Principalele procese ale vieții celulare

Celula este unitatea elementară a tuturor organismelor. Din starea sa depinde gradul de activitate, abilitatea de a se adapta condițiilor de mediu. Procesele de viață a celulelor sunt supuse anumitor regularități. Gradul de activitate al fiecăruia depinde de faza ciclului de viață. În total, două se disting: interfaza și diviziunea (faza M). Primul necesită timp între formarea celulei și moartea sau diviziunea ei. În perioada interfazică, practic toate procesele principale ale activității vitale celule: nutriție

Perioade interfazice

Timpul creșterii celulare între diviziuni este împărțit în mai multe etape:

• presynthetic sau faza G-1; - perioada initiala: sinteza ARN-ului matricei, a proteinelor si a altor elemente celulare;
• sintetic sau faza S: dublarea ADN;
• faza post-sintetică sau G-2: preparare pentru mitoză.

În plus, unele celule după diferențiere încetează să se împartă. În interfața lor nu există o perioadă G-1. Ei se află în așa-numita fază de odihnă (G-0).

metabolism

Așa cum am menționat deja, procesele vitale ale celulei vii în cea mai mare parte apar în timpul perioadei interfazice. Principala este considerată a fi metabolismul. Datorită acestui fapt nu au loc numai diferite reacții interne, ci și procese intercelulare care leagă structurile individuale de întregul organism.

Schimbul de substanțe este inerent într-o anumită schemă. Procesele activității vitale a unei celule depind în mare măsură de respectarea acesteia, de absența oricăror încălcări ale acesteia. Substanțele, înainte de a afecta mediul intracelular, trebuie să pătrundă în membrană. Apoi, ele sunt supuse unei anumite procesări în timpul procesului de hrănire sau respirație. În etapa următoare, produsele prelucrate sunt folosite pentru a sintetiza elemente noi sau pentru a transforma structurile existente. Produsele de schimb care rămân după toate transformările, care sunt dăunătoare celulei sau pur și simplu nu au nevoie de ea, sunt îndepărtate în mediul extern.

Asimilare și disimilare

Reglementarea unei schimbări consecvente a transformării anumitor substanțe în altele este efectuată de enzime. Acestea contribuie la un flux mai rapid al anumitor procese, adică la catalizatori. Fiecare astfel de "accelerator" afectează doar o transformare specifică, direcționând fluxul procesului într-o singură direcție. Substanțele nou formate sunt supuse în continuare acțiunii altor enzime care promovează transformarea lor ulterioară.

În același timp, toate procesele vieții celulare sunt legate într-un fel sau altul, cu două tendințe opuse: asimilarea și disimilarea. Pentru metabolism, interacțiunea, echilibrul sau opoziția sunt baza. Diferite substanțe care provin din exterior sunt transformate sub acțiunea enzimelor în celulele obișnuite și necesare. Aceste transformări sintetice se numesc asimilare. În acest caz, pentru astfel de reacții este nevoie de energie. Sursa sa este procesul de disimilare sau distrugere. Dezintegrarea substanței este însoțită de eliberarea energiei necesare pentru a continua procesele principale ale activității vitale a celulei. Disimilarea promovează, de asemenea, formarea de substanțe mai simple, care sunt apoi utilizate pentru o nouă sinteză. O parte din produsele de dezintegrare este produsă în acest caz.

Procesele activității celulare sunt adesea asociate cu un echilibru al sintezei și degradării. Deci, creșterea este posibilă numai cu predominanța asimilării față de disimilare. Este interesant faptul că celula nu poate crește pe termen nelimitat: conține anumite limite, pe care se oprește creșterea.

penetrație

Transportul substanțelor din mediu în celulă este pasiv și activ. În primul caz, transferul devine posibil datorită difuziei și osmozelor. Transportul activ este însoțit de cheltuieli cu energia și se produce deseori în ciuda acestor procese. Astfel, de exemplu, penetrează ionii de potasiu. Acestea sunt injectate în celulă, chiar dacă concentrația lor în citoplasmă depășește nivelul în mediul extern.

Caracteristicile substanțelor afectează gradul de permeabilitate a acestora membrană celulară. De exemplu, Materie organică cad în citoplasm mai ușor decât cele anorganice. Pentru permeabilitate, dimensiunea moleculelor contează, de asemenea. De asemenea, proprietățile membranei sunt dependente de starea fiziologică a celulei și a caracteristicilor de mediu, cum ar fi temperatura si lumina.

Sursă de alimentare

Intrarea substanțelor din mediu sunt implicate procese destul de bine studiate ale vieții: respirația celulară și puterea. Aceasta din urmă este efectuată cu ajutorul pinocitozei și fagocitozelor.Mecanismul ambelor procese este similar, dar în timpul pinocitozei, particule mai mici și mai dens sunt capturate. Moleculele substanței absorbite sunt adsorbite de membrană, capturate prin creșteri speciale și scufundate cu ele în interiorul celulei. Ca rezultat, se formează un canal, urmat de bule de pe membrana care conține particule de alimente. Treptat ei sunt eliberați din cochilie. Mai mult, particulele sunt expuse la procese foarte apropiate de procesele de digestie. După o serie de transformări, substanțele se împart în cele mai simple și se utilizează pentru a sintetiza elementele necesare pentru celulă. În același timp, o parte din substanțele produse sunt eliberate în mediul înconjurător, deoarece nu sunt supuse procesării sau utilizării ulterioare.

respirație

Nutriția nu este singurul proces care promovează apariția în celulă a elementelor necesare. Respirația este foarte asemănătoare cu ea. Ea reprezintă o serie de transformări succesive ale carbohidraților, lipidelor și aminoacizilor, ca rezultat al apariției unor noi substanțe: dioxid de carbon și apă. Cea mai importantă parte a procesului este formarea de energie, care este stocată de celulă sub formă de ATP și alți compuși.

Cu participarea oxigenului

Procesele vieții unei celule umane, ca multe alte organisme, sunt de neconceput fără respirație aerobă. Principala substanță necesară pentru el este oxigenul. Eliberarea energiei necesare, precum și formarea de substanțe noi apar ca rezultat al oxidării.

Procesul de respirație este împărțit în două etape:

• glicoliză;

• etapa oxigenului.

Glicoliza este scindarea glucozei în celuloză celulară sub acțiunea enzimelor fără participarea oxigenului. Ea reprezintă unsprezece înlocuiri consecutive ale reacțiilor celorlalți. Ca rezultat, două molecule de ATP sunt formate dintr-o moleculă de glucoză. Produsele de descompunere se încadrează în mitocondrii, unde începe etapa de oxigen. Ca urmare a mai multor alte reacții, se formează dioxid de carbon, molecule ATP suplimentare și atomi de hidrogen. În general, celula primește 38 de molecule de ATP dintr-o moleculă de glucoză. Este din cauza cantității mari de energie stocată aerobă respirație și este considerat mai eficient.

Respirația anaerobă

Există un alt tip de respirație pentru bacterii. În loc de oxigen folosesc sulfați, nitrați și altele asemenea. Acest tip de respirație este mai puțin eficient, dar joacă un rol imens în circulația substanțelor în natură. Datorită organismelor anaerobe, se efectuează un ciclu biogeochimic de sulf, azot și sodiu. În general, procesele se desfășoară în mod similar cu respirația cu oxigen. După terminarea glicolizei, substanțele formate intră într-o reacție de fermentație, rezultatul fiind alcoolul etilic sau acidul lactic.

iritabilitate

Celula interacționează în mod constant cu mediul. Răspunsul la influența diferiților factori externi se numește iritabilitate. Se exprimă în tranziția celulei la o stare excitabilă și apariția unei reacții. Tipul de răspuns la influențele externe diferă în funcție de caracteristicile funcționale. Celulele musculare corespund contracției, celulele glandelor - secreția secreției și neuronii - generarea unui impuls nervos. Este iritabilitatea care stă la baza multor procese fiziologice. Datorită acesteia, de exemplu, regulamentul nervos se realizează: neuronii sunt capabili să transmită excitația nu numai la celule similare, ci și la elementele altor țesuturi.

diviziune

Astfel, există o anumită schemă ciclică. Procesele de viață a celulei în ea se repetă pe întreaga perioadă a interfazei și sunt terminate fie prin moartea celulei, fie prin împărțirea acesteia. Reproducerea propriu-zisă este cheia pentru a salva viața în ansamblu după dispariția unui anumit organism. În timpul creșterii celulare, asimilarea depășește disimilarea, volumul crește mai repede decât suprafața. Ca rezultat, procesele de activitate vitală a celulei sunt inhibate, începe transformările profunde, după care existența celulei devine imposibilă, trece la divizare. La sfârșitul procesului, se formează celule noi cu potențial crescut și metabolism.

Este imposibil să spunem care procese ale activității vitale a celulelor joacă cel mai important rol. Toate acestea sunt interdependente și lipsite de sens în izolare una de cealaltă. Subțire și bine funcționarea mecanismului de lucru care există în cușcă, reamintește încă o dată înțelepciunea și grandoarea naturii.