Cellen er den elementære enhed af alle organismer. Graden af aktivitet, evnen til at tilpasse sig miljøforhold afhænger af dens tilstand. Cellens livsprocesser er underlagt visse mønstre. Graden af aktivitet for hver af dem afhænger af livscyklussens fase. I alt er der to af dem: interfase og division (fase M). Den første tager tiden mellem dannelsen af en celle og dens død eller deling. I interfaseperioden fortsætter næsten alle hovedprocesserne af cellens vitale aktivitet aktivt: ernæring, respiration, vækst, irritabilitet, bevægelse. Cellereproduktion udføres kun i M-fasen.
Interfaseperioder
Tidspunktet for cellevækst mellem delinger er opdelt i flere stadier:
- præsyntetisk eller fase G-1, - indledende periode: syntese af messenger-RNA, proteiner og nogle andre cellulære elementer;
- syntetisk eller fase S: DNA-fordobling;
- postsyntetisk eller G-2-fase: forberedelse til mitose.
Desuden holder nogle celler op med at dele sig efter differentiering. I deresder er ingen G-1 periode i interfasen. De er i den såkaldte hvilefase (G-0).
Stofskifte
Som allerede nævnt foregår de vitale processer i en levende celle for det meste i interfaseperioden. Den vigtigste er stofskiftet. Takket være det finder ikke kun forskellige indre reaktioner sted, men også intercellulære processer, der forbinder individuelle strukturer i hele organismen.
Stofskifte har et bestemt mønster. De vitale processer i en celle afhænger i høj grad af dens overholdelse, fraværet af forstyrrelser i den. Stoffer skal, før de påvirker det intracellulære miljø, trænge ind i membranen. Derefter gennemgår de en vis forarbejdning i processen med ernæring eller respiration. På næste trin bruges de resulterende forarbejdningsprodukter til at syntetisere nye elementer eller transformere eksisterende strukturer. De metaboliske produkter, der er tilbage efter alle transformationerne, som er skadelige for cellen eller simpelthen ikke har brug for den, bliver fjernet til det ydre miljø.
Assimilation og dissimilation
Enzymer er involveret i reguleringen af den successive ændring af omdannelser af et stof til et andet. De bidrager til det hurtigere flow af visse processer, det vil sige, de fungerer som katalysatorer. Hver sådan "accelerator" påvirker kun en specifik transformation, der leder processen i én retning. De nydannede stoffer udsættes yderligere for andre enzymer, der bidrager til deres videre transformation.
På samme tid altprocesserne for cellevital aktivitet er på den ene eller anden måde forbundet med to modsatrettede tendenser: assimilering og dissimilering. For stofskiftet er deres interaktion, balance eller en eller anden modsætning grundlaget. En række stoffer, der kommer udefra, omdannes under påvirkning af enzymer til det sædvanlige og nødvendige for cellen. Disse syntetiske transformationer kaldes assimilering. Disse reaktioner kræver dog energi. Dens kilde er dissimilationsprocesser eller ødelæggelse. Et stofs henfald ledsages af frigivelse af energi, der er nødvendig for, at de grundlæggende processer af cellens vitale aktivitet kan forløbe. Dissimilering fremmer også dannelsen af simplere stoffer, som derefter bruges til ny syntese. Nogle af forfaldsprodukterne er fjernet.
En celles livsprocesser er ofte forbundet med balancen mellem syntese og henfald. Vækst er således kun mulig, hvis assimilation sejrer over dissimilation. Interessant nok kan en celle ikke vokse i det uendelige: den har visse grænser, når den når frem til hvilke væksten stopper.
Infiltration
Transport af stoffer fra miljøet ind i cellen foregår passivt og aktivt. I det første tilfælde bliver overførslen mulig på grund af diffusion og osmose. Aktiv transport er ledsaget af energiforbrug og forekommer ofte i modsætning til disse processer. Således trænger for eksempel kaliumioner ind. De sprøjtes ind i cellen, selvom deres koncentration i cytoplasmaet overstiger niveauet imiljø.
Stoffers egenskaber påvirker graden af permeabilitet af cellemembranen for dem. Så organiske stoffer kommer lettere ind i cytoplasmaet end uorganiske. For permeabiliteten har størrelsen af molekylerne også betydning. Membranens egenskaber afhænger også af cellens fysiologiske tilstand og miljømæssige egenskaber såsom temperatur og lys.
Mad
Relativt velundersøgte vitale processer deltager i indtagelsen af stoffer fra miljøet: celleånding og dens ernæring. Sidstnævnte udføres ved hjælp af pinocytose og fagocytose.
Mekanismen for begge processer er ens, men mindre og tættere partikler fanges under pinocytose. Molekyler af det absorberede stof adsorberes af membranen, fanges af specielle udvækster og nedsænkes med dem inde i cellen. Som et resultat dannes der en kanal, og så kommer der bobler fra membranen, der indeholder madpartikler. Gradvist frigøres de fra skallen. Yderligere udsættes partiklerne for processer meget tæt på fordøjelsen. Efter en række transformationer nedbrydes stofferne til mere simple og bruges til at syntetisere de grundstoffer, der er nødvendige for cellen. Samtidig udledes en del af de dannede stoffer til miljøet, da det ikke er genstand for yderligere forarbejdning eller brug.
Breathing
Ernæring er ikke den eneste proces, der bidrager til fremkomsten af de nødvendige elementer i cellen. Træk vejret forbidens essens ligner den meget. Det er en række successive transformationer af kulhydrater, lipider og aminosyrer, som et resultat af hvilke nye stoffer opstår: kuldioxid og vand. Den vigtigste del af processen er dannelsen af energi, som lagres af cellen i form af ATP og nogle andre forbindelser.
Med ilt
Livsprocesserne i en menneskelig celle, ligesom mange andre organismer, er utænkelige uden aerob respiration. Det vigtigste stof, der er nødvendigt for det, er ilt. Frigivelsen af tiltrængt energi, samt dannelsen af nye stoffer, sker som følge af oxidation.
Åndedrætsprocessen er opdelt i to faser:
- glykolyse;
- iltstadie.
Glykolyse er nedbrydning af glucose i cytoplasmaet i en celle under påvirkning af enzymer uden deltagelse af ilt. Den består af elleve på hinanden følgende reaktioner. Som et resultat dannes to ATP-molekyler fra et glukosemolekyle. Nedbrydningsprodukterne kommer derefter ind i mitokondrierne, hvor iltstadiet begynder. Som et resultat af flere reaktioner dannes kuldioxid, yderligere ATP-molekyler og brintatomer. Generelt modtager cellen 38 ATP-molekyler fra ét glukosemolekyle. Det er på grund af den store mængde lagret energi, at aerob respiration anses for at være mere effektiv.
Anaerob respiration
Bakterier har en anden type respiration. De bruger sulfater, nitrater og så videre i stedet for ilt. Denne type vejrtrækning er mindre effektiv, men den spiller en stor rolle.rolle i materiens kredsløb i naturen. Takket være anaerobe organismer udføres den biogeokemiske cyklus af svovl, nitrogen og natrium. Generelt forløber processerne på samme måde som oxygenrespiration. Efter afslutningen af glykolysen indgår de resulterende stoffer i en gæringsreaktion, som kan resultere i ethylalkohol eller mælkesyre.
Irritabilitet
Cellen interagerer konstant med omgivelserne. Reaktionen på påvirkningen af forskellige eksterne faktorer kaldes irritabilitet. Det udtrykkes i cellens overgang til en exciterbar tilstand og forekomsten af en reaktion. Typen af reaktion på ekstern påvirkning varierer afhængigt af de funktionelle egenskaber. Muskelceller reagerer ved sammentrækning, kirtelceller ved sekretion og neuroner ved at generere en nerveimpuls. Det er irritabilitet, der ligger til grund for mange fysiologiske processer. Takket være det, for eksempel, udføres nerveregulering: neuroner er i stand til at transmittere excitation ikke kun til lignende celler, men også til elementer i andre væv.
Division
Der er således et vist cyklisk mønster. Cellens livsprocesser i den gentages i hele interfaseperioden og slutter enten med cellens død eller dens deling. Selvreproduktion er nøglen til bevarelsen af liv generelt efter forsvinden af en bestemt organisme. Under cellevækst overstiger assimilering dissimilering, volumenet vokser hurtigere end overfladen. Som et resultat, processercellens vitale aktivitet hæmmes, dybe transformationer begynder, hvorefter cellens eksistens bliver umulig, den går videre til deling. Ved slutningen af processen dannes nye celler med øget potentiale og stofskifte.
Det er umuligt at sige, hvilke processer af cellevital aktivitet, der spiller den vigtigste rolle. Alle er indbyrdes forbundne og meningsløse isoleret fra hinanden. Den subtile og velsmurte arbejdsmekanisme, der findes i cellen, minder os igen om naturens visdom og storhed.
