Cellen är den elementära enheten för alla organismer. Graden av aktivitet, förmågan att anpassa sig till miljöförhållanden beror på dess tillstånd. Cellens livsprocesser är föremål för vissa mönster. Graden av aktivitet för var och en av dem beror på livscykelns fas. Tot alt finns det två av dem: interfas och division (fas M). Den första tar tiden mellan bildandet av en cell och dess död eller delning. Under interfasperioden fortsätter nästan alla huvudprocesser av cellens vitala aktivitet aktivt: näring, andning, tillväxt, irritabilitet, rörelse. Cellreproduktion utförs endast i M-fasen.
Interfasperioder
Tiden för celltillväxt mellan delningar är uppdelad i flera stadier:
- presyntetisk, eller fas G-1, - initial period: syntes av budbärar-RNA, proteiner och några andra cellulära element;
- syntetisk, eller fas S: DNA-fördubbling;
- postsyntetisk eller G-2-fas: förberedelse för mitos.
Dessutom slutar vissa celler att dela sig efter differentiering. I derasdet finns ingen G-1-period i mellanfasen. De befinner sig i den så kallade vilofasen (G-0).
Metabolism
Som redan nämnts, fortgår de vitala processerna i en levande cell för det mesta under interfasperioden. Den viktigaste är ämnesomsättningen. Tack vare det sker inte bara olika interna reaktioner, utan också intercellulära processer som kopplar samman enskilda strukturer i hela organismen.
Metabolismen har ett visst mönster. De vitala processerna i en cell beror till stor del på dess efterlevnad, frånvaron av några störningar i den. Ämnen måste, innan de påverkar den intracellulära miljön, penetrera membranet. Sedan genomgår de en viss bearbetning i processen för näring eller andning. I nästa steg används de resulterande bearbetningsprodukterna för att syntetisera nya element eller omvandla befintliga strukturer. De metabola produkter som finns kvar efter alla omvandlingar, som är skadliga för cellen eller helt enkelt inte behövs av den, tas bort till den yttre miljön.
Assimilering och dissimilering
Enzymer är involverade i regleringen av den successiva förändringen av omvandlingar av ett ämne till ett annat. De bidrar till det snabbare flödet av vissa processer, det vill säga de fungerar som katalysatorer. Varje sådan "accelerator" påverkar endast en specifik transformation, vilket leder processen i en riktning. De nybildade substanserna exponeras ytterligare för andra enzymer som bidrar till deras vidare omvandling.
Samtidigt alltprocesserna för cellvital aktivitet är på ett eller annat sätt förbundna med två motsatta tendenser: assimilering och dissimilering. För ämnesomsättningen är deras interaktion, balans eller någon opposition grunden. En mängd olika ämnen som kommer utifrån omvandlas under inverkan av enzymer till det vanliga och nödvändiga för cellen. Dessa syntetiska transformationer kallas assimilering. Dessa reaktioner kräver dock energi. Dess källa är processerna för dissimilering, eller förstörelse. Förfallet av ett ämne åtföljs av frigörandet av energi som är nödvändig för att de grundläggande processerna för cellens vitala aktivitet ska fortsätta. Dissimilering främjar också bildningen av enklare ämnen, som sedan används för ny syntes. Vissa av sönderfallsprodukterna har tagits bort.
En cells livsprocesser är ofta förknippade med balansen mellan syntes och förfall. Tillväxt är alltså möjlig endast om assimilering råder över dissimilering. Intressant nog kan en cell inte växa i det oändliga: den har vissa gränser, när den når vilka tillväxten stannar.
Infiltration
Transport av ämnen från miljön till cellen sker passivt och aktivt. I det första fallet blir överföringen möjlig på grund av diffusion och osmos. Aktiv transport åtföljs av energiförbrukning och sker ofta i strid med dessa processer. Sålunda tränger till exempel kaliumjoner in. De injiceras i cellen, även om deras koncentration i cytoplasman överstiger dess nivå imiljö.
Ämnesegenskaper påverkar graden av permeabilitet hos cellmembranet för dem. Så organiska ämnen kommer in i cytoplasman lättare än oorganiska. För permeabiliteten har också storleken på molekylerna betydelse. Membranets egenskaper beror också på cellens fysiologiska tillstånd och miljöegenskaper som temperatur och ljus.
Mat
Relativt väl studerade vitala processer deltar i intaget av ämnen från miljön: cellandning och dess näring. Det senare utförs med hjälp av pinocytos och fagocytos.
Mekanismen för båda processerna är liknande, men mindre och tätare partiklar fångas upp under pinocytos. Molekyler av det absorberade ämnet adsorberas av membranet, fångas upp av speciella utväxter och nedsänks med dem inuti cellen. Som ett resultat bildas en kanal, och sedan uppstår bubblor från membranet som innehåller matpartiklar. Gradvis släpps de från skalet. Vidare utsätts partiklarna för processer mycket nära rötning. Efter en rad omvandlingar bryts ämnena ner till enklare och används för att syntetisera de grundämnen som är nödvändiga för cellen. Samtidigt släpps en del av de bildade ämnena ut i miljön, eftersom de inte är föremål för vidare bearbetning eller användning.
Andning
Näring är inte den enda processen som bidrar till uppkomsten av de nödvändiga elementen i cellen. Andas förbidess väsen är mycket lik den. Det är en serie successiva omvandlingar av kolhydrater, lipider och aminosyror, som ett resultat av vilka nya ämnen uppstår: koldioxid och vatten. Den viktigaste delen av processen är bildningen av energi, som lagras av cellen i form av ATP och några andra föreningar.
Med syre
Livsprocesserna i en mänsklig cell, liksom många andra organismer, är otänkbara utan aerob andning. Huvudämnet som behövs för det är syre. Frigörandet av välbehövlig energi, liksom bildningen av nya ämnen, sker som ett resultat av oxidation.
Andningsprocessen är uppdelad i två steg:
- glykolys;
- syrestadium.
Glykolys är nedbrytningen av glukos i cytoplasman i en cell under inverkan av enzymer utan deltagande av syre. Den består av elva på varandra följande reaktioner. Som ett resultat bildas två ATP-molekyler från en glukosmolekyl. Sönderfallsprodukterna kommer sedan in i mitokondrierna, där syrestadiet börjar. Som ett resultat av flera reaktioner bildas koldioxid, ytterligare ATP-molekyler och väteatomer. I allmänhet tar cellen emot 38 ATP-molekyler från en glukosmolekyl. Det är på grund av den stora mängden lagrad energi som aerob andning anses vara effektivare.
Anaerob andning
Bakterier har en annan typ av andning. De använder sulfater, nitrater och så vidare istället för syre. Denna typ av andning är mindre effektiv, men den spelar en stor roll.roll i materiens kretslopp i naturen. Tack vare anaeroba organismer genomförs den biogeokemiska cykeln av svavel, kväve och natrium. I allmänhet fortskrider processerna på samma sätt som syrgasandning. Efter slutet av glykolysen går de resulterande ämnena in i en jäsningsreaktion, vilket kan resultera i etylalkohol eller mjölksyra.
Irritabilitet
Cellen interagerar ständigt med omgivningen. Svaret på påverkan av olika yttre faktorer kallas irritabilitet. Det uttrycks i övergången av cellen till ett exciterbart tillstånd och förekomsten av en reaktion. Typen av reaktion på yttre påverkan skiljer sig beroende på de funktionella egenskaperna. Muskelceller svarar genom sammandragning, körtelceller genom utsöndring och neuroner genom att generera en nervimpuls. Det är irritabilitet som ligger till grund för många fysiologiska processer. Tack vare det, till exempel, utförs nervreglering: neuroner kan överföra excitation inte bara till liknande celler utan också till element i andra vävnader.
Division
Det finns alltså ett visst cykliskt mönster. Livsprocesserna för cellen i den upprepas under hela perioden av interfas och slutar antingen med cellens död eller dess delning. Självreproduktion är nyckeln till bevarandet av liv i allmänhet efter försvinnandet av en viss organism. Under celltillväxt överstiger assimileringen dissimilering, volymen växer snabbare än ytan. Som ett resultat, processercellens vitala aktivitet hämmas, djupa transformationer börjar, varefter cellens existens blir omöjlig, den fortsätter till delning. I slutet av processen bildas nya celler med ökad potential och metabolism.
Det är omöjligt att säga vilka processer av cellvital aktivitet som spelar den viktigaste rollen. Alla är sammanlänkade och meningslösa isolerade från varandra. Den subtila och väloljade arbetsmekanismen som finns i cellen påminner oss återigen om naturens visdom och storhet.
