"תא מוגדר כיחידת החיים הקטנה והבסיסית ביותר האחראית לכל תהליכי החיים."
תא הינו היחידה המבנית, הפונקציונלית והביולוגיות של כל היצורים החיים, מיצורים חד תאיים ועד לבעלי חיים בעלי מספר רב של תאים ורקמות. לכל תא יש מבנה בסיסי אשר מורכב מציטופלזמה, קרום תא – ממברנה, אשר מקיף את הציטופלזמה ומבדיל אותה מסביבתה החיצונית, כרומוזום אחד לפחות המכיל את המידע התורשתי של התא – DNA, אברוני תא שונים אשר מבצעים פעולות שונות בתא ומולקולות שונות כגון: חלבוניםושומנים.
תאים פרוקריוטים ואאוקריוטים
ניתן להבחין בין שני סוגים עיקריים של תאים: תאים פרוקריוטים ותאים אאוקריוטים.
תאים פרוקריוטים - Prokaryotes
תאים פרוקריוטים חסרי גרעין תא, מיטוכונדריה או אברוני תא המצויים בתאים אאוקריוטים, פרט לריבוזומים. קוטר התא נע בין 0.1 ל 0.5 מיקרומטר .בחלק מהפרוקריוטים כגון חיידקים יש אזור בתא שבו החומר הגנטי שוהה באופן חופשי. אזור זה נקרא נוקלאואיד – Nucleoid. החומר התורשתי יכול להיות DNA או RNA ומאורגן בכרומוזום יחיד. תכונות גנטיות נוספות עשויות להיכלל ביחידות גנטיות אחרות בתוך הציטופלזמה, המכונות פלסמידים. פלסמידים מכיליםDNA לא חיוני שהתא יכול לחיות בלעדיו, ואשר לא בהכרח מועבר לצאצאים.
ליצורים פרוקריוטים רבים יש קרום תא אשר בנוי מפוספוליפידים, מוקף על ידי קיר תא נוקשה. דופן התא עשוי להיות מוקף על ידי "קפסולה" עבה נוספת עשויה סוכרים. תאים פרוקריוטיים רבים הינם בעלי "זנבות" אשר מאפשרות לתא לשלוט בתנועתו.
ישנם שני סוגים עיקריים של פרוקריוטים הידועים למדענים: ארכיבקטריה - שושלת חיים עתיקה מאוד עם הבדלים ביוכימיים מסוימים בין חיידקים ואאוקריוטים, וחיידקים, המכונים לפעמים "אאובקטריה", או "חיידקים אמיתיים" כדי להבדיל ביניהם. חיידקים נחשבים לצאצאים "מודרניים" יותר של ארכיבקטריה.
תאים אאוקריוטים -Eukaryotes
לתאים אוקריוטיים יש גרעין תא, אשר מאחסן את החומר התורשתי של התא – DNA ואברוני תא רבים אשר אחראיים על מבנה וביצוע פעולות הדרושות לקיום התא ותקשורת עם סביבתו. תאים אאוקריוטים מאפיינים צמחים, פטריות, פרוטוזואה ובעלי חיים.
מבנה התא האאוקריוטי
התא האאוקריוטי מכיל אברוני תא רבים. תאי בעלי חיים שונים מתאי צמחים בכך שהתא הצמחי מכיל כלורופלסט, ואקואולות ( חלוליות ) ופלסטידים אחרים, שאינם קיימים בתאי בעלי חיים.
ממברנה – Cell membrane ממברנה - קרום התא, עוטפת את התא כולו ומהווה את כמחסום בררני בין תוך התא לסביבתו. הממברנה בנויה משתי שכבות של פוספוליפידים, כאשר הצד ההידרופובי - הצד הדוחה מים, אשר נמשך לשומן, של הפוספוליפיד נמצא בין השכבות והצד ההידרופילי – הצד הנמשך אל המים, פונה אל החוץ.
הממברנה מהווה מחסום בין פנים התא לסביבתו, תוחמת את אברוני התא, ומספקת הגנה מכאנית. הממברנה מאפשרת מעבר סלקטיבי של חומרים שונים מהסביבה אל התא, על ידי תעלות ומשאבות אשר עוזר בשמירה על ריכוז חומרים שונים בתא באופן אופטימלי.
קולטנים שונים בממברנה משמשים כאמצעי תקשורת עם הסביבה החיצונים וגורמים להעברת אותות ושינוי תהליכים פיזיולוגיים בתוך התא. גליקוליפידים וגליקופרוטאינים בממברנה משמשים כאמצעי לתקשורת בין תאית וכן כמצעי להצמדות תאים.
גרעין התא - Cell nucleus גרעין התא מהווה בדרך כלל כ -10% מנפח התא, מכיל את המידע התורשתי של התא, נחשב ל"מרכז הפיקוד" של התא ושולט על התפתחותו, מטבוליזם ורבייתו של התא האאוקריוטי. בדרך כלל יש רק גרעין אחד לכל תא, אך ישנם יוצאים מן הכלל, כגון: כדוריות דם אדומות החסרות גרעין או ,תאים אוסטאוקלאסטים אשר יכולים להכיל כ – 5 גרעיני תא.
גרעין התא בנוי מ:
המעטפת הגרעינית - Nuclear Membrane
הקרום הגרעיני הינו מבנה דו שכבתי אשר תוחם את מרכיבי הגרעין. השכבה החיצונית של הקרום מחוברת לרשתית האנדופלזמית. בדומה לממברנת התא, המעטפה הגרעינית מורכבת מממברנה דו שכבתית אשר בנויה מפוספוליפידים. מעטפת התא עוזרת לשמור על צורת הגרעין ומסייעת בוויסות כניסת מולקולות שונות אל תוך הגרעין ומחוצה לו דרך הנקבוביות הגרעיניות - Nuclear Pores.
למינה גרעינית - Nuclear Lamina
הלמינה הגרעינית הינה רשת סיבים חלבוניים המאורגנים לקרום הגרעין הפנימי. מרכיבי הלמינה הגרעינית הינם חלבונים המכונים חלבוני למין. הלמינה הגרעינית תומכת במעטפת הגרעין, תוך שמירה על הצורה והמבנה הכללי של גרעין התא.
נוקלאופלסמה - Nucleoplasm
הנוקלאופלסמה הנקראת גם בשם קריופלזמה, הינה חומר ג'לטיני הדומה לציטופלזמה, המורכב בעיקר ממים עם מלחים מומסים, אנזימיםומולקולות אורגניות.
הנוקלאופלסמה מגנה על תוכן גרעין התא על ידי מתן "ריפוד" סביב הגרעין והכרומוזמים, תומכת בצורת הגרעין ומספקת מדיום באמצעותו ניתן להעביר חומרים, כגון: אנזימיםונוקלאוטידים.
הרשתיות האנדופלזמיות קיימות בתאים שונים במספר צורות ושונות הן בהרכב הכימי והן ובארגון המבני. רשתיות אנדופלזמיות מסוימות נמצאות במבנה יריעה קרומיות שטוחה וחלקן נמצאות במבנה צינוריות מסועפות או כממברנות שלפוחית. אף על פי כן צורות אלו אינן קבועות והן עוברות שינוי מצורה אחת לצורה אחרת ולהיפך.
הריבוזום הפעיל מורכב משתי יחידות: יחידה קטנה ויחידה גדולה. כל אחת משתי היחידות בנויה מגדילי רנ"א-ריבוזומלי שמהווים שני שליש ממשקל הריבוזוםוחלבונים שמהווים שליש ממשקל הריבוזום. ישנם שני סוגים עיקריים של ריבוזומים: ריבוזומים של פרוקריוטים – 70S וריבוזומים של אאוקריוטים – 80S.
ריבוזומים של פרוקריוטים בנויים משתי יחידות:
יחידה גדולה 50S אשר בנויה משתי יחידות של רנ"א ריבוזומלי, יחידה ראשונה – 5S rRNA אשר מכילה 120 נוקלאוטידים ויחידה שניה – 23S rRNA אשר מכילה 2900 נוקלאוטידים. בנוסף לשתי יחידות ה - רנ"א ריבוזומלי, יחידת ה – 50S בנויה מ – 34 חלבונים.
יחידה קטנה – 30S אשר בנויה מיחידה אחת של רנ"א ריבוזומלי – 16S rRNA אשר מכילה 1540 נוקלאוטידים. בנוסף ל- רנ"א ריבוזומלי, יחידת ה – 30S בנויה מ – 21 חלבונים.
ריבוזומים של אאוקריוטים בנויים משתי יחידות:
יחידה גדולה 60S אשר בנויה משתי יחידות של רנ"א ריבוזומלי, יחידה ראשונה –5s rRNA אשר מכילה 120 נוקלאוטידים ויחידה שניה – 28S rRNA אשר מכילה 4700 נוקלאוטידים. בנוסף לשתי יחידות ה - רנ"א ריבוזומלי, יחידת ה –60S בנויה מ – 49 חלבונים.
יחידה קטנה –40S אשר בנויה מיחידה אחת של רנ"א ריבוזומלי –18S rRNA אשר מכילה 1900 נוקלאוטידים. בנוסף ל- רנ"א ריבוזומלי, יחידת ה –40S בנויה מ – 33 חלבונים.
מערכת גולג'י בנויה מארבעה עד שמונה מדורים אשר קרויים בשם ציסטרנות – eCisterna. הציסטרנות הינן מעין שלפוחיות ממברנליות דמויות שק. בכל ציסטרנה מתרחשים תהליכי עיבוד או מיון שונים של חלבונים. במיקרוסקופ אלקטרונים נראה כי מערכת גולג'י מורכבת מערימות של מבנים שטוחים המכילים שלפוחיות רבות המכילות גרגירי הפרשה. הציסטרנות הינן ניידות ותכולתן משתנה לפי מקומם היחסי. השוליים של כל ציסטרנה מעוקלים בעדינות כך שמערכת גולג'י מקבלת מראה דמוי קשת.
מיטוכונדריה - Mitocondria מיטוכונדריה ( יחיד - מיטוכונדריון ) הינם אברונים תאיים. המיטוכונדריה מתפקדים בעיקר כתחנות הכוח של התא, אולם למיטוכונדריה תפקידים נוספים ותהליכים רבים בגוף האדם קשורים בהם. המיטוכונדריון הינו אברון אובלי בעלי מבנה קרום כפול. צורת המיטוכונדריה וגודלם משתנה בהתאם. קוטר המיטוכונדריון עשוי לנוע בין בין 0.5 ל - 10 מיקרומטר.
ניתן להתייחס לארבעה מבנים / תחומים עיקריים במבנה המיטוכונדריה: הממברנה החיצונית, הממברנה הפנימית, המרחב הבין-ממברני והמטריקס.
במיטוכנדריה נמצאים אנזימים אשר מסייעים בהמרת כולסטרול לפרגננולון – נגזרת סטרואידית אשר מהווה מוצא לייצור הורמונים סטרואידים כגון: טסטוסטרון, אסטרוגנים, קורטיזול ועוד.
המיטוכונדריה ממלאת תפקיד חשוב גם בתהליך של אפופטוזיס - מוות מתוכנת של תאים. נזק לא מתוכנן למיטוכנדריה קשור לתהליכים פתולוגיים ולמוות תאי כתוצאה ממחלה או פציעה.
ליזוזום – Lysosome הליזוזום מוגדר כ"מפנה הפסולת" של התא. הליזוזומים מכילים מעל 60 אנזימים שונים המאפשרים להם לבצע תהליכים אלו. מלבד פירוק ופינוי מולקולות שאינן נחוצות לתא, לליזוזום תפקידים נוספים כגון: הפרשה, תיקון ממברנת התא, אפופטוזיס, איתות תאים וחילוף חומרים בתא.
קיימים שני סוגים של ליזוזימים: ליזוזום ראשוני - המכיל אנזימים הידרוליטים כגון: ליפאזות, גלוקוזידאזות, פרוטאזות ונוקלאזות. ליזוזום משני - שנוצר על ידי מיזוג של ליזוזימים ראשוניים המכילים מולקולות או אברונים נבלעים.
מִבְנֶה הליזוזומים אינו אחיד עם זאת, לרוב ליזוזומים מתקיימים במבנה כדורי אשר מוקף בממברנה דו שכבתית. הליזוזומים נחשבים לאברוני תא קטנים יחסית, קוטרם בדרך הינו בין 0.1-0.5 מיקרומטר, אם כי הם קוטרם עשוי להגיע עד 1.2 מיקרומטר. הליזוזומים מכילים אנזימים מגווונים אשר מסוגלים לעכל כל חומר בתא.
בנוסף לעיכול מולקולות קטנות כגון: פחמימות, שומנים, חלבונים וחומצות גרעין, ליזוזומים עשויים לבצע אוטופגיה - הרס של אברוני תא לא תקינים. לליזוזומים תפקיד בפגוציטוזה, לדוגמא, תאי הדם הלבנים הנקראים פגוציטים בולעים חיידקים פולשים במטרה לפרקם ולהשמידם. החיידקים מוקפים על ידי שלפוחית שהליזוזומים מתמזגים איתה ולאחר מכן הליזוזומים האלה מפרקים את החיידקים.
פרוקסיזום - Peroxisome הפרוקסיזום הינו אברון תאי בעל ממברנה אשר נמצא בתאים אאוקריוטים. הפרוקסיזום נחשב כ"מרכז המחזור" של התא. לפרוקסיזום תפקיד בפירוק מולקולות שונות בתא כגון חומצות אמינו שונות, פירוק חומצות מרה, פירוק רדיקלים חופשיים על ידי אנזימים כגון קטלאז ואוראט אוקסידאז. בנוסף לפרוקסיזום תפקדים מטבוליים, כגון: מטבוליזם של חומצות שומן - חמצון אלפא ובטא, ייצור פלסמלוגן - פוספוליפיד הקשור לאלקן. בצמחים פרוקסיזומים מסייעים בתהליך הפוטוסינטזה ותהליך נביטת הזרעים.
צנטריול - Centriole צנטריול הינו מבנה מיקרו-צינורי גלילי בצורת מוט. שני צנטריולים נמצאים בתא כחלק ממבנה הצנטרוזום - Centrosome.
המבנה הבסיס של הצנטריול מורכב מ – 9 שלשות של תת סיבים - מיקרוטובולי. קוטר הצנטריול הינו כ – 250 nm ואורכו כ – 500 .nm לכל מיקרוטובולי קוטר של 25 .nm מבחוץ לפנים, שלושת סיבי המשנה של סיבי שלישייה נקראים A,B ו . C- סיבי השלישייה הסמוכים מחוברים באמצעות קשרי חלבון A-C linker במרכז הצנטריול יש מסה חלבונית בצורת מוט – Centarl hub, בעלת קוטר של 2.5 .nm מהמרכז יוצאים 9 קווצות חלבוניות - Spokes לעבר סיבי השלישייה ההיקפיים.
לצנטריול יש תפקיד בתהליך חלוקת התא. בכל תא יש זוג צנטריולים, אשר מהווה חלק ממבנה הצנטרוזום. כחלק מתהליך חלוקת התא, נוצרים זוג צנטריולים וצנטרוזום נוספים.
מיקרופילמנטים - Micrifilaments מיקרופילמנטים, הנקראים גם קורי אקטין, הינם פולימרים של חלבון האקטין המהווים חלק משלד התא. מיקרופילמנטים הינם שרשראות ארוכות של החלבון G-actin אשר יוצרות שני פולימרים מקבילים המעוותים זה סביב זה לכיוון סליל בקוטר שבין 6 – 7 nm.
מיקרופילמנטים מהווים מרכיב חשוב בשלד התא התאים האאוקריוטי. מיקרופילמנטים מיועדים לשאת כמויות גדולות של מתח. בשיתוף עם מיוזין, מיקרופילמנטים מסייעים ביצירת הכוחות המשמשים להתכווצות תאים ותנועות תאים בסיסיות. תפקידם כולל ציטוקינזיס, תנועה אמבודית ותנועתיות התא באופן כללי, שינויים בצורת התא, אנדוציטוזה ואקסוציטוזה, התכווצות התא ויציבות מכנית.
