية أو حقيقية النواة، لها غشاء يحيط بالخلية، وينظم دخول وخروج المواد، ويحافظ على الإمكانات الكهربائية للخلية. يشكل السيتوبلازم داخل الخلية معظم حجم الخلية ويحتوي على الحمض النووي DNA والحمض النووي الريبوزي RNA. DNA هو المادة الوراثية للجينات، في حين يحمل RNA المعلومات اللازمة لتركيب البروتينات المختلفة مثل الإنزيمات. المكونات الرئيسية لهذه الخلايا ووظائفها تشمل:
الغشاء الخلوي هو غشاء بيولوجي ذو نفاذية انتقائية يحيط بالسيتوبلازم، ويتكون من طبقة ثنائية من الفوسفوليبيد، مما يمكّن الغشاء الخلوي من حماية الخلية وتمييزها عن البيئة الخارجية.
النوعان من المادة الوراثية في الخلايا هما DNA و RNA. ومن بينها، فإن الحمض النووي DNA مسؤول عن تخزين المعلومات على المدى الطويل، في حين يستخدم الحمض النووي الريبوزي RNA بشكل أساسي لنقل المعلومات والوظائف التحفيزية.
كيف تختلف عمليات تكاثر الخلايا ونموها في بدائيات النوى وحقيقيات النوى؟ تتكاثر الخلايا البدائية عادة من خلال عملية الانشطار الثنائي، في حين تنقسم الخلايا حقيقية النواة من خلال عملية الانقسام الفتيلي. في الكائنات متعددة الخلايا، تعتبر هذه العملية أساسية لنمو الأنسجة.
إن الحفاظ على سلامة الحمض النووي داخل الخلايا أمر بالغ الأهمية لمنع موت الخلايا أو الطفرات الناجمة عن التلف.
وبالتالي، هناك اختلافات بنيوية كبيرة بين الخلايا حقيقية النواة والخلايا بدائية النواة، والتي تؤثر على وظائفها وقدرتها على التكيف. وهذا يجعلنا نتساءل في حياتنا اليومية عن الأثر العميق الذي تخلفه خصائص هذه الخلايا على صحتنا وعلى البيئة؟