Клетката е елементарната единица на всички организми. Степента на активност, способността за адаптиране към условията на околната среда зависи от неговото състояние. Жизнените процеси на клетката са подчинени на определени модели. Степента на активност на всеки от тях зависи от фазата на жизнения цикъл. Общо има две от тях: интерфаза и разделение (фаза М). Първият отнема времето между образуването на клетка и нейната смърт или делене. През периода на интерфазата активно протичат почти всички основни процеси на жизнената дейност на клетката: хранене, дишане, растеж, раздразнителност, движение. Клетъчната репродукция се извършва само във фаза М.
Межфазни периоди
Времето на растеж на клетките между деленията е разделено на няколко етапа:
- пресинтетичен, или фаза G-1, - начален период: синтез на информационна РНК, протеини и някои други клетъчни елементи;
- синтетичен или фаза S: удвояване на ДНК;
- постсинтетична или G-2 фаза: подготовка за митоза.
В допълнение, някои клетки спират да се делят след диференциация. В технитеняма G-1 период в интерфазата. Те са в така наречената фаза на покой (G-0).
Метаболизъм
Както вече споменахме, жизнените процеси на живата клетка в по-голямата си част протичат по време на интерфазния период. Основният е метаболизмът. Благодарение на него протичат не само различни вътрешни реакции, но и междуклетъчни процеси, които свързват отделни структури в целия организъм.
Метаболизмът има определен модел. Жизнените процеси на клетката до голяма степен зависят от нейното спазване, отсъствието на каквито и да е смущения в нея. Веществата, преди да повлияят на вътреклетъчната среда, трябва да проникнат през мембраната. След това те претърпяват определена обработка в процеса на хранене или дишане. На следващия етап получените продукти от обработката се използват за синтезиране на нови елементи или трансформиране на съществуващи структури. Останалите след всички трансформации метаболитни продукти, които са вредни за клетката или просто не са й необходими, се извеждат във външната среда.
Асимилация и дисимилация
Ензимите участват в регулирането на последователната промяна на трансформациите на едно вещество в друго. Те допринасят за по-бързото протичане на определени процеси, тоест действат като катализатори. Всеки такъв „ускорител“засяга само конкретна трансформация, насочвайки процеса в една посока. Новообразуваните вещества са допълнително изложени на други ензими, които допринасят за по-нататъшната им трансформация.
В същото време всичкопроцесите на клетъчна жизнена дейност са свързани по един или друг начин с две противоположни тенденции: асимилация и дисимилация. За обмяната на веществата в основата е тяхното взаимодействие, баланс или някакво противопоставяне. Разнообразни вещества, които идват отвън, се превръщат под действието на ензими в обичайните и необходими за клетката. Тези синтетични трансформации се наричат асимилация. Тези реакции обаче изискват енергия. Неговият източник са процесите на дисимилация, или унищожаване. Разпадането на веществото е придружено от освобождаване 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. Някои от продуктите на разпад са отстранени.
Жизнените процеси на клетката често са свързани с баланса на синтеза и разпадането. Следователно растежът е възможен само ако асимилацията надделя над дисимилацията. Интересното е, че една клетка не може да расте безкрайно: тя има определени граници, при достигане на които растежът спира.
Проникване
Транспортирането на вещества от околната среда в клетката се извършва пасивно и активно. В първия случай прехвърлянето става възможно поради дифузия и осмоза. Активният транспорт е придружен от разход на енергия и често протича в противоречие с тези процеси. Така например проникват калиеви йони. Те се инжектират в клетката, дори ако концентрацията им в цитоплазмата надвишава нейното ниво всреда.
Характеристиките на веществата влияят върху степента на пропускливост на клетъчната мембрана за тях. Така органичните вещества навлизат в цитоплазмата по-лесно от неорганичните. За пропускливостта размерът на молекулите също има значение. Също така, свойствата на мембраната зависят от физиологичното състояние на клетката и характеристиките на околната среда като температура и светлина.
Храна
В приема на вещества от околната среда участват относително добре проучени жизнени процеси: клетъчното дишане и неговото хранене. Последното се осъществява с помощта на пиноцитоза и фагоцитоза.
Механизмът на двата процеса е подобен, но по-малки и по-плътни частици се улавят по време на пиноцитоза. Молекулите на абсорбираното вещество се адсорбират от мембраната, улавят се от специални израстъци и се потапят с тях вътре в клетката. В резултат на това се образува канал и след това се появяват мехурчета от мембраната, съдържаща хранителни частици. Постепенно те се освобождават от черупката. Освен това, частиците са изложени на процеси, много близки до храносмилането. След поредица от трансформации веществата се разграждат на по-прости и се използват за синтезиране на елементите, необходими за клетката. В същото време част от образуваните вещества се изхвърлят в околната среда, тъй като не подлежат на по-нататъшна обработка или употреба.
Дишане
Храненето не е единственият процес, който допринася за появата на необходимите елементи в клетката. Дъх досъщността му е много подобна на него. Това е поредица от последователни трансформации на въглехидрати, липиди и аминокиселини, в резултат на които възникват 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 кислород
Жизнените процеси на човешката клетка, подобно на много други организми, са немислими без аеробно дишане. Основното вещество, необходимо за него, е кислородът. Освобождаването на така необходимата енергия, както и образуването на нови вещества, се случва в резултат на окисляване.
Процесът на дишане е разделен на два етапа:
- гликолиза;
- кислородна фаза.
Гликолизата е разграждането на глюкозата в цитоплазмата на клетката под действието на ензими без участието на кислород. Състои се от единадесет последователни реакции. В резултат на това от една молекула глюкоза се образуват две молекули АТФ. След това продуктите на разпада влизат в митохондриите, където започва етапът на кислород. В резултат на още няколко реакции се образуват въглероден диоксид, допълнителни молекули на АТФ и водородни атоми. По принцип клетката получава 38 АТФ молекули от една глюкозна молекула. Именно поради голямото количество натрупана енергия аеробното дишане се счита за по-ефективно.
Анаеробно дишане
Бактериите имат различен тип дишане. Те използват сулфати, нитрати и т.н. вместо кислород. Този тип дишане е по-малко ефективен, но играе огромна роля.роля в кръговрата на материята в природата. Благодарение на анаеробните организми се осъществява биогеохимичният цикъл на сяра, азот и натрий. Като цяло процесите протичат подобно на кислородното дишане. След края на гликолизата, получените вещества влизат в реакция на ферментация, която може да доведе до етилов алкохол или млечна киселина.
Раздразнителност
Клетката постоянно взаимодейства с околната среда. Реакцията на влиянието на различни външни фактори се нарича раздразнителност. Изразява се в преминаване на клетката във възбудимо състояние и възникване на реакция. Типът реакция на външно въздействие се различава в зависимост от функционалните характеристики. Мускулните клетки реагират чрез свиване, клетките на жлезите - чрез секреция, а невроните - чрез генериране на нервен импулс. Именно раздразнителността е в основата на много физиологични процеси. Благодарение на него, например, се осъществява нервна регулация: невроните са в състояние да предават възбуждане не само на подобни клетки, но и на елементи от други тъкани.
Division
По този начин има определен цикличен модел. Жизнените процеси на клетката в нея се повтарят през целия период на интерфаза и завършват или със смъртта на клетката, или с нейното делене. Самовъзпроизвеждането е ключът към запазването на живота като цяло след изчезването на определен организъм. По време на клетъчния растеж асимилацията надвишава дисимилацията, обемът нараства по-бързо от повърхността. В резултат на това процесижизнената активност на клетката се инхибира, започват дълбоки трансформации, след което съществуването на клетката става невъзможно, тя преминава към делене. В края на процеса се образуват нови клетки с повишен потенциал и метаболизъм.
Невъзможно е да се каже кои процеси на клетъчната жизнена дейност играят най-важната роля. Всички те са взаимосвързани и безсмислени в изолация един от друг. Финият и добре смазан механизъм на работа, който съществува в клетката, отново ни напомня за мъдростта и величието на природата.
