ביולוגיה-התא(דגש על הקרום )

התא סיכום

תא הוא יחידת החיים הבסיסית ביותר- בעצם זה הדבר הקטן ביותר (הבסיסי ביותר) שמקיים את כל מאפייני החיים. מה הם מאפייני החיים אתם תשאלו… ואני אענה לא צריך לצעוק:

1. חילוף חומרים ואנרגיה עם הסביבה- כדי שנקרא למשהו יצור חי הוא חייב לעשות את שלושת הדברים הבאים :
   א. קליטת חומרים ואנרגיה מהסביבה- תכלס זה לקבל דברים מהסביבה או במילים אחרות לאכול או לקלוט כל מיני אנרגיות כמו חום ואור.
   ב. מטבוליזם - כלל תהליכי הפירוק ,הבנייה או הפיכתו של חומר אחד לאחר בתוך התא . יעני כל מולקולה שמתפרקת בתוך התא ואז עושים ממנה משהו אחר בתוך התא זה מולקולה שעברה תהליך מטבוליזם.
   ג. פליטת חומרים ואנרגיה לסביבה- מה שנכנס חייב לצאת לא? לפעמים זה באותה הצורה שזה נכנס ולפעמים זה אחרי שינויים שקרו בין אם במטבוליזם או בדרכים אחרות .
2. חישה- זה שם דיי כולל לעובדה שכל יצור חי חייב להגיב לגירויים ולשינויים שקורים בסביבה שלו. סתם דוגמה,אם הסביבה תתקרר מאוד אבל היצור לא יגיב אל הקירור הזה, הוא פשוט ימות מקור.
3. הזנה- כל יצור חיי צריך ליזון כדי שיוכל :
   א. בניית התא
   ב.הפקת אנרגיה לתא
   היצורים החיים נחלקים לשתי קבוצות -
   1.אוטוטרופים (יצרנים)- יצורים שמייצרים חומרים אורגניים מחומרים אנ-אורגניים. בקבוצה הזאת נכנסים גם הצמחים שעושים פוטוסינתזה ומייצרים את הגלוקוז.
   2.הטרוטרופים (צרכנים)- יצורים שצורכים חומרים אורגניים מוכנים (בעצם אוכלים את האוטוטרופים).
4. רבייה- כדי שייצור חיי יחשב לייצור חייב הוא חייב שתהיה לו את האפשרות להתרבות - או ברבייה זויגית (כזו שדורשת שניים) או ברבייה א-זוויגית(זה דורש רק את היצור עצמו ובתכלס הוא פשוט מתחלק לשניים).
5. תנועה
6. גדילה והתפתחות
7. שמירה על הומאוסטזיס- הומאוסטיזיס היא היכולת של יצור לשמור על סביבה פנימית יציבה בגבולות מוגדרים למרות שינויים בסביבה החיצונית - ניקח שוב את הדוגמה של היצור שהסביבה החיצונית שלו התקררה ממש- אם הוא קלט את הגירוי , אבל הוא לא יגיב אליו ולא יעשה דברים שישמרו על המצב בסביבה הפנימית שלו (ישמר את החום שיש לו - היי רואים את ההומאוסטזיס?) אז הוא פשוט ימות .
8. מבנה תאי- לכל יצור חיי חייב להיות מבנה תאי - הוא חייב להיות מורכב מלפחות תא אחד כי כבר אמרנו שהתא הוא יחידת החיים הבסיסית ביותר  .

התאים מחולקים לשתי קבוצות .  

תאים פרוקריוטים- אלו הם תאים יותר קדומים, בגלל שהם "ישנים" יותר הם לא מגניבים - אין להם גרעין
(כל החומר התורשתי שלהם נמצא בכרומוזום מעגלי אחד בציטופלסמה).

תאים אאוקריוטים -הם המגניבים - אלו הם התאים שיש להם גרעין והחומר התורשתי שלהם נמצא בתוכו. כל היצורים הרב תאיים (יצורים שמורכבים יותר מתא אחד) הם יצורים שמורכבים מתאים אאוקריוטים.

כל מיני אברונים בתא שכדאי לזכור:

• קרום התא- הקרום הוא בעצם שכבה כפולה של פוספוליפידים והתפקידים העיקריים שלו הם:
  א.לתחום את התא
  ב. לקשר בין התא לבין תאים אחרים (בעזרת כל מיני קולטנים הפזורים על פניו)
  ג.הקרום הוא בררני ודרכו עוברים כל מיני חומרים אל ומחוץ לתא.
  הקרום קיים בכל סוגי התאים.
• גרעין התא-  הגרעין הוא זה שמכיל את המידע התורשתי של התא (DNA). מהחומר התורשתי שבתוכו נוצרים אח"כ חלבונים (בתהליך מגניב שלא נדבר עליו בסיכום זה)  ועל כן יש לגרעין חלק חשוב בבקרה על הפעילות בתא.לתאים פרוקריוטים אין גרעין תא!
• מיטוכונדריה-בה מתרחש תהליך הנשימה התאית שמספק את האנרגיה הנחוצה לתא. מאפיין נוסף שיש למיטוכונדריה הוא העובדה שיש לה קרום כפול.לתאים פרוקריוטים אין מיטוכונדריה.
• רשת אנדופלסמטית וריבוזומים- הרשת האנדופלסמטיית היא זו שמחלקת את התא לחלקים. עליה יושבים הריבוזומים שאחראיים על ייצור החלבונים בתא (שוב לא תהליך שנלמד עכשיו) או בקיצור, על הרשת האנדופלסמטית מתרחשים תהליכים כימיים.
• שלד התא- השלד נותן לתא צורה, מאפשר לו תנועה , מאפשר תנועה בתוך התא עצמו ומהווה מרכיב חשוב בחלוקת התא. הוא בנוי מחלבונים סיביים.
• צנטריולים-הם מאוד חשובים לחלוקת התא. בנויים מסיבים של שלד התא ונמצאים בסמוך לגרעין .
• פרוטואוזום-הוא חלק ממערכת הבקרה על החלבונים - הוא מפרק את החלבונים שמסומנים לפירוק בתוך התא.
• כלורופלסט- זהו אברון שקיים אך ורק בתאים צמחיים ובו נמצא הכלורופיל שהוא חלק חשוב ביותר בתהליך הפוטוסינתזה.גם לכלורופלסט יש קרום כפול כמו למיטוכונדריה.
• חלולית- גם החלולית היא אברון שקיים רק בתאים צמחיים והתפקיד שלה הוא לאכסן מים ומומסים. בתוכה מתרחשים כל מיני תהליכים אנזימתיים (תהליכים שדורשים אנזימים ) ויש לה חלק חשוב בלחץ של המים בתוך התאים הצמחיים.
• דופן התא- זהו אברון שיש רק בתאים צמחיים ופרוקריוטים (המבנה שלו שונה קצת בין תא צמחי לתא פרוקריוטי). תפקיד הדופן הוא להקנות חוזק לתא כי היא עוטפת את קרום התא. היא לא בררנית כמו הקרום (הכל עובר דרכה).
• ציטופלסמה- היא בעצם מים שמכילים מומסים שונים ובה צפים כל אברוני התא. היא כל הזמן נעה ומשתנה.כמובן , נמצאת בכל סוגי התאים.

אברונים שנמצאים אך ורק בתאים צמחיים:

• חלולית
• כלורופלסט
• דופן תא עשויה תאית
• כרומופלסטים - אברון עטוף קרום שמכיל פיגמטים לא ירוקים ונמצאים בדר"כ בעלי כותרת או בכל מיני חלקים לא ירוקים אחרים של הצמח.
• עמילופלסטים- אברון עטוף קרום שאוגר עמילן (יש הרבה ממנו בתפוח אדמה למשל )

סיימנו את ההקדמה , ועכשיו אפשר ממש לדבר על חברנו התא.

בשביל לדבר על התא, עלינו לדבר קודם כל על הקרום , אז הכותרת הבאה היא:

קרום התא

בשביל שנוכל להבין בכלל ממה עשוי הקרום(ספויילר-זה מפוספוליפידים) עלינו להבין קודם כל את הבסיס של הדבר המפחיד שאמרתי עכשיו.

ליפידים- אלו הם שומנים,או במילים אחרות וכמעט ולא מובנות - תרכובות אורגניות הידרופוביות(הכוונה היא לכך שאלו מולקולות לא מסיסות במים).

טריגליצריד- ככה אנחנו קוראים לתרכובת של שלוש מולקות ליפידים שקשורות כולן לאותו הגליצרול.

פוספוליפיד- הכוונה היא לגליצרול אחד, שאליו קשורות שני ליפידים (חומצות שומן ) וקבוצת זרחה אחת. אל קבוצת הזרחה מחוברת מולקולה הידרופילית (מסיסה במים) .

אז לפוספוליפיד שלנו יש קצה אחד שהוא הידרופובי (ולא מסיס במים) וקצה אחד שהוא הידורפילי(מסיס במים).

קרום התא בנוי משתי שכבות של פוספוליפידים, כאשר הצד ההידרופובי פונה זה אל זה ויוצר אזור הידרופובי, והחלק ההידרופילי פונה אל הסביבה החוץ תאית והפנים תאית .

על הקרום עצמו יש תנועה תמידית של כל מיני חלבונים וכו' ועל כן הוא מאוד דינמי.

תפקידי הקרום

בעיקרון לקרום יש שני תפקידים עיקריים -

• הפרדה בין פנים התא לבין חוץ התא, התפקיד הזה כולל בתוכו גם את העברת החומרים מהחוץ אל הפנים ולהפך .
• תקשורת -בין תא אחד לאחר.

מעבר החומרים דרך קרום התא

עצור הכל לפני שממשיכים לקרוא!

זוכרים שאמרנו שהקרום הוא בררני ? אז זה לא אומר שהוא מסתכל על איזשהוא חומר שעומד להיכנס לתא ואומר אתה כן , אתה לא , לפי מה שבא לו - אם זה היה המקרה אז שום רעל לא היה משפיע כי הקרום פשוט לא היה נותן לו לעבור אל תוך התא. האמת היא שהקרום הוא בררני מפני שיש חומרים שלא יכולים לעבור דרכו- כל מה שלא מסיס בשומן לא יוכל לעבור בסביבה ההידרופובית וצריך דרכים אחרות לעבור אל תוך התא.

יש שני סוגי מעברי חומרים דרך קרום התא:

1. העברה פעילה- זו היא העברה שבה התא הוא חלק פעיל , משמע היא תדרוש אנרגיה (כשאנחנו מדברים על אנרגיה בתוך התא אנחנו בדרך כלל מתכוונים למולקות ATP שהפירוק שלהן מניב אנרגיה).
2. העברה סבילה- קורית בלי השקעת אנרגיה

נתחיל עם ההעברה הסבילה:

גם כאן , אנחנו מתחלקים לכמה דרכים:

מולקולות וחומרים שמסיסים בשומן,לא קוטביים והם בגודל המתאים יעברו פשוט ככה דרך קרום התא (בדיפוזיה כמובן , אם אתם לא יודעים מה זה חכו עוד כמה שורות ותקבלו הסבר).

תעלות-מולקולות קטנות , או קוטביות או יונים ועברות אל תוך התא בתעלות שהן בעצם חלבונים שחוצים את הקרום לרוחבו . קוטר התעלה הוא זה שיקבע את גודל המולקולה שיכולה לעבור דרכו.

מים למשל, שהם מולקולה קוטבית לא מסיסה בשומן , עוברים בתעלות מים .

דיפוזיה-

דיפוזיה היא בעצם מעבר חומרים ממקום אחד למקום אחר עם כיוון מפל הריכוזים (מפל הריכוזים למי שלא נכח בשיעור ביולוגיה בחייו זה ההפרש בין הריכוז הגבוהה לנמוך) . המעבר של החומר נגרם כתוצאה מתנועה אקראית של המולקולות. הדיפוזיה מתרחשת בכל מצבי הצבירה, פשוט במהירויות שונות (לכולנו קרה הרי שהרחנו בושם שהשפריצו בצד השני של החדר (גז) ,או שראינו מים וסירופ מתערבבים בלי שיגעו בהם (נוזל ) אבל בנוגע למוצק אין לי דוגמה פשוט כי זה קורה מאוד מאוד לאט). ברגע שמסתיימת הדיפוזיה, מגיעים לשיווין ריכוזים , משמע אין יותר מפל ריכוזים.

כמו כל דבר בעולם הזה, הדיפוזיה מושפעת מכמה דברים (המלצה שלי תזכרו את זה בעל פה, זה התשובה לכמעט כל שאלה בביולוגיה):

1. שטח פנים- ככל שהשטח פנים שבו מתרחשת הדיפוזיה גדול יותר, ככה הדיפוזיה קורית מהר יותר.
2. מרחק -ככל שהמרחק בין שני "אגפי" הדיפוזיה קטן יותר, ככה הדיפוזיה מהירה יותר (הכוונה היא למרחק בין המקום בו הריכוז גבוה לבין המקום בו הריכוז נמוך) .
3. טמפרטורה- ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר כך הדיפוזיה מהירה יותר.
4. גודל חלקיקים - ככל שהחלקיקים קטנים יותר כך הדיפוזיה מהירה יותר
5. מפל ריכוזים - ככל שמפל הריכוזים גדול יותר כך הדיפוזיה מהירה יותר (יעני ככל שההבדל בין הריכוזים המדוברים גדול יותר).

אוסמוזה-האוסמוזה היא בעצם מקרה פרטי של הדיפוזיה או במילים אחרות דיפוזיה של מים . ואם אתם ממש רוצים את ההגדרה המלאה:" דיפוזיה בין שתי תמיסות ,שביניהן יש קרום בררני והמומס לא יכול לעבור דרך הקרום ".רק מים עוברים באוסמוזה ובעצם בעזרת מעבר המים, מושווים הריכוזים של המומסים שבמים.

שימו לב שבגלל שהאוסמוזה היא מקרה פרטי של דיפוזיה,כל מה שמשפיע על הדיפוזיה משפיע באותו אופן גם על האוסמוזה.

בגלל שמדובר תמיד בתמיסות שעושות אוסמוזה, נתנו להם שמות :

• התמיסה השנייה במקרה שלנו היא תוך התא

תמיסה היפרטונית - תמיסה שריכוז המומס בה גבוה יותר ביחס לתמיסה השנייה.(אני זוכרת את זה באמצעות המילה היפר-אקטיבי-יותר מידי אקטיבי).במקרה כזה המים יצאו מהתא אל הסביבה ההיפרטונית כדי להוריד את ריכוז המלחים (תחשבו על מלפפון ששמו עליו מלח )

תמיסה איזוטונית -תמיסה שריכוזה שווה  לריכוזה של התמיסה השנייה.(תמיסות באיזון)

תמיסה היפוטונית- תמיסה שריכוזה קטן  מריכוז התמיסה השנייה .(אין לי דרך לזכור תחשבו ותודיעו לי). במקרה כזה מים מהסביבה יכנסו אל תוך התא כדי להקטין את ריכוז המומסים שבתוך התא.תאים שהם חסרי דופן עלולים להתפוצץ במצב כזה (כי ייכנסו לתוכן יותר מידי מים , עד לרמה בה הקרום לא יוכל להחזיק יותר את כל הדברים שהוא תוחם).

שני מונחים שיכולים לעזור לכם בעתיד:

• פלסמוליזה- תאי צמח בתמיסה היפר-טונית המים יוצאים מתא הצמח ועל כן החלולית שלםה נהיית מאוד מאוד קטנה וחסרת נוזלים .
• דה-פלסמוליזה- זה התהליך ההפוך, השמה של תאי צמח שהיו במצב של פלסמוליזה בתוך תמיסה היפוטונית ובכך לגרום למים להיכנס אל תוך החלולית. המים נכנסים אל התא אבל הוא לא יתפוצץ בגלל שיש דופן שמופעל עליה לחץ משני הצדדים (מחוץ לתא ומתוכו ), הלחץ הזה נקרא לחץ טורגור וכאשר לחץ הטורגור על הדופן מגיע לנקודה מסוימת מפסיקה האוסמוזה ללא קשר למפל הריכוזים.

נשאים- זוהי דרך נוספת להעביר חומרים דרך קרום התא ובדרך כלל מדובר על מקרים שהמולקולה גדולה מידי ולא יכולה לעבור את הקרום לבד. הנשא והמולקולה אותה הוא נושא,מתאימים זה לזה במבנה(ממש כמו מנעול ומפתח). כשהמולקולה נקשרת אל הנשא,חל שינוי במבנה המרחבי שלו ,והשינוי הזה הוא שמאפשר את כניסתה של המולקולה אל התא (או כמובן,יציאתה ממנו). לאחר שמתנתקת המולקולה מהנשא,הנשא חוזר לצורתו המקורית. מעבר החומרים באמצעות נשאים הוא בכיוון מפל הריכוזים בלבד,ולכן הוא לא דורש אנרגיה (שם מוסף למעבר באמצעות נשאים הוא דיפוזיה מזורזת).

נמשיך עם ההעברה הפעילה :

העברה פעילה היא העברה של חומר  נגד מפל הריכוזים ועל כן מדובר בהעברה שדורשת אנרגיה. ההעברה הפעילה תורמת לשמירה על ההומאוסטזיס - לסביבת חיים יציבה. בהתליכי העברה פעילה יש צבירה של חומר בתוך התא או הרחקתו מהתא, מפני שמדובר בתהליך שדורש אנרגיה ,מדובר בתלהיך שיכול להתרחש רק בתאים חיים (שיש בהם נשימה תאית שיוצרת מולקולות ATP שפירוקן משחרר אנרגיה).

זוכרים את הנשאים מההעברה הסבילה? אז בהעברה פעילה יש דבר שפועל בדיוק באותו האופן (רק נגד מפל הריכוזים) וקוראים לו משאבות . סתם בתור דוגמה, משאבות נתרן אשלגן הן משאבות שמעבירות את יוני הנתרן והאשלגן בניגוד למפל הריכוזים , כך נשמר ריכוז נתרן נמוך בהרבה בתוך התא מאשר מחוצה לו. (סתם לידע כללי, שליש מהאנרגיה המושקעת בתהליכים בתא, מושקעת במשאבות נתרן אשלגן).

אנדוציטוסה- "הכנסת חומרים מהסביבה לתוך התא באמצעות שלפוחיות שנוצרות משקע בקרום התא".בעצם מדובר על כמו מן כיסים עשוים מקרום התא עצמו שנכנסים אליהם חומרים והכיס נסגר ונכנס אל תוך התא, שם הוא מתפרק.

אקסוציטוסה- "הפרשת חומרים מהתא אל הסביבה באמצעות שלפוחית הנוצרת בתוך התא ,מתאחה עם הקרום ונפתחת החוצה". (בדיוק הפוך מאנדוציטוסה).

אמרנו שלקרום יש שני תפקידים - העברת חומרים ותקשורת עם הסביבה.

אז מה התפקיד שלו בתקשורת עם הסביבה?

על פני הקרום יש מבנים לזיהוי תאים כמו למשל מבנים לזיהוי סוגי פוספוליפידים , סוגי חולבונים על פני התא וכו'.

בנוסף לזה על פני הקרום יש קולטנים להורמונים , נוירוטרנסמיטורים ושלל דברים אחרים.

ממה נהרס קרום התא?

• טמפרטורות גבוהות-בטמפרטורות גבוהות, הפוספוליפידים (שהם בעצם שומנים) נהיים נוזליים מידי והבררנות של התא נפגעת . בנוסף החלבונים שעל פני קרום התא נפגעים גם הם .
• טמפרטורות נמוכות - בטמפרטורות נמוכות מידי הקרום פשוט קופא. בגלל שרוב הציטופלסמה היא מים , ומים מגדילים את הנפח שלהם כשהם קופאים , הקרום פשוט נקרע.
• חומרים ממיסי שומן- אמרנו הרי שהקרום עשוי מחומצות שומן, חומר ממס שומן יפגע במבנה הקרום ויהרוס אותו.
• חומצה\בסיס- יביאו להרס של חלבוני הקרום
• כוהל- יביא להרס של חלבוני הקרום.

בהצלחה!!!