Ćelija je elementarna jedinica svih organizama. Stepen aktivnosti, sposobnost prilagođavanja uvjetima okoline ovisi o njegovom stanju. Životni procesi ćelije podliježu određenim obrascima. Stepen aktivnosti svakog od njih zavisi od faze životnog ciklusa. Ukupno ih ima dva: međufaza i podjela (faza M). Prvi traje vrijeme između formiranja ćelije i njene smrti ili diobe. U periodu interfaze aktivno se odvijaju gotovo svi glavni procesi vitalne aktivnosti ćelije: ishrana, disanje, rast, razdražljivost, kretanje. Reprodukcija ćelije se vrši samo u M fazi.
Međufazni periodi
Vrijeme rasta ćelije između dioba podijeljeno je u nekoliko faza:
- presintetička, ili faza G-1, - početni period: sinteza glasničke RNA, proteina i nekih drugih ćelijskih elemenata;
- sintetička ili faza S: udvostručenje DNK;
- postsintetička, ili G-2 faza: priprema za mitozu.
Pored toga, neke ćelije prestaju da se dele nakon diferencijacije. U njihovomnema G-1 perioda u interfazi. Oni su u takozvanoj fazi mirovanja (G-0).
Metabolizam
Kao što je već pomenuto, vitalni procesi žive ćelije uglavnom se odvijaju tokom interfaznog perioda. Glavni je metabolizam. Zahvaljujući njemu ne odvijaju se samo različite unutrašnje reakcije, već i međućelijski procesi koji povezuju pojedine strukture u cijeli organizam.
Metabolizam ima određeni obrazac. Vitalni procesi ćelije u velikoj meri zavise od njenog poštovanja, odsustva bilo kakvih poremećaja u njoj. Supstance, prije nego što djeluju na unutarćelijsko okruženje, moraju prodrijeti kroz membranu. Zatim prolaze kroz određenu obradu u procesu ishrane ili disanja. U sljedećoj fazi, dobiveni proizvodi obrade se koriste za sintetizaciju novih elemenata ili transformaciju postojećih struktura. Metabolički produkti preostali nakon svih transformacija, koji su štetni za ćeliju ili joj jednostavno nisu potrebni, uklanjaju se u vanjsko okruženje.
Asimilacija i disimilacija
Enzimi su uključeni u regulaciju uzastopnih promjena transformacija jedne supstance u drugu. Oni doprinose bržem toku određenih procesa, odnosno djeluju kao katalizatori. Svaki takav "akcelerator" utiče samo na određenu transformaciju, usmjeravajući proces u jednom smjeru. Novonastale supstance su dalje izložene drugim enzimima koji doprinose njihovoj daljoj transformaciji.
U isto vrijeme, sveprocesi vitalne aktivnosti ćelije povezani su na ovaj ili onaj način sa dve suprotne tendencije: asimilacijom i disimilacijom. Za metabolizam je osnova njihova interakcija, ravnoteža ili neka suprotnost. Različite tvari koje dolaze izvana se pod djelovanjem enzima pretvaraju u uobičajene i neophodne za ćeliju. Ove sintetičke transformacije nazivaju se asimilacijom. Međutim, ove reakcije zahtijevaju energiju. Njegov izvor su procesi disimilacije, odnosno destrukcije. Propadanje supstance je praćeno oslobađanjem energije neophodne za odvijanje osnovnih procesa vitalne aktivnosti ćelije. Disimilacija također potiče stvaranje jednostavnijih supstanci, koje se zatim koriste za novu sintezu. Neki od proizvoda raspadanja su uklonjeni.
Životni procesi ćelije su često povezani sa ravnotežom sinteze i propadanja. Dakle, rast je moguć samo ako asimilacija prevlada nad disimilacijom. Zanimljivo je da ćelija ne može rasti beskonačno: ona ima određene granice, po dolasku do kojih rast prestaje.
Infiltracija
Transport supstanci iz okoline u ćeliju obavlja se pasivno i aktivno. U prvom slučaju, prijenos postaje moguć zahvaljujući difuziji i osmozi. Aktivni transport je praćen trošenjem energije i često se odvija suprotno ovim procesima. Tako, na primjer, prodiru ioni kalija. Ubrizgavaju se u ćeliju, čak i ako njihova koncentracija u citoplazmi premašuje njen nivookruženje.
Karakteristike supstanci utiču na stepen permeabilnosti ćelijske membrane za njih. Dakle, organske tvari lakše ulaze u citoplazmu od neorganskih. Za propusnost je bitna i veličina molekula. Također, svojstva membrane zavise od fiziološkog stanja ćelije i karakteristika okoline kao što su temperatura i svjetlost.
Hrana
U unosu supstanci iz okoline učestvuju relativno dobro proučeni vitalni procesi: disanje ćelija i njihova ishrana. Ovo posljednje se provodi uz pomoć pinocitoze i fagocitoze.
Mehanizam oba procesa je sličan, ali se manje i gušće čestice hvataju tokom pinocitoze. Molekule apsorbirane tvari se adsorbiraju membranom, zahvaćaju posebnim izraslinama i zajedno s njima uranjaju unutar ćelije. Kao rezultat, formira se kanal, a zatim se pojavljuju mjehurići iz membrane koja sadrži čestice hrane. Postepeno se oslobađaju iz ljuske. Nadalje, čestice su izložene procesima koji su vrlo bliski probavi. Nakon niza transformacija, tvari se razgrađuju na jednostavnije i koriste se za sintezu elemenata neophodnih za ćeliju. Istovremeno, dio formiranih supstanci se ispušta u životnu sredinu, jer nije podložan daljoj preradi ili upotrebi.
Disanje
Ihrana nije jedini proces koji doprinosi pojavi potrebnih elemenata u ćeliji. Breath bynjegova suština mu je vrlo slična. To je niz uzastopnih transformacija ugljikohidrata, lipida i aminokiselina, kao rezultat kojih nastaju nove tvari: ugljični dioksid i voda. Najvažniji dio procesa je stvaranje energije, koju ćelija skladišti u obliku ATP-a i nekih drugih jedinjenja.
Sa kiseonikom
Životni procesi ljudske ćelije, kao i mnogih drugih organizama, nezamislivi su bez aerobnog disanja. Glavna supstanca neophodna za to je kiseonik. Oslobađanje prijeko potrebne energije, kao i stvaranje novih supstanci, nastaje kao rezultat oksidacije.
Proces disanja je podijeljen u dvije faze:
- glikoliza;
- faza kisika.
Glikoliza je razgradnja glukoze u citoplazmi ćelije pod dejstvom enzima bez učešća kiseonika. Sastoji se od jedanaest uzastopnih reakcija. Kao rezultat, dva ATP molekula se formiraju iz jednog molekula glukoze. Produkti raspadanja zatim ulaze u mitohondrije, gdje počinje faza kisika. Kao rezultat još nekoliko reakcija nastaju ugljični dioksid, dodatne molekule ATP-a i atomi vodika. Općenito, stanica prima 38 ATP molekula iz jednog molekula glukoze. Zbog velike količine uskladištene energije aerobno disanje se smatra efikasnijim.
Anaerobno disanje
Bakterije imaju drugačiji tip disanja. Umjesto kisika koriste sulfate, nitrate i tako dalje. Ova vrsta disanja je manje efikasna, ali igra ogromnu ulogu.ulogu u kruženju materije u prirodi. Zahvaljujući anaerobnim organizmima, odvija se biogeokemijski ciklus sumpora, dušika i natrijuma. Općenito, procesi se odvijaju slično disanju kisika. Nakon završetka glikolize, nastale supstance ulaze u reakciju fermentacije, koja može rezultirati etilnim alkoholom ili mliječnom kiselinom.
Razdražljivost
Ćelija je u stalnoj interakciji sa okolinom. Odgovor na utjecaj različitih vanjskih faktora naziva se razdražljivost. Izražava se u prelasku ćelije u ekscitabilno stanje i nastanku reakcije. Vrsta odgovora na vanjski utjecaj razlikuje se ovisno o funkcionalnim karakteristikama. Mišićne ćelije odgovaraju kontrakcijom, ćelije žlezda sekrecijom, a neuroni generisanjem nervnog impulsa. Razdražljivost je ta koja je u osnovi mnogih fizioloških procesa. Zahvaljujući tome, na primjer, provodi se nervna regulacija: neuroni su u stanju prenijeti uzbuđenje ne samo na slične ćelije, već i na elemente drugih tkiva.
Division
Dakle, postoji određeni ciklički obrazac. Životni procesi ćelije u njoj se ponavljaju tokom čitavog perioda interfaze i završavaju ili smrću ćelije ili njenom deobom. Samoreprodukcija je ključ za očuvanje života općenito nakon nestanka određenog organizma. Tokom rasta ćelije, asimilacija je veća od disimilacije, volumen raste brže od površine. Kao rezultat, procesivitalna aktivnost ćelije je inhibirana, počinju duboke transformacije, nakon čega postojanje ćelije postaje nemoguće, prelazi se na diobu. Na kraju procesa formiraju se nove ćelije sa povećanim potencijalom i metabolizmom.
Nemoguće je reći koji procesi vitalne aktivnosti ćelija igraju najvažniju ulogu. Sve su one međusobno povezane i besmislene u izolaciji jedna od druge. Suptilni i dobro podmazan mehanizam rada koji postoji u ćeliji još jednom nas podsjeća na mudrost i veličanstvenost prirode.
