CALM/arwiki huggingface dataset:
هنا كنمطان من الكروماتين. الكروماتين الحقيقي وهو شكل لِـDNA أقل اندماجاً، ويحتوي على جينات، تقوم الخلية بالتعبير عنها. النمط الآخر هو الكروماتين المغاير هوشكلٌ أكثر إحكاماً من الحمض النووي الذي يتم نسخه بشكل غير منتظم أو متكرر. وكذلك يتم تصنيف الكروماتين المغاير إلى كروماتين مغاير اختياري يتألف من الجينات التي يتم تنظيمها ككروماتين مغاير في أنواع خلوية محددة، أو مراحل محددة من التطور، وكروماتين مغاير تأسيسي يتكوّن من مكونات الكروموسومات الهيكلية كالقطعة النهائية (التيلومير) والقسيم المركزي (السنترومير). وخلال الطور البيني ينظم الكروماتين نفسه في رقع فردية منفصلة، تدعى أقاليم الكروموسوم، وتميل الجينات النشيطة الموجودة عموماً في الكروماتين الحقيقي إلى التوضّع على المناطق الحدودية من الكروموسوم.
ترتبط بعض الأجسام المضادة لأجزاء من منظومة الكروماتين، وعلى وجه الخصوص الجسيم النووي، لتؤدي إلى أمراضٍ مناعيّة ذاتيّة، كمرض الذئبة الحمامية الجهازية. تُعرفُ هذه الأجسام المضادة باسم العوامل المضادة للنواة، لُوحِظت هذه العوامل في التصلب المتعدد كجزء من اختلال وظيفة جهاز المناعة بشكل عام. أمّا في حالة الشياخ فإن الدور الذي تلعبه الأجسام المضادة في إحداث الأعراض المتعلقة بالمناعة الذاتية غير واضحٍ حتّى الآن.
النُويّة.
النُويّة بُنية ملوّنة كثيفة ومنفصلة موجودة داخل النواة، غير محاطة بغشاء، وتُدعى أحياناً بالعضيّة الفرعيّة. تشكّل النوية حولها تكرارات مترادفة من rDNA، وهو الحمض النووي الريبوزي منقوص الأوكسجين الريبوسومي، وهو الـDNA المرمّز لتصنيع rRNA، الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي الضروري لتخليق البروتين في الخلية. تُدعى هذه المناطق مناطق التنظيم في النوية. يُعتبر تصنيع rRNA وتجميع الريبوسومات الدورَ الرئيسي الذي تلعبه النوية. يعتمد التماسك الهيكلي للنُويّة على نشاطها، بالإضافة إلى تجميع الريبوسومات. تم التأكد من هذا النموذج في الحفاظ على الهيكل عبر تثبيط rDNA، والذي أدّى إلى اختلاط هيكل النويّة.
يبدأ تجميع الريبوسومات عبر بروتين يدعى رنا بوليميراز 1 يقوم بنسخ دنا الريبوسومي rDNA، ويتشكل طلائع rRNA كبيرة. ثم تنقسم الطلائع إلى وحدات فرعية من rRNA. تتم عمليات النسخ والمعالجة بعد النسخ وتجميع rRNA داخل النُويّة، بمساعدة جزيئات RNA صغيرة من النوية بعضها مشتقّ من إنترونات من الجينات المُشفِّرة لرنا مرسال mRNA المرتبطة بوظيفة الريبوسومات. تعتبر الوحدات الفرعية للريبوسومات المجتمعة أكبر البنى التي تعبر المسامات النووية.
يُمكن ملاحظة تمايز النويّة إلى ثلاث مناطق تحت المجهر الإلكتروني: في العمق نجد المراكز اللييفية، مُحاطةً بالمركب اللييفي الكثيف، والذي يُحدّد بالمكوّن الحبيبي. يحدث نسخ rDNA في المراكز اللييفية أو المناطق الحدودية بين المراكز اللييفية والمركّب الليفي الكثيف، لذا تتكاثف هذه المنطقة عند نسخ rDNA، أما عمليات الانقسام وتعديل rRNA تحدث في المركب اللييفي الكثيف، بينما تحدث الخطوات اللاحقة في المركّب الحبيبي وهي تتضمن تجميع البرويتن في الوحدات الفرعية الريبوسومية.
أجهزة أُخرى داخل النواة.
إلى جانب النويّة، تحتوي النواة على عددٍ من الأجسام غير المحددة بغشاء. تتضمن هذه الأجسام أجسامَ كاخال وأجسام الجوزاء الملتفة وتجمع الأجسام النووية البينية متعددة الأشكال PIKA وأجسام ابيضاض السلائف النقويّة PML واللطخات المتناظرة واللطخات المترابطة. وعلى الرغم من أن المعروف حول هذه الأجزاء قليل، إلا أن أهميتها تنبع من كونها تفسر وجود وحدات فرعية مُكوِّنة للنواة وأن جِبلة النواة غير خليطاً متجانساً.
تظهر بعض البُنى النووية الفرعية كجزءٍ من عمليات مرضية غير طبيعية. على سبيل المثال، ظهور قضبان داخل نووية صغيرة في بعض حالات الاعتلال العضلي الخيطي. هذه الحالة تنجم عن طفرة في الأكتين، وهذه القضبان تتألف من الأكتين الطافر بالإضافة إلى البروتينات الهيكلية الخلوية الأخرى.
أجسام كاخال.
تحتوي النواة على 1 إلى 10 بنى مُدمجة تُدعى أجسام كاخال أوالأجسام الملتفة، ويتراوح قطرها بين 0.2 إلى 2 ميكرومتر، ويعتمد قطرها على نوع الخلية والنوع الحيوي. تأخذ هذه الأجسام شكل كرات مترابطة تحت المجهر الإلكتروني. وهذه الأجسام عبارة عن كثافة من بروتين الكولين. تشارك أجسام كاخال في أدوار مختلفة في معالجة الرنا RNA ولاسيّما إنضاج رنا النوية الصغير ورنا النووي الصغير، وتعديل هستونات رنا المرسال mRNA.
وعلى غرار أجسام كاخال تبدو أجسام الجوزاء الملتفة، والتي اشتُقَّ اسمها من برج الجوزاء، إشارةً إلى علاقتها التوءمية مع أجسام كاخال. تتماثل أجسام كاخال وأجسام الجوزاء بالحجم والشكل، وتقريباً لا يمكن التمييز بينهما تحت المجهر. إلا أنه على عكس أجسام كاخال فإن أجسام الجوزاء لا تحتوي على بروتينات ريبونووية صغيرة ولكن تحتوي على بروتين بقاء العصبونات المحركة، والذي ترتبط وظيفته بتخليق البروتين الريبونووي الصغير السابق الذكر. اِقتُرح بناءً على الدراسة المجهرية كون أجسام كاخال وأجسام الجوزاء مظهرين مختلفين للبنية ذاتها. إلا أن دراسات بنيوية لاحقة أظهرت تطابقهما باستثناء وجود اختلاف في البنية متعلق بمركب الكولين، حيث أجسام كاخال تحتوي على بروتين بقاء العصبونات المحركة وبروتين الكولين، أما أجسام الجوزاء فتحتوي على بروتين بقاء العصبونات المحركة فيما لا تحتوي على بروتين الكولين.
تجمعات الجسيمات النووية البينية متعددة الأشكال.
وُصِفت تجمعات الجسيمات النووية البينية متعددة الأشكال RAFA للمرة الأولى في دراسات مجهرية أُجريت عام 1991. لا تزال وظيفتها غير واضحة، إلا أنه يُعتقد عدم وجود علاقة لها بتضاعف الدنا النشيط، أو النسخ أومعالجة الرنا. في كثير من الأحيان تُوجد RAFA مقترنة بجسيمات تدعى محددة بتوضع كثيف لعامل النسخ PTF، والذي يعزز نسخ الرنا النووي الصغير.
أجسام ابيضاض السلائف النقوية.
أجسام كروية تُوجد منتشرة في جميع أنحاء جِبلة النواة، وتقيس حوالي 0.1 إلى 1 ميكرومتر. تُعرف أيضاً بأجسام كريمر. توجد في النوية أيضاً مرتبطة بأجسام كاخال وأجسام الانقسام. تنتمي أجسام ابيضاض السلائف النقوية للمصفوفة النووية أوالمطرق النووي.
اللطخات المرتبطة.
اللطخات المترابطة بنى موجودة داخل النواة تتقوّى في مرحلة ما قبل ربط عوامل رنا المرسال، وتقع هذه اللطخات في المناطق داخل الكروماتينية في البلازما النووية في خلايا الثدييّات. وتحت المجهر الفلوري تظهر هذه اللطخات غير منتظمةٍ، على شكل بنى منقّطة، تتنوع في الحجم والشكل، وعند فحصها بالمجهر الإلكتروني تظهر على شكل عناقيد من الحبيبات داخل الكروماتينية. هذه اللطخات هي بُنى ديناميكية، وكُلٌّ من البروتين وبروتين الرنا يمكنه الدوران بين اللطخات وبنى النواة الأخرى، بما في ذلك مواقع النسخ. وقد وفّرت الدراسات التي أُقيمت حول تكوين وسلوك البقع فهماً لنموذج التقسيم الوظيفي الذي تقوم به النواة وطريقة تنظيم التعبير الجيني. ربط البروتينات الريبونووية الصغيرة. والبروتينات الرابطة الأخرى اللازمة لمعالجة ما قبل الرنا المرسال. يتغير تكوين وموقع هذه البنى تبعاً لنسخ الرنا المرسال والتنظيم عبر فسفرة أنواع معينة من البروتينات، وذلك نظراً لتغير متطلبات الخلية المتغيرة.
اللطخات المتناظرة.
اِكتُشِفَت من قبل فوكس وآخرين عام 2002، وتبدو اللطخات المتناظرة بشكل حجرات غير منتظمة الشكل في النواة في المساحة داخل الكروماتينية. وقد وُثِّقت هذه البنى للمرة الأولى في خلايا هيلا، حيث ظهر 10 إلى 30 لكل نواة، توجد هذه اللطخات المتناظرة في جميع الخلايا البشرية الأساسية، خطوط الخلايا المتحولة، والمقاطع النسيجية. تُشير كلمة "اللطخات" إلى لطخات المرتبطة التي تكون قريبة من بعضها دائماً، أما كلمة "المتناظرة" فتشير إلى توضعها في النواة.
تُعتبر اللطخات المتناظرة بنىً ديناميكية تتنبه وتستجيب لتغيرات النشاط الأيضي الخلوي. كما وتختفي اللطخات الصفراء عند غياب رنا بوليميراز 2 وتشكل حينها جميع مكونات البروتينات شكلاً هلالياً محيطياً في النواة، تظهر هذه الحادثة أثناء الدورة الخلوية. في الدورة الخلوية، تتواجد اللطخات الصفراء خلال الطور البيني وطيلة الانقسام الخيطي أو التفتلي باستثناء الطور النهائي. ففي خلال الطور النهائي، عندما تتشكل نواتان ابنتان، لا يتم نسخ رنا بوليميراز 2 لذا تشكّل مكونات البروتينات بدلاً من اللطخات شكل غطاء حول نووي.
الألياف المحيطة بالكروماتين.
تظهر الألياف المحيطة بالكروماتين مرئيةً تحت المجهر الإلكتروني. وهي تقع بجوار الكروماتين النشط في النسخ، ويفترض أن تكون محددة لحجم المواقع النشطة في نسخ طليعة رنا المرسال.
توفّر النواة موقعاً لنسخ الجينات منفصلاً عن موقع الترجمة في السيتوبلازما، مما يتيح مستويات تنظيمية للجينات غير متوفرة في بدائيات النوى. الوظيفة الأساسية لنواة الخلية هي التحكم في التعبير الجيني، والتوّسط في نسخ الدنا خلال دورة الخلية.
تتواجد النواة كعضية داخل حقيقيات النوى، مغشّاةً بغشاء مغلق تماماً، يحتوي على معظم المادة الوراثية للخلية. ويتم تنظيم جزيئات الحمض النووي الدنا، جنباً إلى جنب مع مجموعة متنوعة من البروتينات، لتشكيل الكروموسومات.
التقسيم الخلوي.
يسمح الغلاف النووي بالتحكم بالعناصر داخل النواة، ويفصلها عن بقية السيتوبلازما، متى ما كان هذا الأمر ضرورياً. وتكمن أهمية هذا الأمر في التحكّم بالعمليات على جانبي الغشاء النووي. في معظم الحالات التي تحتاج فيها العمليات السيتوبلازمية إلى تثبيط، ينتقل حينها إلى النواة، حيث يتفاعل مع عوامل النسخ لتخفيض إنتاج إنزيمات معينة في المسار. تحدث هذه الآلية التنظيمية في حالة تحلل الجلوكوز، من أجل تشكيل جلوكوز-6-فوسفات بدءاً من الجلوكوز. في التراكيز العالية للفركتوز-6-فوسفات، وهو جزيء لاحق يتشكل من الجلوكوز-6-فوسفات، وهو أيضاً عامل منظم ينقل الهكسوكيناز إلى النواة. حيث تشكل هناك معقّداً مع بروتينات نووية للتقليل من التعبير عن الجينات المشاركة في تحلل السكر.
من أجل التحكّم في الجينات التي يتم ترجمتها، تنشر الخلية بعض عوامل الترجمة البروتينية، وهي مسؤولة عن تنظيم التعبير الجيني، بدءاً من الوصول الفيزيائي إلى الدنا، حتّى يتم تفعيل جزيئات دنا عبر مسارات الإشارة المختلفة. وهذا يمنع حتى المستويات المنخفضة من التعبير الجيني غير المناسب. على سبيل المثال، في حالة جينات "العامل النووي المعزز لسلسلة كابا الخفيفة في الخلايا البائية النشطة" NF-kB التي تشارك في معظم الاستجابات الالتهابية، تكون ترجمتها مُضمّنَةً في استجابة إحدى مسارات الإشارة، كتلك التي يبدأها جزيء عامل نخر الورم ألفا TNFα، الذي يرتبط بمستقبلات غشاء الخلية، مؤدّيَةً إلى تجنيد بروتينات إشارة، وفي النهاية تفعيل عامل النسخ NF-kB. تؤدي الإشارة المحلية على NF-kB إلى نقلها عبر مسامِ نووي إلى النواة، حيث تحفّز نسخ الجينات المستهدفة.
تقسيم الخلية إلى حجرتين يمنع ترجمة رنا مرسال غير المتزاوج. رنا المرسال الخاص بحقيقيات النواة يحتوي إنترونات يجب إزالتها قبل الشروع بترجمتها لإنتاج بروتينات وظيفية. يتم التزاوج داخل النواة قبل أن يتم إتاحة الوصول إلى رنا مرسال من قبل الريبوسومات من أجل الترجمة. بدون النواة، لكانت الريبوسومات ستترجم رنا مرسال غير المعالج، مما يؤدي إلى بروتينات تالفة وغير وظيفية.
التعبير الجيني.
يتضمن التعبير الجيني أولاً النسخ، والذي فيه يتم استخدام دنا كقالب لإنتاج الحمض النووي الريبي. في حالة الجينات المرمّزة لبروتينات، فإن رنا RNA المنتج منها هورنا مرسال mRNA، الذي يحتاج فيما بعد إلى ترجمة بواسطة ريبوسومات ليُكوِّن بروتيناً. تقع الريبوسومات خارج النواة، لذا فإن رنا مرسال المنتج يحتاج إلى إخراجه من النواة.
زيادةً على كون النواة موقع النسخ، فإنها تحتوي أيضاً على طيف واسع من البروتينات التي إما أن تتواسط مباشرةً في الترجمة، أوتشترك في تنظيم هذه العملية. وتشتمل هذه البروتينات على هيليكاز، وهي مجموعة بروتينات تَحل جزيئة الدنا ثنائية الطاق المجدولة، لتُسَهِّل الوصول إليها، وتشتمل أيضاً على رنا بوليميراز الذي يرتبط بمجمع الدنا لتكوين جزيئة رنا المتنامية، وتشتمل أيضاً على التوبوإيزوميرازات، التي تغيِّر معدَّل لفّ الحمض النووي، مما يساعد على اللف أو الحل، كما هو الحال في العديد من العوامل التي تتواسط النسخ وتنظم التعبير.
معالجة ما قبل الحمض النووي الريبوزي المرسال.
تُعرف جزيئات الحمض النووي الريبوزي رنا قبل المعالجة بالنسخة الأولى من الرنا أو الرنا غير الناضجة. يجب أن تخضع هذه الجزيئات لعملية معالجة في النواة قبل تصديرها إلى السيتوبلازما، حيث أن الحمض النووي الريبوزي منقوص الأوكسجين الرنا التي تظهر في السيتوبلازما بدون هذه التعديلات، تتدرّك فيما بعد بدلاً من استخدامها في ترجمة البروتين. وأثناء ذلك ترتبط رنا المرسال مع مجموعة من البروتينات، لتشكّل تجمعات تدعى الجسيمات الريبونوكليوبروتينية غير المتجانسة.
يتم ربط الرنا، بواسطة معقّد يدعى جسيم التضفي، عبر عملية يتم فيها إزالة الإنترونات أو المناطق من دنا التي لا ترمّز بروتينا، تزال من النسخة الأولية من الرنا، أما الإكسونات المتبقية تتصل فيما بينها لتعيد تشكيل جزيئة واحدة متواصلة. العديد من جزيئات رنا المرسال الأولية، بما في ذلك الأجسام المضادة المرمِّزة، يمكن أن تتضفّر بعدّة طرق لإنتاج جزيئات رنا مرسال ناضجة، والتي بدورها تقوم بترميز سلاسل بروتين مختلفة. تُعرف هذه العملية بالوصل المتبادل، وتسمح هذه العملية بإنتاج بروتينات متنوعة جداً من كمية محدودة من دنا.
نواة لكل خلية.
معظم حقيقيات النوى تمتلك نواةً واحدة، وبعضها عديم النواة، في حين يمتلك البعض الآخر عدة نوى. ينجم هذا التنوع إما عن التطور الطبيعي كما في نضوج خلايا الدم الحمراء عند الثدييّات، أونتيجة انقسام خلوي خاطئ.
خلايا عديمة النواة.
تفتقد الخلايا عديمة النواة أي نواة، أي أنها غير قادرة على الانقسام، وبالتالي غير قادرة على توليد خلايا جديدة. إحدى أكثر الخلايا عديمة النواة المعروفة عند الثدييّات هي خلايا الدم الحمراء، التي تفتقر أيضاً إلى ميتاكوندريا، حيث تقوم هذه الخلية بدور ناقل للأوكسجين من الرئتين إلى أنسجة الجسم. تنضج الكريات الحمر من سلائفها في نقي العظم، حيث تفقد نواتها والريبوسومات. تُطرد النواة خارج الخلية أثناء تحولها من أرومة حمراء إلى خلية شبكية، كما وتعتبر الخلية الشبكية الشكل السابق مباشرةً لكريات الدم الحمراء الناضجة في الدم. يؤدي وجود بعض الطفرات إلى التحريض على إطلاق بعض الكريات الحمر غير الناضجة "صغيرة النواة" في مجرى الدم. كما يمكن للخلايا عديمة النواة أ، تنشأ من انقسامِ معيب بحيث تفتقر إحدى الخلايا البنتين إلى النواة، فيما تمتلك الأخرى نواتين.
في النباتات المزهرة (كاسيات البذور)، تتواجد الخلايا في عناصر الأنبوب الغربالي.
الخلايا متعددة النوى.
تحتوي هذه الخلايا على عدة نوى. معظم الأنواع الأكانثريا من الأوليّات وبعض الفطريات في الجذريات الفطرية يمتلكون بالحالة الطبيعية خلايا عديدة النوى. ومن الأمثلة الأخرى عن الخلايا متعددة النوى الطفيليات المعوية في جنس الجيارديا، حيث تمتلك هذه الخلايا نواتين في كل خلية. أما في البشر، فإن الخلايا العضلية الهيكلية التي تدعى الخلايا العضلية تكوِّن ما يعرف بالمُخلى الخلوي وهوبروتوبلازما متعددة النوى خلال التطور، ويسمح توضع النوى المتعددة محيطياً يسمح بمساحة أكبر في الخلية لِلييفات العضلية. يمكن للخلايا ثنائية النواة أومتعددة النوى أن تكون غير طبيعية في البشر، على سبيل المثال الخلايا التي تنتج عن التحام وحيدات النوى والبالعات والتي تُعرف باسم الخلايا العملاقة متعددة النوى، والتي يصاحبها التهاب أحياناً وتشارك في تشكيل الأورام.
كذلك فإن عدداً من السوطيّات الدوّارة تمتلك نواتين. وخلافاً للخلايا متعددة النوى الأخرى فإن هذه النواة تحتوي على سلالتين من الدنا DNA: واحدة من السوطيّة الدوارة والأخرى من الدياتوم التكافلي. تبقي ميتاكوندريا وصانعات الدياتوم على وظائفها بطريقة ما.
اِعتُبِرت النواة السِمة المميّزة لحقيقيات النوى، وكان الأصل التطوّري للنواة موضوع كثير التكهنات. وقد ظهرت أربع فريضيّات رئيسية لتفسير وجود النواة، على الرغم من عدم حيازة أي فرضيّة منها على تأييد واسع النطاق.
أول هذه النماذج هو "التغذية المتبادلة"، وهو نموذج يقترح وجود علاقة تكافلية بين العتائق والبكتيريا، أدّت لنشوء خلية حقيقية النواة، أي تحتوي على نواة. حيث لا تحتوي العتائق أو البكتيريا على نوى. تقوم الفرضيّة على نشوء النواة عندما قامت عتيقة قديمة، مشابهة للعتيقة المولدة للميثان الحديثة، قامت بغزو بكتيريا وعاشت بداخلها، وهذه البكتيريا مشابهة لجرثومة مخاطية حديثة، وتشكّلت فيما بعد النواة الأولى. تشابه هذه النظرية نظرية منشأ ميتاكوندريا الخلية حقيقية النواة وكذلك الصانعات الخضراء وهي نظرية مقبولة، حيث يُعتقد تطورها من علاقة تعايشية داخلية بين حقيقيات النواة البدائية proto-eukaryotes وبكتيريا هوائية. تدعم الملاحظات حول تماثل بعض جينات البروتينات في العتائق وحقيقيات النواة بما في ذلك الهستونات، تدعم هذه الملاحظات الأصل العتائقي للنواة.
يقترح النموذج الثاني، أن الخلايا البدائية للحقيقية النواة تطورت من البكتيريا دون المرور بالمرحلة التكافلية الداخلية. تستند هذه الفرضية على وجود بكتيريا مستعلقات حديثة تمتلك بنية نووية مزودة بمسامٍ بدئية، بالإضافية إلى بُنى غشائية مجزأة أخرى. وينص اقتراح مماثل أن خلية تشبه الخلية حقيقية النواة، وchronocyte قد تطوّرت أولاً، ومن ثم ولّدت المبتلعة العتيقة والبكتيريا النواة والخلية حقيقية النواة.
تُعتبر فرضية تولُّد حقيقيات النوى الفيروسية، الفرضية الأكثر إثارةً للجدل. هذا النموذج يقوم على افتراض أن النواة المزودة بغشاء وكذلك بقيّة السمات المميّزة لحقيقيات النواة، قد نشأت من إصابة بدائيات النوى بفيروس. ويستند هذا الافتراض على أوجه التشابه بين حقيقيات النوى والفيروسات في الحمض النووي الريبي منقوص الأوكسجين الخطي والارتباط المحكم بالبروتينات (حيث تشابه الهستونات غلاف الفيروس)، حيث تطوّرت النواة في إطار تشكيل "مفترسات" خلوية مبكرة. كذلك رأي آخر افترض نشوء حقيقيات النواة من عتائق مبكرة أُصيبت بفيروس الجدري، وذلك بناءً على التشابه الملحوظ بين بلمرة الحمض النووي DNA في فيروس الجدري الحديث وحقيقيات النوى. وقد أُشِيرَ إلى ارتباط ما قد يكون بين مسألة تطور التكاثر الجنسي وفرضية إنتاج حقيقيات النوى الفيروسية.
مقترح أحدث، يُدعى بفرضية الغشاء الخارجي، التي تشير إلى أن النواة نشأت من خلية سليفة واحدة قامت بتطوير غشاء ثاني خارجي. الغشاء الداخلي الذي كان محيطاً بالخلية الأصلية تحوّل إلى غشاء نووي وطوّر بشكل متزايد بنى مساميّة من أجل تمرير المكونات الخلوية المصنّعة داخلياً مثل الوحدات الفرعية الريبوسومية.
الريبوسوم هو أحد عضيات الخلايا الحية ، وهو مؤلف من بروتينات ريبوسومية و رنا ريبوسومي . مهمته الأساسية ترجمة الرنا المرسال إلى سلاسل ببتيدية تترابط فيما بعد لتشكيل البروتينات. وبالتالي هو أحد المراكز المهمة في عملية تحويل المعلومات الوراثية إلى بروتينات مشفرة ضمن الصيغة الوراثية.
تتكون الريبوسومات من وحدتي بروتينات، لا تجتمع مع بعضها اِلا في حالة تكوين البروتين.اِحدى هذه الوحدات أكبر من الأخرى. يعتبر الريبوسوم أنه المصنع الذي يحول المعلومات الوراثية المشفرة إلى تسلسل ببتيدي من أحماض أمينية. يمكن للريبوسومات أن تسبح في الخلية بحرية كما في بدائيات النوى أمّا في حقيقيات النوى فقد توجد حرة في الهيولى أو مرتبطة إلى الوجه الهيولي لأغشية الشبكة الهيولية الداخلية (الخشنة تحديداً ) أو مرتبطة إلى الغلاف النووي.
تقوم الريبوسومات المبعثرة في الهيولي باِنتاج البروتينات الخاصة بالخلية.أما الرايبوسومات التي تكون مرتبطة بالشبكة الاِندوبلازمية والغلاف النووي فتنتج البروتينات الخاصة بالغشاء الخلوي أو تلك التي قد لاتخص الخلية نفسها مثل الهرمونات.
اكتشفت الريبوسومات في منتصف الخمسينات من قبل جورج بالاد بوساطة المجهر الإلكتروني كجسيمات كثيفة أو حبيبات. ونال على هذا الاكتشاف جائزة نوبل.
الاستماتة أو الموت المبرمج للخلية الحية (: Apoptosis، من الإغريقية وتعني "السقوط") هي العملية التي بواسطتها تقتل الخلية الحية نفسها في الكائنات متعددة الخلايا. تعتبر هذه العملية واحدة من عدة طرق ممكنة تؤدي للموت الخلوي والتي تحدث بتوازن وتزامن مع عملية التكاثر الخلاوي للمحافظة على حياة الكائنات متعددة الخلايا. تتم هذه العملية عن طريق مجموعة من الاحداث البيوكيماوية التي تؤدي لتغيرات في مظهر وبنية الخلايا (مورفولوجيا)، الأمر الذي ينتهي بموت الخلية. وتشمل هذه التغييرات انكماش الخلية:
يموت وسطياً ما بين 50 إلى 70 مليار خلية باليوم بسبب الموت الخلوي المبرمج عند الإنسان البالغ. بينما يكون هذا المعدل ما بين 20 مليار إلى 30 مليار خلية يومياً عند الأطفال التي تتراوح أعمارهم ما بين 8 و 14 عام.
وخلافا على ذلك النخر , وهو شكل من موت الخلايا نتيجة الإصابة بالالتهاب الخلوى، و الاستماتة هي عملية منظمة  تضفى المزايا أثناء دورة حياة الكائنات الحية.على سبيل المثال، الفصل بين خلايا اصابع الجنين البشرى حيث تخضع للاستماتة و خلافا على ذلك النخر، الاستماتة تنتج شظايا خلية تسمى اجسام تشظى حمض د. ن. ا. ووتيرة الزيغ الكروموزومى، و تستطيع هذه الخلايا ابتلاع و ابعاد الخلايا قبل وصولهم لمحتويات الخلية و انتشارهم على الخلايا المحيطة، و أحيانا قد تتسبب في تلف الخلايا المجاورة.
الاستماتة لا يمكن ان تتوقف بمجرد ان بدأت، لانها على درجة عالية من التنظيم.الاستماتة يمكن ان تبدأ عبر أحد المسارات. مسار جوهري يمكن للخلية ان تقتل نفسها، لانه يستشعرهذا المسار بقتل الخلايا لنفسها، و ذلك بسبب بعض الاشارات من الخلايا الاخرى. بعض المسارات التي تحمل موت الخلايا ممكن ان تتنشط من خلال تكسير الانزيمات للبروتين.
البحث عن الطفرات التي تصيب سلسلة الاستماتة زاد بشكل كبيرة منذ اوائل التسعينات، إضافة إلى اهمية ظاهرة بيولوجية  قد تورطت مجموعة واسعة من الامراض. الفطريات المفرطة التي تسبب الضمور المفرط، تكون سبب في تكاثر الخلايا غير المنضبط، مثل السرطان. بعض العوامل مثل مستقبلات كاسباس تعمل على تعزيز الفطريات، بينما تمنع بعض أفراد من عائلة bcl-2 من البروتينات حدوث الفطريات.
اكتشافات أصل الكلمة.
كان العالم الألماني كارل فوجت أول من وصف مبدأ موت الخلايا المبرمج في 1842. وفي عام 1885، ألقى التشريح فالتر فليمنغ وصف أكثر دقة من عملية موت الخلايا المبرمج. ومع ذلك، لم يكن حتى عام 1965 أن الموضوع هو الأموات. بينما دراسة الانسجة يتم باستخدام المجهر الإلكتروني، وكان جون فوكستون روس كير في جامعة كوينزلاند قادرا على التمييز بين موت الخلايا المبرمج من موت الخلايا الصدمة. في أعقاب نشر ورقة تصف هذه الظاهرة، دعي كير للانضمام اليستر R كوري، وكذلك أندرو وايلي، الذي كان طالب دراسات عليا كوري، وفي جامعة أبردين. في عام 1972، نشر مقال الثلاثي المنوية في المجلة البريطانية للسرطان. وكان كير يستخدم في البداية مصطلح برمجة نخر الخلية، ولكن في هذه المادة، عملية موت الخلايا الطبيعية وتسمى الخلايا. تلقى كير بول إرليخ وجائزة لودفيج في 14 مارس 2000، عن وصفه لموت الخلايا المبرمج. وقال إنه يشارك الجائزة مع بوسطن الأحياء H.
لسنوات عديدة، مصطلح "موت الخلايا المبرمج" لم يكن معروف بشكل كبير، و تحولت الخلايا الميتة من الغموض إلى حقل رئيسي للبحوث وكانوا أمرين: تحديد مكونات سيطرة موت الخلايا وآليات المستجيب، وربط شذوذ في موت الخلايا إلى الأمراض التي تصيب البشر، في سرطان معين.
حصل على جائزة نوبل في الطب عام 2002 لسيدني برينر، هورفيتز وجون إي. وقد تم التعرف على الجينات في الدراسات في الديدان الخيطية C. ايليجانس وهذه الجينات نفسها تعمل في البشر للموت الخلايا المبرمج.
في اليونانية، موت الخلايا المبرمج يترجم إلى "تسقط" من أوراق من شجرة. كورماك، أستاذ اللغة اليونانية، فإن مصطلح للاستخدام الطبي كما كان معنى الطبي بالنسبة لليونانيين أكثر من قبل ألفي سنة. يستخدم أبقراط هذا المصطلح ليعني "التي تقع قبالة العظام". مددت جالينوس معناها إلى "إسقاط الجلبة". وكان كورماك لا شك فيه على بينة من هذا الاستخدام عندما اقترح الاسم.
في كير، ايلي وكوري الورقة الأصلية، وهناك حاشية بشأن النطق:
"نحن في غاية الامتنان للأستاذ جيمس كورماك من قسم اليونانية في جامعة أبردين، لاقتراح هذا المصطلح. إن كلمة" موت الخلايا المبرمج " يستخدم في اليونانية لوصف" انزال "أو" تسقط "من بتلات من الزهور، أو أوراق الشجر. لإظهار الاشتقاق بوضوح، نقترح أن الضغط يجب أن يكون على المقطع ما قبل الأخير، في النصف الثاني من كلمة يجري ضوحا مثل "إطراق" (مع "ع" صامت)، والتي تأتي من نفس الجذر "لتسقط"، ويستخدم بالفعل لوصف تدلى الجفن العلوي ".
آليات التفعيل.
يتم تنظيم الشروع في الاستماتة أو موت الخلايا المبرمج بشكل محكم من خلال آليات التفعيل، لأنه حينما تبدأ عملية الاستماتة، فإنها ستؤدي لا محالة إلى موت الخلية. وهناك آليتان للتفعيل هما الأكثر وضوحاً وفهماً: المسار الداخلي (أو مسار الميتوكندريا)، والمسار الخارجي. يتم تفعيل المسار الداخلي عن طريق إشارات بين-خلوية تتولد عندما تكون الخلايا في حالة إجهاد، وتعتمد على إطلاق البروتينات من المساحة بين الغشائية للميتوكندريا. أما المسار الخارجي فيتم تفعيله من روابط خارج الخلية ملتصقة بمستقبلات الموت على سطح الخلية، مما يؤدي إلى تشكل منظومة إشارات تحفيز الموت DISC .
تطلق الخلية إشارات بين-خلوية للاستماتة كرد فعل للتعرض إلى إجهاد، مما قد يؤدي إلى انتحار الخلية. إن ارتباط مستقبلات النواة بالغلوكوكورتيكويدات، الحرارة، إشعاع، الحرمان من التغذية، العدوى الفيروسية، نقص الأكسجة، أو زيادة تركيز الكالسيوم، على سبيل المثال من خلال تضرر الغشاء، قد تؤدي إلى تحفيز إشارات الاستماتة داخل الخلية من قبل خلية تالفة. ويساعد عدد من المركبات الخلوية، مثل متعدد البلمرة الريبوزي ADP، إلى المساعدة في تنظيم عملية الاستماتة.
قبل العملية الفعلية لموت الخلية والتي تتم من خلال الانزيمات، يجب أن تؤدي اشارات الاستماتة إلى دفع البروتينات المنظمة إلى بدء مسار الاستماتة. تتيح هذه الخطوة للإشارات بأن تسبب موت الخلية، أو توقف العملية، إذا لم تعد هناك حاجة لموت الخلية. ترتبط بهذا الأمر العديد من البروتينات، لكن تم تحديد منهجين رئيسيين لتنظيمها: استهداف الميتوكندريا، أو تحويل الإشارة بشكل مباشر من خلال البروتينات المحولة إلى آليات الاستماتة. وتم تحديد المسار الخارجي لبداية العملية في العديد من دراسات المواد السامة، بكونه زيادة في تركيز الكالسيوم داخل الخلية بسبب نشاط مادة دوائية أو مخدرة، مما قد يؤدي أيضاً إلى عملية موت الخلية من خلال ملزمة الكالسيوم البروتيني (كالبين).
المسار الداخلي.
إن الميتوكندريا أساسية من أجل الحياة متعددة الخلايا. فبدونها، تتوقف الخلية عن التنفس الهوائي وتموت بسرعة. وتشكل هذه الحقيقة أساساً للعديد من مسارات الاستماتة. تؤثر البروتينات المرتبطة بهذه العملية على الميتوكندريا بطرق متعددة. قد تؤدي إلى تضخم الميتوكندريا من خلال تكوين مسامات في غشائها، أو قد تزيد من نفاذية غشاء المتوكندريا والتسبب بتسرب مؤثرات الاستماتة إلى الخارج. وهي مرتبطة بقوة بالمسار الداخلي، وتظهر الأورام أكثر خلال المسار الداخلي من المسار الخارجي بسبب الحساسية. وهناك كم متزايد من الأدلة التي تشير إلى أن أكسيد النيتريك له القدرة على تحفيز الاستماتة من خلال المساعدة على تبديد مكونات غشاء الميتوكندريا وجعله بالتالي أكثر نفاذية. ووجد أن أكسيد النيتريك مرتبط ببدء أو منع الاستماتة من خلال عمله المحتمل كجزيء إشارة في مسارات لاحقة لتحفيز الاستماتة.
يتم إفراز بروتينات الميتوكندريا المعروفة بـ SMACs إلى العصارة الخلوية للخلية بعد زيادة نفاذية أغشية الميتوكندريا، ترتبط تلك البروتينات بالبروتينات التي تمنع موت الخلية مما يؤدي إلى تثبيطها، مما يسمح بالتالي لعملية الاستماتة بالحدوث. تعمل البروتينات المثبطة لموت الخلية على منع نشاط مجموعة من الانزيمات البروتينية السيستينية تدعى الكاسباس، التي تقوم بعملية تحلل الخلية. ولذلك يمكن اعتبار أن انزيمات التحلل يتم تنظيمها بشكل غير مباشر من خلال نفاذية الميتوكندريا.
يتم إفراز السيتوكروم (سي) أيضاً من الميتوكندريا بسبب تشكل القناة (قناة الاستماتة المحفزة عن طريق الميتوكندريا) في الغشاء الخارجي للميتوكندريا، وله وظيفة تنظيمية حيث يسبق التغير المورفولوجي المرتبط بالاستماتة. وحين يتم افراز السيتوكروم (سي) يرتبط بعامل تنشيط الانزيم البروتيني للاستماتة (Apaf) وجزيئات ATP، التي ترتبط بدورها بمحفز الكاسباس-9 لتكوين مركب بروتيني يعرف باسم apoptosome، مشكلا الكاسباس-9 الذي ينشط الكاسباس-3. ويتم تنظيم القناة من خلال العديد من البروتينات.
المسار الخارجي.
تم اقتراح نظريتين حول البدء المباشر لآليات الاستماتة في الثدييات: TNF  أي نموذج عامل النخر الورمي، وFAS وهو نموذج يتم بواسطة جزيئات FAS. ويتعلق النموذجان بمستقبلات TNF  المرتبطة بإشارات خارجية.
مسار TNF: