Cell membranes are way more complicated than you think - Nazzy Pakpour

المترجم: Ali Yassin المدقّق: Hani Eldalees

Cell membranes are structures of contradictions.

أغشية الخلية عبارة عن مجموعة من التناقضات.

These oily films are hundreds of times thinner than a strand of spider silk,

تلك الأغشية الزيتيّة أرقّ بمئات المرات من خيوط العنكبوت الحريرية،

yet strong enough to protect the delicate contents of life:

ولكنّها تتمتّع بالقوة الكافية لحماية مُسبّبات الحياة الحساسة مثل:

the cell's watery cytoplasm, genetic material, organelles,

سيتوبلازم الخلية المائية والمواد الوراثية والعضوية

and all the molecules it needs to survive.

وكلّ الجزيئات التي تحتاجها لتنجو.

How does the membrane work, and where does that strength come from?

ما هي طريقة عمل الأغشية، وما هو مصدر قوتها؟

First of all, it's tempting to think of a cell membrane

بدايةً، ربما تصورت أنّ غشاء الخلية

like the tight skin of a balloon,

كقشرة البالون محكمة الإغلاق،

but it's actually something much more complex.

ولكنّها في الحقيقة شيئًا أكثر تعقيدًا من ذلك.

In reality, it's constantly in flux,

ففي الواقع، تكون في حالة تغير متواصلة،

shifting components back and forth to help the cell take in food,

تعمل على تغيير موقع المكونات المختلفة للمساعدة في امتصاص الغذاء،

remove waste,

التخلّص من الفضلات،

let specific molecules in and out,

السماح لإخراج وإدخال جزيئات محددة،

communicate with other cells,

وتتواصل مع الخلايا الأخرى،

gather information about the environment,

تجمّع معلومات عن البيئة،

and repair itself.

وتعمل على مداوة نفسها بنفسها.

The cell membrane gets this resilience, flexibility, and functionality

يتمتع غشاء الخلية بالقدرة على الانكماش والمرونة والأداء الوظيفي

by combining a variety of floating components

عن طريق تجميع مجموعات متنوعة من المكونات العائمة

in what biologists call a fluid mosaic.

أو ما يعرّفه علماء الأحياء باسم الفسيفساء السائلة.

The primary component of the fluid mosaic

المكوّن الرئيسيّ للفسيفساء السائلة

is a simple molecule called a phospholipid.

عبارة عن جزيء بسيط يدعى "فوسفوليبيد".

A phospholipid has a polar, electrically-charged head,

والفوسفوليبيد له قطب ذو رأسٍ مشحونٍ كهربائيًّا،

which attracts water,

يعمل على جذب المياه

and a non-polar tail, which repels it.

وذيل غير قطبيّ يعمل على صدها.

They pair up tail-to-tail in a two layer sheet

يقترنان ببعضهما البعض عن طريق الذيل مكونين طبقةً ثنائية الشكل

just five to ten nanometers thick that extends all around the cell.

بسُمكٍ يتراوح من 5-10 نانومتر ممتدًّا على طول الخلية.

The heads point in towards the cytoplasm

تشير الرؤوس ناحية السيتوبلازم

and out towards the watery fluid external to the cell

وتتجه إلى الخارج نحو السائل المائي خارج الخلية

with the lipid tails sandwiched in between.

على أن يكون دهن الذيلين محصورًا بينهما.

This bilayer, which at body temperature has the consistency of vegetable oil,

هذه الطبقة الثنائية تكون بدرجة حرارة الجسم يكون لديها نفس صفات الزيت النباتي،

is studded with other types of molecules,

وتكون مندمجةً مع أنواعٍ أخرى من الجزيئات،

including proteins,

مثل البروتينات،

carbohydrates,

الكيبوهيدرات،

and cholesterol.

والكوليسترول.

Cholesterol keeps the membrane at the right fluidity.

ويعمل الكوليسترول على المحافظة على نسبة السيولة الصحيحة للغشاء.

It also helps regulate communication between cells.

كما يعمل على تنظيم التواصل بين الخلايا.

Sometimes, cells talk to each other

أحيانًا، تتواصل الخلايا مع بعضها البعض

by releasing and capturing chemicals and proteins.

عن طريق إرسال واستلام مواد كيميائية وبروتينات.

The release of proteins is easy,

إرسال البروتينات عملية سهلة،

but the capture of them is more complicated.

ولكن عملية استلامها أصعب بكثير.

That happens through a process called endocytosis

كل هذا يحدث من خلال عملية تسمى الالتقام الخلويّ.

in which sections of the membrane engulf substances

حيث تقوم أجزاء الغشاء بابتلاع المواد

and transport them into the cell as vesicles.

ونقلهم إلى الخلايا كحويصلات.

Once the contents have been released,

بعد أن يتم إطلاق المكونات،

the vesicles are recycled and returned to the cell membrane.

يتم إعاده تدوير الحويصلات وإرجاعها إلى غشاء الخلية.

The most complex components of the fluid mosaic are proteins.

أكثر المكونات تعقيدًا في الفسيفساء السائلة هي البروتينات.

One of their key jobs is to make sure

واحدة من أهم وظائف البروتين هي التأكّد

that the right molecules get in and out of the cell.

من خروج أو دخول الجزيء الصحيح إلى الخلية.

Non-polar molecules, like oxygen,

الجزيئات غير القطبية مثل الأكسجين،

carbon dioxide,

وثاني أكسيد الكربون،

and certain vitamins

وبعض الفيتامينات

can cross the phospholipid bilayer easily.

يمكن أن يعبروا طبقة الفوسفوليبيد الثنائية بسهولة.

But polar and charged molecules can't make it through the fatty inner layer.

لكن الجزيئات القطبية والمشحونة لا تستطيع المرور من خلال الطبقة الدهنية الداخلية.

Transmembrane proteins stretch across the bilayer to create channels

يتمدد غشاء البروتين التحولي عبر الطبقة الثنائية بغرض إنشاء قنوات

that allow specific molecules through, like sodium and potassium ions.

تسمح بمرور جزيئات معينة مثل الصوديوم وأيونات البوتاسيوم.

Peripheral proteins floating in the inner face of the bilayer

تساعد البروتينات المحيطية العائمة على وجه الطبقة الثنائية

help anchor the membrane to the cell's interior scaffolding.

على جذب الغشاء إلى سقالات الخلية الداخلية.

Other proteins in cell membranes can help fuse two different bilayers.

بعض البروتينات في غشاء الخلية يمكن أن تعمل على دمج نوعين مختلفين من الطبقات الثنائية.

That can work to our benefit, like when a sperm fertilizes an egg,

وهذا قد يفيدنا، عند تخصيب المني للبويضة،

but also harm us, as it does when a virus enters a cell.

ولكن قد يضرنا أيضًا، كاحتمالية إصابة الخلية بفيروس.

And some proteins move within the fluid mosaic,

وبعض البروتينات تتحرّك من خلال الفسيفساء السائلة،

coming together to form complexes that carry out specific jobs.

متحدين معًا لتشكيل مجموعاتٍ مختلفة لتنفيذ مهامٍ محددة.

For instance, one complex might activate cells in our immune system,

على سبيل المثال، مجموعة واحدة من الممكن أن تقوم بتنشيط الخلايا في جهازنا المناعي.

then move apart when the job is done.

ثم يتفرقون بعد إتمام المهمة.

Cell membranes are also the site of an ongoing war

غشاء الخلية هو أيضًا موقع حرب مستمرة

between us and all the things that want to infect us.

بيننا وبين كل ما يريد أن يؤذينا.

In fact, some of the most toxic substances we know of

في الواقع، بعض أكثر المواد السامة التي نعرفها

are membrane-breaching proteins made by infectious bacteria.

هي بروتينات صنعتها البكتيريا المُعدية بغرض اختراق غشاء الخلية.

These pore-forming toxins poke giant holes in our cell membranes,

هذه السموم رديئة التصميم تتسبّب في ثقوب عملاقة في غشاء خلايانا،

causing a cell's contents to leak out.

مما يتسبب في تسريب محتويات الخلية للخارج.

Scientists are working on developing ways to defend against them,

ويعمل العلماء على تطوير طرق لردعهم،

like using a nano-sponge that saves our cells

مثل الإسفنج الدقيق الذي ينقذ خلايانا

by soaking up the membrane-damaging toxins.

عن طريق امتصاص السموم الضارة بالغشاء.

The fluid mosaic is what makes all the functions of life possible.

الفسيفساء السائلة هي ما تجعل كل وظائف الحياة ممكنة.

Without a cell membrane, there could be no cells,

بدون غشاءٍ للخلية، ما وُجدت الخلية نفسها.

and without cells, there would be no bacteria,

وبدون الخلايا، ما وُجدت البكتيريا،

no parasites,

ولا الطفيليات،

no fungi,

ولا الفطريات،

no animals,

ولا الحيوانات،

and no us.

وما كان ليوجد الجنس البشريّ من الأساس.