Celula este unitatea elementară a tuturor organismelor. Gradul de activitate, capacitatea de adaptare la condițiile de mediu depinde de starea acestuia. Procesele de viață ale celulei sunt supuse anumitor tipare. Gradul de activitate al fiecăruia dintre ele depinde de faza ciclului de viață. În total, sunt două dintre ele: interfaza și diviziunea (faza M). Prima ocupă timpul dintre formarea unei celule și moartea sau diviziunea acesteia. În perioada interfazei, aproape toate procesele principale ale activității vitale a celulei se desfășoară activ: nutriție, respirație, creștere, iritabilitate, mișcare. Reproducerea celulară se realizează numai în faza M.
perioade de interfaz
Timpul de creștere a celulelor între diviziuni este împărțit în mai multe etape:
- presintetic, sau faza G-1, - perioada inițială: sinteza ARN mesager, proteine și alte elemente celulare;
- sintetic sau faza S: Dublarea ADN;
- postsintetic sau faza G-2: pregătire pentru mitoză.
În plus, unele celule încetează să se divizeze după diferențiere. În lornu există perioadă G-1 în interfază. Sunt în așa-numita fază de repaus (G-0).
Metabolism
După cum sa menționat deja, procesele vitale ale unei celule vii au loc în cea mai mare parte în timpul perioadei de interfază. Principalul este metabolismul. Datorită acesteia, au loc nu numai diverse reacții interne, ci și procese intercelulare care conectează structurile individuale în întregul organism.
Metabolismul are un anumit model. Procesele vitale ale unei celule depind în mare măsură de respectarea acesteia, de absența oricăror tulburări în ea. Substantele, inainte de a afecta mediul intracelular, trebuie sa patrunda in membrana. Apoi suferă o anumită prelucrare în procesul de nutriție sau respirație. În etapa următoare, produsele de prelucrare rezultate sunt utilizate pentru a sintetiza elemente noi sau a transforma structurile existente. Produsele metabolice rămase după toate transformările, care sunt dăunătoare celulei sau pur și simplu nu sunt necesare pentru aceasta, sunt îndepărtate în mediul extern.
Asimilare și disimilare
Enzimele sunt implicate în reglarea schimbării succesive a transformărilor unei substanțe în alta. Ele contribuie la curgerea mai rapidă a anumitor procese, adică acționează ca catalizatori. Fiecare astfel de „accelerator” afectează doar o anumită transformare, direcționând procesul într-o singură direcție. Substanțele nou formate sunt expuse în continuare la alte enzime care contribuie la transformarea lor ulterioară.
În același timp, totulprocesele de activitate vitală celulară sunt legate într-un fel sau altul de două tendinţe opuse: asimilare şi disimilare. Pentru metabolism, interacțiunea lor, echilibrul sau o oarecare opoziție stă la baza. O varietate de substanțe care provin din exterior sunt transformate sub acțiunea enzimelor în cele obișnuite și necesare celulei. Aceste transformări sintetice se numesc asimilare. Cu toate acestea, aceste reacții necesită energie. Sursa sa sunt procesele de disimilare sau distrugere. Dezintegrarea unei substanțe este însoțită de eliberarea energiei necesare pentru ca procesele de bază ale activității vitale a celulei să se desfășoare. De asemenea, disimilarea favorizează formarea de substanțe mai simple, care sunt apoi folosite pentru noi sinteze. Unele dintre produsele de degradare sunt eliminate.
Procesele de viață ale unei celule sunt adesea asociate cu echilibrul de sinteza și dezintegrare. Astfel, creșterea este posibilă numai dacă asimilarea prevalează asupra disimilației. Interesant este că o celulă nu poate crește la infinit: are anumite limite, la atingerea cărora creșterea se oprește.
Infiltrare
Transportul substanțelor din mediu în celulă se realizează pasiv și activ. În primul caz, transferul devine posibil datorită difuziei și osmozei. Transportul activ este însoțit de consumul de energie și are loc adesea contrar acestor procese. Astfel, de exemplu, ionii de potasiu pătrund. Ele sunt injectate în celulă, chiar dacă concentrația lor în citoplasmă depășește nivelul acesteia înmediu.
Caracteristicile substanțelor afectează gradul de permeabilitate al membranei celulare pentru acestea. Deci, substanțele organice pătrund în citoplasmă mai ușor decât cele anorganice. Pentru permeabilitate contează și dimensiunea moleculelor. De asemenea, proprietățile membranei depind de starea fiziologică a celulei și de caracteristicile mediului, cum ar fi temperatura și lumina.
Mâncare
La aportul de substanțe din mediu iau parte procese vitale relativ bine studiate: respirația celulară și nutriția acesteia. Acesta din urmă se realizează cu ajutorul pinocitozei și fagocitozei.
Mecanismul ambelor procese este similar, dar particulele mai mici și mai dense sunt captate în timpul pinocitozei. Moleculele substanței absorbite sunt adsorbite de membrană, captate de excrescențe speciale și scufundate cu ele în interiorul celulei. Ca rezultat, se formează un canal și apoi apar bule din membrana care conține particule de alimente. Treptat, acestea sunt eliberate din coajă. În plus, particulele sunt expuse la procese foarte apropiate de digestie. După o serie de transformări, substanțele sunt descompuse în altele mai simple și folosite pentru a sintetiza elementele necesare celulei. În același timp, o parte din substanțele formate este evacuată în mediu, deoarece nu este supusă prelucrării sau utilizării ulterioare.
Respirație
Nutriția nu este singurul proces care contribuie la apariția elementelor necesare în celulă. Respira peesența lui este foarte asemănătoare cu ea. Este o serie de transformări succesive ale carbohidraților, lipidelor și aminoacizilor, în urma cărora apar noi substanțe: dioxid de carbon și apă. Cea mai importantă parte a procesului este formarea energiei, care este stocată de celulă sub formă de ATP și alți compuși.
Cu oxigen
Procesele de viață ale unei celule umane, ca multe alte organisme, sunt de neconceput fără respirație aerobă. Principala substanță necesară pentru aceasta este oxigenul. Eliberarea de energie atât de necesară, precum și formarea de noi substanțe, are loc ca urmare a oxidării.
Procesul de respirație este împărțit în două etape:
- glicoliză;
- etapă de oxigen.
Glicoliza este descompunerea glucozei în citoplasma unei celule sub acțiunea enzimelor fără participarea oxigenului. Constă din unsprezece reacții succesive. Ca rezultat, dintr-o moleculă de glucoză se formează două molecule de ATP. Produșii de descompunere intră apoi în mitocondrii, unde începe etapa de oxigen. Ca urmare a mai multor reacții, se formează dioxid de carbon, molecule suplimentare de ATP și atomi de hidrogen. În general, celula primește 38 de molecule de ATP de la o moleculă de glucoză. Din cauza cantității mari de energie stocată, respirația aerobă este considerată mai eficientă.
Respirație anaerobă
Bacterii au un alt tip de respirație. Ei folosesc sulfați, nitrați și așa mai departe în loc de oxigen. Acest tip de respirație este mai puțin eficient, dar joacă un rol uriaș.rol în ciclul materiei din natură. Datorită organismelor anaerobe, se realizează ciclul biogeochimic al sulfului, azotului și sodiului. În general, procesele decurg similar cu respirația oxigenului. După terminarea glicolizei, substanțele rezultate intră într-o reacție de fermentație, care poate avea ca rezultat alcool etilic sau acid lactic.
Iritabilitate
Celula interacționează constant cu mediul. Răspunsul la influența diverșilor factori externi se numește iritabilitate. Se exprimă în tranziția celulei la o stare excitabilă și apariția unei reacții. Tipul de răspuns la influența externă diferă în funcție de caracteristicile funcționale. Celulele musculare răspund prin contracție, celulele glandelor prin secreție, iar neuronii generând un impuls nervos. Iritabilitatea este cea care stă la baza multor procese fiziologice. Datorită acesteia, de exemplu, se realizează reglarea nervoasă: neuronii sunt capabili să transmită excitația nu numai celulelor similare, ci și elementelor altor țesuturi.
Diviziune
Astfel, există un anumit model ciclic. Procesele de viață ale celulei din ea se repetă pe toată perioada interfazei și se termină fie cu moartea celulei, fie cu diviziunea acesteia. Auto-reproducția este cheia păstrării vieții în general după dispariția unui anumit organism. În timpul creșterii celulare, asimilarea depășește disimilarea, volumul crește mai repede decât suprafața. Ca urmare, proceseleactivitatea vitală a celulei este inhibată, încep transformări profunde, după care existența celulei devine imposibilă, se trece la diviziune. La sfârșitul procesului, se formează celule noi cu potențial și metabolism crescut.
Este imposibil de spus care procese ale activității vitale celulare joacă cel mai important rol. Toate sunt interconectate și lipsite de sens, izolate unele de altele. Mecanismul subtil și bine uns al muncii care există în celulă ne amintește încă o dată de înțelepciunea și măreția naturii.
