תא

מבנה תא איקריוטי

צילום תאים במיקרוסקופ אלקטרוני חודר

תא (בלטינית: cellula, ביוונית:κύτταρο נהגה:kýttaro) הוא יחידת החיים הבסיסית המקיימת בה את כל מאפייני החיים. כל היצורים החיים מורכבים מתא אחד או יותר וכל מה שאינו מורכב מתאים או שאינו מורכב מתאים שלמים, אינו חי. כל תא ותא, בין אם הוא תא עצמאי של יצור חד-תאי ובין אם הוא חלק מיצור רב-תאי, מקיים את כל התנאים המגדירים יצור חי.

ישנם תאים בעלי מידור פנימי, כלומר, תאים בעלי גרעין - אלו הם תאים איקריוטיים, וישנם תאים חסרי מידור פנימי - פרוקריוטים. היצורים שתאיהם פרוקריוטיים הם בהכרח יצורים בעלי תא בודד. יצורים כאלה הם החיידקים והארכיאה. לעומתם, יצורים שתאיהם בעלי גרעין עשויים להיות או חד-תאיים, דוגמת סנדלית או אמבה או רב-תאיים, שהם יצורים המורכבים מתאים אחדים או מיליוני ואף מאות מיליארדי תאים, דוגמת בני אדם או העצים. באורגניזמים אלה התאים מתמיינים ומתמחים ליעודם.

מבנים בסיסיים המשותפים לכל התאים

למעט יוצאי דופן ספורים, בכל תא יש חומר תורשתי. למעשה, ביצור רב-תאי כל תא ותא מכיל את כלל החומר התורשתי של הגוף כולו (דוגמאות ליוצאי דופן: תאי דם אדומים בוגרים בזוחלים, יונקים ועופות הם חסרי חומר תורשתי, ובתאי זרע וביציות לא מופרות יש כמחצית מחומר זה). (בניגוד לחלק מהנגיפים שבהם החומר התורשתי שונה). כל תא ותא מכיל מנגנונים להכפלת החומר התורשתי לקראת התחלקות התא לשני תאים, שהיא בעצם, רבייה לא מינית ברמת התא (או התחלקות אחרת לקראת רבייה מינית היוצרת תאי זרע וביציות לא מופרות).

החומר התורשתי הוא יחסית חסר פעילות כימית ואינו מעודד, יחסית, את הפעילות הכימית בתא ההכרחית לחילוף החומרים. מרבית הפעילות הכימית של התא מתבצעת באמצעות קטליזה של חלבונים. בכל תא יש גם מולקולות של RNA שעושות גם חלק מהפעילות הקטליתית ומשמשות גם להעברת מידע שמקורו ב-DNA אל חלקי התא השונים.

כל תא מוקף בקרום, שהוא ממברנה ביולוגית המורכבת דו-שכבה של מולקולות ליפידיות ומשובצת בחלבונים תפקודיים. ממברנה זו מפרידה את התא מסביבתו ומאפשרת לו לקיים סביבה פנימית יציבה ושונה מהסביבה החיצונית. היא מאפשרת לו גם לקלוט מהסביבה החיצונית את מה שדרוש לו ולפלוט אליה את מה שאינו דרוש, באמצעות החלבונים התפקודיים השתולים בה.

סוגי תאים

תא פרוקריוטי (מימין) ואיקריוטי

נהוג לחלק את התאים על פי מבנם לשני סוגים:

• תא פרוקריוטי: זהו תא חסר גרעין מוגדר (חסר קרום גרעין) ולמעשה חסר מידור פנימי וקרומים פנימיים כל שהם כמו גם אברונים כל שהם. בתוך חלל התא הכללי מתרחשות כלל פעולות התא ומצויים כלל חלקי התא, כולל ה-DNA. כיום מקובל לראות בפרוקריוטים שני סוגי תאים נפרדים: חיידקים אמיתיים (כולל כחוליות) וחיידקים קדומים.
• תא איקריוטי: זהו תא בעל גרעין מוגדר (בעל קרום גרעין) ובעל קרומים פנימיים ומידורים רבים. תא זה מכיל אברונים רבים (כלומר חלקים בעלי תפקוד שונה). גרעין התא מכיל בתוכו את החומר התורשתי. התאים האיקריוטים התפתחו מסימביוזה בין חיידקים קדומים לבין חיידקים אמיתיים שחדרו לתוך החלל שלהם. יצורים רב-תאיים מורכבים רק מתאים איקריוטים אולם לא כל התאים האיקריוטים יוצרים יצורים רב-תאיים.

אבולוציית סוגי התאים והאברונים

התאים הראשונים שנוצרו היו התאים חסרי הגרעין. בעת שהם נוצרו, האטמוספירה של כדור הארץ הייתה דלת חמצן והתאים נשמו בעיקר תרכובות גופרית שמקורן היה בפעילות געשית. בהמשך האבולוציה נוצרו האצות הסגוליות, שהם תאים חיידקיים המבצעים פוטוסינתזה. תאים אלה פלטו חמצן אל האטמוספירה ואט -אט התרבו במידה כזו שהפכה את האטמוספירה לחמצנית. חלק מהתאים החיידקיים האחרים הסתגלו לנשימת חמצן, ותאים חיידקיים נוספים אחרים, שלא הסתגלו לחמצן, וכן תאי ארכיאה, נותרו עד היום רק בסביבות דלות חמצן.

מקורם של התאים האיקריוטיים הוא בסימביוזה בין חיידקים לבין ארכיאות. מדובר בחיידקים בעלי יכולת נשימת חמצן ויכולת לקיים פוטוסינתזה, שחדרו לתוך הארכיאות. מרבית החומר התורשתי של סוגי תאים אלה התערבב בסימביוזה אך חלקו נותר בתוך הכלורופלסטים והמיטוכונדריה שנותרו אברוני נשימה ופוטוסינתזה ממודרים. המידור עבר גם לאזורים אחרים בתא האיקריוטי, כגון הגרעין, הוא אזור הגנום המשותף שהפך לממודר.

מבנים המשותפים לכל סוגי התאים

• קרום התא (ממברנה) - לתאי ארכיאה יש ממברנה שונה מזו של איקריוטים וחיידקים
• ריבוזומים
• ציטופלזמה
• שלד התא

אברונים

ערך מורחב – אברון

תרשים של תא איקריוטי המתאר את האברונים והמבנים השונים:

1. גרעינון 2. גרעין התא 3. ריבוזום 4. בועית 5. רשתית תוך-פלזמית גסה 6. גולג'י 7. שלד התא

8. רשתית תוך-פלזמית חלקה 9. מיטוכונדריון 10. חלולית 11. ציטופלזמה 12. ליזוזום 13. צנטריול

אברונים הנקראים גם אורגנלות הם מבנים זעירים ומורכבים הצפים בתוך הציטופלזמה של התא האיקריוטי וממלאים תפקידים שונים בחיי התא. אפשר לראותם כאיברים זעירים, ולכן הם נקראים אברונים. יש אברונים נפוצים המצויים בתוך כל תא, לעומת זאת, ישנם אברונים נדירים המיוחדים לסוגי תאים מסוימים בלבד.

להלן האברונים המתפקדים בתא:

• גרעין התא
• ציטופלזמה
• רשתית תוך פלסמית (ER)
• ציטוסקלטון
• פרוקסיסום
• ריבוזום
• אנדוזום
• מיטוכונדריון
• ליזוזום
• כלורופלסט (בצמחים בלבד)
• חלולית (אברון הנמצא בתאים צמחיים,בכמה תאים פטרייתים ותאים אנימליים)
• דופן תא (בצמחים בלבד)

בתאים בעלי אברונים יהיו כל האברונים (מלבד הקרום והדופן) בתוך ציטופלזמה (תמיסה מימית המתפקדת כ"גוף" התא ומקשרת בין כל אברוני התא), עטופים בממברנה (קרום התא), ולכל תא יהיה גרעין אחד.

בתאים ישנם גם גופיפים אשר מתפקדים כמו אברונים אך הם לא אברון, לדוגמה, גופיפי גולג'י.

חקר התא בהיסטוריה

ערך מורחב – תאוריית התא

מאחר שרוב התאים קטנים מאוד, לא ניתן לצפות בהם בלי עזרים אופטיים. לכן, חקר התא החל לאחר שהמדען האנגלי רוברט הוק בנה בשנת 1665 את המיקרוסקופ הראשון ולאחר מכן צפה במיקרוסקופ שלו בפקקי שעם. דפנות תאי השעם הזכירו לו את תאי הנזירים, ועל כן טבע את המונח "תא" (Cellula).

ההולנדי אנטוני ואן לוונהוק ליטש עדשות שהגדילו פי 200, ומהם הוא בנה מיקרוסקופ, איתו הוא ראה יצורים חד-תאיים שמצא על ידי התבוננות במי גשם, ובו הוא ראה גם חיידקים שבאו מגופו עצמו. הוא תיאר בעזרת המיקרוסקופ שלו, שהיה חדיש יחסית לזמנו, גם תאי דם, תאי זרע ויצורים קטנים בהרבה. לוונהוק פרסם את מחקריו ב-1672.

למרות כל הגילויים והתצפיות הללו, עדיין האנשים בתקופתם לא הצליחו להבין את מבנה התא. רק לאחר מכן, בהופעתה של התאוריה התאית, החלה הבנת התא ומבנהו. במאה ה-19, בשנת 1838, הוצעה תאוריה זו על ידי שני חוקרים גרמנים - מתיאס שליידן ותאודור שוואן. התאוריה טוענת שכל היצורים החיים מורכבים מתאים ומרכיבים של תאים.

על אף שהיו מיקרוסקופים עוד לפני תקופתם של שליידן ושוואן, הם היו הראשונים שניסחו את התאוריה התאית, אף על פי שהם האמינו שיצורים חיים נוצרים ספונטנית.

התאוריה התאית הורחבה לאחר מכן על ידי החוקר הגרמני רודולף וירכו. הוא הוסיף לתאוריה התאית דבר נוסף, והוא, שתאים אינם נוצרים ספוטנית, אלא רק מתא אחר. מייחסים לו את המשפט בלטינית הקובע שכל התאים באים מתא אחר (Omnis cellula e cellula).

בשנות ה-50 המדענים הבריטים ג'יימס ווטסון ופרנסיס קריק פיענחו את מבנה ה-DNA (הזוג אף זכה בפרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה על הגילוי בשנת 1962, יחד עם מוריס וילקינס). בדיעבד התברר שעבודתם התבססה, במידה רבה, על עבודתה של המדענית רוזלינד פרנקלין, עמיתתו של וילקנס, שנפטרה לפני קבלת הפרס. פיענוח זה נתן פריצת דרך לחקר התא, נתן דחיפה משמעותית לחקר המיקרוביולוגיה והבקטריולוגיה, אפשר את התפתחות ההנדסה הגנטית ויצר ענפי מחקר חדשים כמו ביולוגיה מולקולרית.

ראו גם

• תא גזע
• התמיינות תאים
• רבייה תאית
• מיטוזה
• מיוזה
• ביולוגיה של התא
• מבנה תא צמחי

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא תאים בוויקישיתוף

• Cellupedia - מקור מידע ומדריך על התא (באנגלית)
• תקשורת תאים - מכון ויצמן למדע