La cellula è l'unità elementare di tutti gli organismi. Il grado di attività, la capacità di adattarsi alle condizioni ambientali dipende dal suo stato. I processi vitali della cellula sono soggetti a determinati schemi. Il grado di attività di ciascuno di essi dipende dalla fase del ciclo di vita. In totale, ce ne sono due: interfase e divisione (fase M). Il primo prende il tempo che intercorre tra la formazione di una cellula e la sua morte o divisione. Durante il periodo di interfase procedono attivamente quasi tutti i principali processi dell'attività vitale della cellula: nutrizione, respirazione, crescita, irritabilità, movimento. La riproduzione cellulare avviene solo nella fase M.
Periodo interfase
Il tempo di crescita cellulare tra le divisioni è suddiviso in diverse fasi:
- presintetico, o fase G-1, - periodo iniziale: sintesi di RNA messaggero, proteine e alcuni altri elementi cellulari;
- sintetico, o fase S: raddoppio del DNA;
- fase postsintetica o G-2: preparazione alla mitosi.
Inoltre, alcune cellule smettono di dividersi dopo la differenziazione. Nel loronon c'è periodo G-1 nell'interfase. Sono nella cosiddetta fase di riposo (G-0).
Metabolismo
Come già accennato, i processi vitali di una cellula vivente per la maggior parte procedono durante il periodo di interfase. Il principale è il metabolismo. Grazie ad esso, non solo si verificano varie reazioni interne, ma anche processi intercellulari che collegano le singole strutture all'intero organismo.
Il metabolismo ha un certo schema. I processi vitali di una cellula dipendono in gran parte dalla sua osservanza, dall'assenza di disturbi in essa. Le sostanze, prima di intaccare l'ambiente intracellulare, devono penetrare nella membrana. Quindi subiscono una certa elaborazione nel processo di nutrizione o respirazione. Nella fase successiva, i prodotti di lavorazione risultanti vengono utilizzati per sintetizzare nuovi elementi o trasformare strutture esistenti. I prodotti metabolici rimasti dopo tutte le trasformazioni, dannosi per la cellula o semplicemente non necessari ad essa, vengono rimossi nell'ambiente esterno.
Assimilazione e dissimilazione
Gli enzimi sono coinvolti nella regolazione del successivo cambiamento delle trasformazioni di una sostanza in un' altra. Contribuiscono al flusso più rapido di determinati processi, ovvero agiscono come catalizzatori. Ciascuno di questi "acceleratore" influisce solo su una specifica trasformazione, dirigendo il processo in una direzione. Le sostanze appena formate vengono ulteriormente esposte ad altri enzimi che contribuiscono alla loro ulteriore trasformazione.
Allo stesso tempo, tuttoi processi dell'attività vitale cellulare sono collegati in un modo o nell' altro con due tendenze opposte: l'assimilazione e la dissimilazione. Per il metabolismo, la base è la loro interazione, equilibrio o qualche opposizione. Una varietà di sostanze che provengono dall'esterno vengono convertite sotto l'azione degli enzimi nell'abituale e necessaria per la cellula. Queste trasformazioni sintetiche sono chiamate assimilazione. Tuttavia, queste reazioni richiedono energia. La sua fonte sono i processi di dissimilazione o distruzione. Il decadimento di una sostanza è accompagnato dal rilascio di energia necessaria per il proseguimento dei processi di base dell'attività vitale della cellula. La dissimilazione favorisce anche la formazione di sostanze più semplici, che vengono poi utilizzate per nuove sintesi. Alcuni dei prodotti di decadimento vengono rimossi.
I processi vitali di una cellula sono spesso associati all'equilibrio tra sintesi e decadimento. Quindi, la crescita è possibile solo se l'assimilazione prevale sulla dissimilazione. È interessante notare che una cellula non può crescere indefinitamente: ha determinati confini, al raggiungimento dei quali la crescita si interrompe.
Infiltrazione
Il trasporto di sostanze dall'ambiente alla cellula avviene in modo passivo e attivo. Nel primo caso, il trasferimento diventa possibile per diffusione e osmosi. Il trasporto attivo è accompagnato dal dispendio di energia e spesso avviene in contrasto con questi processi. Così, ad esempio, penetrano gli ioni di potassio. Vengono iniettati nella cellula, anche se la loro concentrazione nel citoplasma supera il suo livelloambiente.
Le caratteristiche delle sostanze influiscono sul loro grado di permeabilità della membrana cellulare. Quindi, le sostanze organiche entrano nel citoplasma più facilmente di quelle inorganiche. Per la permeabilità, anche la dimensione delle molecole è importante. Inoltre, le proprietà della membrana dipendono dallo stato fisiologico della cellula e dalle caratteristiche ambientali come temperatura e luce.
Cibo
Processi vitali relativamente ben studiati partecipano all'assunzione di sostanze dall'ambiente: la respirazione cellulare e la sua nutrizione. Quest'ultimo viene effettuato con l'aiuto della pinocitosi e della fagocitosi.
Il meccanismo di entrambi i processi è simile, ma durante la pinocitosi vengono catturate particelle più piccole e più dense. Le molecole della sostanza assorbita vengono adsorbite dalla membrana, catturate da speciali escrescenze e immerse con esse all'interno della cellula. Di conseguenza, si forma un canale e quindi compaiono bolle dalla membrana contenente particelle di cibo. A poco a poco, vengono rilasciati dal guscio. Inoltre, le particelle sono esposte a processi molto vicini alla digestione. Dopo una serie di trasformazioni, le sostanze vengono scomposte in sostanze più semplici e utilizzate per sintetizzare gli elementi necessari alla cellula. Allo stesso tempo, parte delle sostanze formate viene dispersa nell'ambiente, poiché non è soggetta a ulteriore lavorazione o utilizzo.
Respirare
L'alimentazione non è l'unico processo che contribuisce alla comparsa degli elementi necessari nella cellula. Respirola sua essenza è molto simile ad essa. Si tratta di una serie di successive trasformazioni di carboidrati, lipidi e amminoacidi, a seguito delle quali sorgono nuove sostanze: anidride carbonica e acqua. La parte più importante del processo è la formazione di energia, che viene immagazzinata dalla cellula sotto forma di ATP e alcuni altri composti.
Con ossigeno
I processi vitali di una cellula umana, come molti altri organismi, sono inconcepibili senza la respirazione aerobica. La sostanza principale necessaria per questo è l'ossigeno. Il rilascio dell'energia tanto necessaria, così come la formazione di nuove sostanze, avviene come risultato dell'ossidazione.
Il processo di respirazione è diviso in due fasi:
- glicolisi;
- stadio ossigeno.
La glicolisi è la scomposizione del glucosio nel citoplasma di una cellula sotto l'azione di enzimi senza la partecipazione dell'ossigeno. Consiste di undici reazioni successive. Di conseguenza, da una molecola di glucosio si formano due molecole di ATP. I prodotti di decadimento entrano quindi nei mitocondri, dove inizia lo stadio dell'ossigeno. Come risultato di molte altre reazioni, si formano anidride carbonica, ulteriori molecole di ATP e atomi di idrogeno. In generale, la cellula riceve 38 molecole di ATP da una molecola di glucosio. È a causa della grande quantità di energia immagazzinata che la respirazione aerobica è considerata più efficiente.
Respirazione anaerobica
I batteri hanno un diverso tipo di respirazione. Usano solfati, nitrati e così via invece dell'ossigeno. Questo tipo di respirazione è meno efficiente, ma svolge un ruolo enorme.ruolo nel ciclo della materia in natura. Grazie agli organismi anaerobici, viene effettuato il ciclo biogeochimico di zolfo, azoto e sodio. In generale, i processi procedono in modo simile alla respirazione dell'ossigeno. Dopo la fine della glicolisi, le sostanze risultanti entrano in una reazione di fermentazione, che può risultare in alcol etilico o acido lattico.
Irritabilità
La cellula interagisce costantemente con l'ambiente. La risposta all'influenza di vari fattori esterni è chiamata irritabilità. Si esprime nella transizione della cellula a uno stato eccitabile e nel verificarsi di una reazione. Il tipo di risposta all'influenza esterna varia a seconda delle caratteristiche funzionali. Le cellule muscolari rispondono per contrazione, le cellule ghiandolari per secrezione e i neuroni generando un impulso nervoso. È l'irritabilità che sta alla base di molti processi fisiologici. Grazie ad esso, ad esempio, viene effettuata la regolazione nervosa: i neuroni sono in grado di trasmettere l'eccitazione non solo a cellule simili, ma anche ad elementi di altri tessuti.
Divisione
Quindi, c'è un certo schema ciclico. I processi vitali della cellula al suo interno si ripetono durante l'intero periodo di interfase e terminano con la morte della cellula o la sua divisione. L'autoriproduzione è la chiave per la conservazione della vita in generale dopo la scomparsa di un particolare organismo. Durante la crescita cellulare, l'assimilazione supera la dissimilazione, il volume cresce più velocemente della superficie. Di conseguenza, processil'attività vitale della cellula viene inibita, iniziano profonde trasformazioni, dopo di che l'esistenza della cellula diventa impossibile, procede alla divisione. Alla fine del processo, si formano nuove cellule con potenziale e metabolismo accresciuti.
È impossibile dire quali processi dell'attività vitale cellulare svolgano il ruolo più importante. Tutti loro sono interconnessi e privi di significato, isolati l'uno dall' altro. Il meccanismo di lavoro sottile e ben oliato che esiste nella cellula ci ricorda ancora una volta la saggezza e la grandezza della natura.
