Основните процеси на клетъчния живот

Клетката е елементарната единица на всички организми. От своето състояние зависи степента на активност, способността да се адаптира към условията на околната среда. Процесите на клетъчния живот са предмет на определени закономерности. Степента на действие на всеки от тях зависи от фазата на жизнения цикъл. Общо са две: интерфаз и разделяне (фаза М). Първата отнема време между образуването на клетката и нейната смърт или разделение. По време на интерфазния период практически всички основни процеси на жизненоважна дейност клетки: хранене

Интерфазни периоди

Времето на клетъчен растеж между разделенията е разделено на няколко етапа:

• пресинтетична или фаза G-1, - началния период: синтез на матрична РНК, протеини и някои други клетъчни елементи;
• синтетична или фаза S: удвояване на ДНК;
• след-синтетична или G-2 фаза: подготовка за митоза.

В допълнение, някои клетки след диференциацията престават да се разделят. В интерфазата им няма период G-1. Те са в т.нар. Почивка фаза (G-0).

метаболизъм

Както вече беше споменато, жизнените процеси на живата клетка в по-голямата си част възникват по време на интерфазния период. Основната се счита за метаболизъм. Благодарение на него не само се случват различни вътрешни реакции, но и междуклетъчни процеси, свързващи отделните структури с целия организъм.

Обменът на вещества е присъщ на определена схема. Процесите на жизненоважната дейност на една клетка до голяма степен зависят от нейното спазване, липсата на каквито и да е нарушения в нея. Веществата, преди да засегнат вътреклетъчната среда, трябва да проникнат в мембраната. След това преминават известна обработка в процеса на хранене или дишане. На следващия етап обработените продукти се използват за синтезиране на нови елементи или трансформиране на съществуващи структури. Продуктите на размяна, които остават след всички трансформации, които са вредни за клетката или просто не се нуждаят от нея, се отстраняват във външната среда.

Асимилация и дисимилация

Регулирането на последователна промяна в трансформацията на някои вещества в други се извършва от ензими. Те допринасят за по-бързото протичане на определени процеси, т.е. като катализатори. Всеки такъв "ускорител" засяга само специфична трансформация, насочваща потока на процеса в една посока. Новообразуваните вещества допълнително се подлагат на действието на други ензими, които насърчават тяхната по-нататъшна трансформация.

В същото време, всички процеси на клетъчния живот са свързани по един или друг начин с две противоположни тенденции: асимилация и дисимилация. За метаболизма, тяхното взаимодействие, баланс или някаква опозиция са основата. Различни вещества, които идват отвън, се трансформират под действието на ензимите в обичайните и необходими за клетките. Тези синтетични трансформации се наричат ​​асимилация. В този случай за такива реакции е необходима енергия. Нейният източник е процесът на разсейване или унищожаване. Разпадането на веществото се съпровожда от освобождаването на енергия, необходима за протичането на основните процеси на жизнената дейност на клетката. Дисимилацията също така насърчава образуването на по-прости вещества, които след това се използват за нов синтез. Част от продуктите от гниене се извежда в този случай.

Процесите на клетъчната активност често са свързани с равновесие на синтеза и гниене. Така че растежът е възможен само с преобладаване на асимилация над дислиминация. Интересно е, че клетката не може да расте неопределено: тя съдържа определени граници, върху които растежът спира.

проникване

Транспортирането на вещества от околната среда в клетката е пасивно и активно. В първия случай прехвърлянето става възможно поради дифузия и осмоза. Активният транспорт се придружава от разходи за енергия и често се случва въпреки тези процеси. Така например, калиевите йони проникват. Те се инжектират в клетката, дори ако тяхната концентрация в цитоплазмата надвишава нейното ниво във външната среда.

Характеристиките на веществата влияят на степента на пропускливост към тях клетъчна мембрана. Например, Органична материя попадат в цитоплазмата по-лесно от неорганичните. За пропускливост също така има значение размерът на молекулите. Също така, свойствата на мембраната зависят от физиологичното състояние на клетката и такива характеристики на околната среда като температура и осветяване.

Захранване

При приемането на вещества от околната среда участват доста добре проучени процеси на жизненоважна дейност: дишането на клетката и нейното хранене. Последното се извършва с помощта на пиноцитоза и фагоцитоза.Механизмът и на двата процеса е сходен, но по време на пиноцитозата се улавят по-малки и по-плътни частици. Молекулите на абсорбираното вещество се адсорбират от мембраната, улавят се със специални израстъци и се потапят с тях в клетката. В резултат се образува канал, последван от мехурчета от мембраната, съдържащи хранителни частици. Постепенно те се освобождават от черупката. Освен това частиците са изложени на много близки до процеса на храносмилане. След редица трансформации веществата се разделят на по-прости и се използват за синтезиране на елементите, необходими на клетката. В същото време някои от произведените вещества се отделят в околната среда, тъй като не подлежат на по-нататъшна обработка или употреба.

дъх

Храненето не е единственият процес, който насърчава появата в клетката на необходимите елементи. Дишането е много сходно с това. Той представлява поредица от последователни трансформации на въглехидрати, липиди и аминокиселини, в резултат на което се появяват нови вещества: въглероден диоксид и вода. Най-важната част от процеса е образуването на енергия, която се съхранява от клетката под формата на АТФ и някои други съединения.

С участието на кислород

Процесите на живота на човешката клетка, както и много други организми, са немислими без аеробно дишане. Основното вещество, необходимо за него, е кислород. Освобождаването на необходимата енергия, както и образуването на нови вещества, се случва в резултат на окисляване.

Процесът на дишане е разделен на два етапа:

• гликолизата;

• кислороден стадий.

Гликолизата е разцепването на глюкозата в клетъчна цитоплазма под действието на ензими без участието на кислород. Той представлява единадесет последователни заместващи реакциите на другите. В резултат на това две молекули на АТР се формират от една глюкозна молекула. Продуктите от разпадането попадат в митохондриите, където започва етапът на кислород. В резултат на няколко други реакции се образуват въглероден диоксид, допълнителни молекули на АТР и водородни атоми. Най-общо, клетката получава 38 молекули АТР от една глюкозна молекула. Това се дължи на голямото количество съхранена енергия аеробно дишане и се счита за по-ефективна.

Анаеробно дишане

Има друг вид дишане за бактериите. Вместо кислород използват сулфати, нитрати и други подобни. Този тип дишане е по-малко ефективен, но играе огромна роля в движението на вещества в природата. Благодарение на анаеробните организми се извършва биогеохимичен цикъл на сяра, азот и натрий. По принцип процесите протичат подобно на кислородното дишане. След прекратяване на гликолизата образуваните вещества влизат в ферментационна реакция, в резултат на което може да бъде етилов алкохол или млечна киселина.

раздразнителност

Клетката непрекъснато взаимодейства с околната среда. Отговорът на влиянието на различни външни фактори се нарича раздразнителност. Тя се изразява в прехода на клетката към възбудимо състояние и възникването на реакция. Видът на реакцията към външни влияния се различава в зависимост от функционалните характеристики. Мускулните клетки съответстват на свиването, клетките на жлезите - секреторната секреция и невроните - генериране на нервен импулс. Това е раздразнителност, което стои зад много физиологични процеси. Благодарение на него се осъществява нервната регулация: невроните могат да предават възбуждане не само на подобни клетки, но и на елементи от други тъкани.

делене

По този начин съществува определена циклична схема. Процесите на живота на клетката в нея се повтарят през целия период на интерфазата и са завършени или със смъртта на клетката, или с нейното разделяне. Самовъзпроизвеждането е ключът към спасяването на живота като цяло след изчезването на определен организъм. По време на клетъчния растеж асимилацията надхвърля дисимилацията, обемът расте по-бързо от повърхността. В резултат на това процесите на жизнената активност на клетката се възпрепятстват, започват дълбоки трансформации, след което съществуването на клетката става невъзможно, преминава в разделение. В края на процеса се формират нови клетки с повишен потенциал и метаболизъм.

Невъзможно е да се каже кои процеси на жизнената дейност на клетките играят най-важната роля. Всички те са взаимосвързани и безсмислени изолирано един от друг. Тънкият и добре функциониращ механизъм на работа, който съществува в клетката, отново припомня мъдростта и величието на природата.