Pagrindiniai ląstelių aktyvumo procesai

Клетка — элементарная единица всех организмов.Veiklos laipsnis, gebėjimas prisitaikyti prie aplinkos sąlygų priklauso nuo jo būklės. Ląstelių aktyvumo procesams taikomi tam tikri įstatymai. Kiekvienos jų aktyvumo laipsnis priklauso nuo gyvavimo ciklo etapo. Iš viso jie skiriasi dviem: tarpfazė ir padalijimas (M etapas). Pirmasis laikas užtrunka nuo ląstelės susidarymo iki mirties ar padalijimo. Tarpfazinio laikotarpio metu beveik visi pagrindiniai ląstelių aktyvumo procesai yra aktyvūs: mityba, kvėpavimas, augimas, dirglumas, judėjimas. Ląstelių dauginimas atliekamas tik M. fazėje.

Tarpiniai laikotarpiai

Ląstelių augimo tarp padalinių laikas skirstomas į kelis etapus:

• Sintetinė arba fazė G-1, - pradinis laikotarpis: pasiuntinio RNR, baltymų ir kai kurių kitų ląstelių elementų sintezė;
• sintetinis arba fazinis S: DNR dvigubinimas;
• post-sintezė arba G-2 fazė: pasiruošimas mitozei.

Be to, po diferenciacijos kai kurios ląstelės nustoja dalytis. Tarpfazėje nėra G-1 periodo. Jie yra vadinamojoje poilsio fazėje (G-0).

Metabolizmas

Kaip jau minėta, gyvybinės veiklos procesaigyvos ląstelės daugumai srauto per tarpfazę. Pagrindinė jų yra medžiagų apykaita. Jo dėka vyksta ne tik įvairios vidinės reakcijos, bet ir tarpląsteliniai procesai, susiejantys atskiras struktūras su visu organizmu.

Metabolizmas turi specifinį modelį.Ląstelių aktyvumo procesai didžiąja dalimi priklauso nuo jos laikymosi, jame nėra jokių pažeidimų. Medžiagos, prieš paveikdamos ląstelių vidinę aplinką, turi prasiskverbti į membraną. Tada jie pašaro ar kvėpavimo procese atlieka tam tikrą apdorojimą. Kitame etape gaunami perdirbti produktai naudojami naujų elementų sintezei arba esamų struktūrų transformavimui. Po visų transformacijų, ląstelei kenksmingų medžiagų apykaitos produktų arba tiesiog jų nereikia pašalinti į išorinę aplinką.

Asimiliacija ir disimiliacija

Nuoseklių transformacijų keitimo reguliavimaskai kurios medžiagos, susijusios su kitais fermentais. Jie prisideda prie spartesnio tam tikrų procesų srauto, ty veikia kaip katalizatoriai. Kiekvienas toks „akceleratorius“ veikia tik konkrečią transformaciją, nukreipdamas procesą į vieną pusę. Naujai suformuotos medžiagos yra dar veikiamos kitų fermentų, skatinančių jų tolesnį transformavimą.

Tuo pačiu metu visi ląstelių aktyvumo procesaivienaip ar kitaip susiję su dviem priešingomis tendencijomis: asimiliacija ir disimiliacija. Dėl medžiagų apykaitos, jų sąveika, pusiausvyra ar tam tikra opozicija yra pagrindas. Įvairios medžiagos iš išorės fermentų veikloje transformuojamos įprastomis ir būtinomis ląstelei. Šios sintetinės transformacijos vadinamos asimiliacija. Tuo pačiu metu tokioms reakcijoms reikia energijos. Jo šaltinis yra disimiliacijos ar sunaikinimo procesai. Medžiagos išskaidymą lydi energijos išleidimas, būtinas pagrindiniams gyvybiniams ląstelės procesams tęsti. Disimiliacija taip pat prisideda prie paprastesnių medžiagų susidarymo, kurios vėliau naudojamos naujai sintezei. Rodoma dalis skilimo produktų.

Ląstelės gyvybiniai procesai dažnai yra susiję susintezės ir skilimo pusiausvyra. Taigi, augimas galimas tik tada, kai asimiliacija vyrauja prieš disimiliaciją. Įdomu tai, kad ląstelė negali augti be galo: joje yra tam tikros ribos, kurias pasiekus augimas sustoja.

Skverbtis

Medžiagų gabenimas iš aplinkos įląstelė vykdoma pasyviai ir aktyviai. Pirmuoju atveju perdavimas tampa įmanomas dėl difuzijos ir osmoso. Aktyvus transportavimas lydi energijos sąnaudas ir dažnai vyksta priešingai nei nurodyta procesuose. Taigi, pavyzdžiui, įsiskverbia kalio jonai. Jie suleidžiami į ląstelę, net jei jų koncentracija citoplazmoje viršija jos lygį išorinėje aplinkoje.

Medžiagų savybės turi įtakos laipsniuiląstelių membranos pralaidumas jiems. Taigi organinės medžiagos į citoplazmą patenka lengviau nei neorganinės. Molekulių dydis taip pat yra svarbus pralaidumui. Taip pat membranos savybės priklauso nuo ląstelės fiziologinės būklės ir tokių aplinkos ypatybių kaip temperatūra ir apšvietimas.

Maitinimas

Medžiagų sraute iš aplinkosdalyvauja gana gerai ištirti gyvenimo procesai: ląstelių kvėpavimas ir jo mityba. Pastarąjį vykdo pinocitozė ir fagocitozė.

Abiejų procesų mechanizmas yra panašus, bet perpinocitozė sulaiko mažesnes ir tankesnes daleles. Sugertos medžiagos molekulės adsorbuojamos membranoje, sulaikomos specialių ataugų ir panardinamos su jomis ląstelės viduje. Dėl to susidaro kanalas, tada iš membranos atsiranda burbuliukų, kuriuose yra maisto dalelių. Palaipsniui jie išlaisvinami iš apvalkalo. Be to, dalelės yra veikiamos procesų, labai artimų virškinimui. Po virtinės transformacijų medžiagos yra padalijamos į paprastesnes ir panaudojamos ląstelei būtinų elementų sintezei. Tokiu atveju dalis susidariusių medžiagų patenka į aplinką, nes jos nėra toliau apdorojamos ar naudojamos.

Kvėpavimas

Mityba nėra vienintelis procesas, kuris prisidedabūtinų elementų atsiradimas ląstelėje. Kvėpavimas iš prigimties yra labai panašus į jį. Tai yra nuoseklių angliavandenių, lipidų ir aminorūgščių transformacijų serija, dėl kurios atsiranda naujos medžiagos: anglies dioksidas ir vanduo. Svarbiausia proceso dalis yra energijos susidarymas, kurį ląstelė kaupia ATP ir kai kurių kitų junginių pavidalu.

Su deguonimi

Gyvybiniai žmogaus ląstelės procesai, taip patdaugelis kitų organizmų neįsivaizduojami be aerobinio kvėpavimo. Pagrindinė jam reikalinga medžiaga yra deguonis. Oksidacijos metu išsiskiria labai reikalinga energija, taip pat susidaro naujos medžiagos.

Kvėpavimo procesas yra padalintas į du etapus:

• glikolizė;

• deguonies stadija.

Glikolizė yra gliukozės skaidymas citoplazmojeląsteles veikiant fermentams, nedalyvaujant deguoniui. Tai reiškia vienuolika reakcijų, kurios viena po kitos keičia viena kitą. Dėl to iš vienos gliukozės molekulės susidaro dvi ATP molekulės. Šiuo atveju skilimo produktai patenka į mitochondrijas, kur prasideda deguonies stadija. Dar kelios reakcijos gamina anglies dioksidą, papildomas ATP molekules ir vandenilio atomus. Apskritai ląstelė iš vienos gliukozės molekulės gauna 38 ATP molekules. Dėl didelio sukauptos energijos kiekio aerobinis kvėpavimas laikomas efektyvesniu.

Anaerobinis kvėpavimas

Bakterijos kvėpuoja skirtingai.Vietoj deguonies jie naudoja sulfatus, nitratus ir kt. Šis kvėpavimo būdas yra mažiau efektyvus, tačiau jis vaidina didžiulį vaidmenį medžiagų apykaitoje gamtoje. Anaerobinių organizmų dėka atliekamas biogeocheminis sieros, azoto ir natrio ciklas. Apskritai procesai vyksta panašiai kaip kvėpavimas deguonimi. Pasibaigus glikolizei, susidariusios medžiagos patenka į fermentacijos reakciją, kurios rezultatas gali būti etilo alkoholis arba pieno rūgštis.

Dirglumas

Ląstelė nuolat sąveikauja su aplinkaaplinka. Atsakymas į įvairių išorinių veiksnių įtaką vadinamas dirglumu. Tai išreiškiama ląstelės perėjimu į sužadinamą būseną ir reakcijos atsiradimu. Reagavimo į išorinę įtaką tipas skiriasi priklausomai nuo funkcinių savybių. Raumenų ląstelės reaguoja susitraukdamos, liaukų ląstelės - sekrecija, o neuronai - generuodamos nervinį impulsą. Būtent dirglumas yra daugelio fiziologinių procesų pagrindas. Pavyzdžiui, jo dėka atliekamas nervų reguliavimas: neuronai sugeba perduoti sužadinimą ne tik analogiškoms ląstelėms, bet ir kitų audinių elementams.

Skyrius

Taigi yra tam tikrascikliška schema. Gyvybiniai ląstelės procesai joje kartojasi per visą fazės laikotarpį ir baigiasi arba ląstelės mirtimi, arba jos dalijimuisi. Savęs atgaminimas yra raktas į viso gyvenimo išsaugojimą po tam tikro organizmo išnykimo. Ląstelių augimo metu asimiliacija viršija disimiliaciją, tūris auga greičiau nei paviršius. Dėl to ląstelės gyvybinės veiklos procesai yra slopinami, prasideda gilios transformacijos, kurias baigus ląstelės egzistavimas tampa neįmanomas, ji pereina į dalijimąsi. Proceso pabaigoje susidaro naujos ląstelės su padidėjusiu potencialu ir metabolizmu.

Neįmanoma pasakyti, kurie gyvybiškai svarbūs procesailąstelės vaidina svarbiausią vaidmenį. Jie visi yra tarpusavyje susiję ir beprasmiai, išskyrus vienas kitą. Subtilus ir gerai suteptas kameroje mechanizmas dar kartą primena gamtos išmintį ir didybę.