Клетъчна физиология: Преглед на структурата, функцията и поведението

Съдържание

• Преглед на поведението на клетките
• Преглед на основното поведение на клетките
• Какво представляват активен и пасивен транспорт?
• Пасивен транспорт
• Активен транспорт
• Как клетките комуникират?
• Получаване на сигнал
• Тълкуване на сигнала
• Отговор на сигнал
• Как се движат клетките?
• Хемотаксис в организмите
• Контракции на клетките

Като основни единици на живота клетките изпълняват важни функции в прокариотите и еукариотите. Клетъчната физиология се фокусира върху вътрешните структури и процеси вътре в живите организми.

От разделянето до комуникацията, това поле изучава как клетките живеят, работят и умират.

Преглед на поведението на клетките

Една част от клетъчната физиология е изследването на това как се държат клетките. Има важна връзка между структурата, функцията и поведението на клетките. Например органелите в еукариотите имат специфични роли, които помагат на функцията на клетките и да се държат правилно.

Когато разберете физиологията и клетъчната биология, начинът на поведение на клетката има смисъл. Координирано поведение е важно за многоклетъчните организми, тъй като има много клетки, които трябва да работят заедно. Правилното поведение на клетките създава функционални тъкани и здрав организъм.

Въпреки това, когато поведението на клетките се обърка, това може да доведе до заболявания, като рак. Например, ако деленето на клетките е извън контрол, клетките могат да се размножават и да образуват тумори.

Преглед на основното поведение на клетките

Въпреки че клетките могат да се различават, има основни поведения, които много от тях споделят. Те включват:

Какво представляват активен и пасивен транспорт?

Важно е да се разбере физиологията на клетките и мембранния транспорт. Организмите трябва да пренасят вещества в и извън клетките си и през липидната двуслойна на плазмената мембрана.

Пасивният и активен транспорт са два често срещани вида клетъчен транспорт. Има някои съществени разлики между активен и пасивен транспорт.

Пасивен транспорт

Пасивният транспорт не използва енергия за придвижване на вещества. Един метод, който клетките са, е дифузия, и можете да го разделите на прост или улеснено дифузия. Веществата могат да се движат от области с висока концентрация в области с ниска концентрация. Осмозата е пример за проста дифузия, която включва вода.

Простата дифузия включва молекули, които се движат надолу по градиента на концентрацията през плазмената мембрана. Тези молекули са малки и неполярни. Улеснената дифузия е подобна, но включва мембранни транспортни канали. Големите и полярните молекули зависят от улеснената дифузия.

Активен транспорт

Активният транспорт се нуждае от енергия за преместване на вещества. Молекулите могат да се движат срещу градиента на концентрация от области с ниска концентрация до области с висока концентрация благодарение на източници на енергия като АТФ. Носителите протеини помагат на клетките по време на този процес и клетките могат да използват протонна помпа или йонен канал.

Ендоцитоза и екзоцитоза са примери за активен транспорт в клетки. Те помагат да се движат големи молекули вътре във везикулите. По време на ендоцитозата клетката улавя молекула и я премества вътре. По време на екзоцитозата клетката премества молекула от външната страна на мембраната си.

Как клетките комуникират?

Клетките могат да приемат, интерпретират и реагират на сигнали. Този тип комуникация им помага да реагират на средата си и да разпространяват информация в многоклетъчния организъм. Сигнализирането ръководи поведението на клетките, като позволява на клетките да реагират на специфични сигнали от тяхната среда или други клетки.

Преобразуването на сигнала е друг термин за клетъчна сигнализация и се отнася до предаването на информация. Каскада за преобразуване на сигнал е път или серия от химични реакции, които се случват вътре в клетката, след като стимулът я стартира. Сигнализацията може да контролира растежа, движението, метаболизма на клетките и други. Когато обаче клетъчната комуникация се обърка, това може да причини заболяване като рак.

Важно е да се разберат основите на клетъчната комуникация. Общият процес започва, когато клетката открие химичен сигнал. Това предизвиква химическа реакция, която в крайна сметка помага на клетката да реагира на нея. Има краен отговор, който води до желания резултат.

Например, клетка получава сигнал от тялото, който казва, че се нуждае от повече клетъчно деление. Той преминава през сигнална каскада, която завършва с експресията на гени, които ще задействат клетъчното делене и клетката започва да се дели.

Получаване на сигнал

Повечето от сигналите в клетка са химически. В клетките се наричат ​​протеини рецептори и молекули, наречени лиганди които им помагат по време на сигнализиране.

Например, клетка може да освободи протеин в извънклетъчното пространство, за да предупреди други клетки. Протеинът може да плава във втора клетка, която го улавя, защото клетката има правилния рецептор за нея. След това втората клетка получава сигнала и може да отговори на него.

Можете да откриете празнини в животински клетки и плазмодесмати в растителни клетки, които са канали, които помагат на клетките да общуват. Тези канали свързват клетки в близост. Те позволяват на малки молекули да преминават през тях, така че сигналите да могат да пътуват.

Тълкуване на сигнала

След като клетките получат сигнали, те могат да ги интерпретират. Това става чрез конформационна промяна или биохимични реакции. Каскадите за преобразуване на сигнала могат да преместват информацията през клетката. Фосфорилирането може да активира или деактивира протеините чрез добавяне на фосфатна група.

Някои каскади за преобразуване на сигнал включват вътреклетъчни месинджъри или втори месинджъри, като Са²⁺, cAMP, NO и cGMP. Те са склонни да бъдат белтъчни молекули, като калциеви йони, които могат да бъдат в изобилие в клетката.

Например, някои клетки имат протеини, които могат да свързват калциеви йони, които могат да променят формата и активността на протеините.

Отговор на сигнал

Клетките могат да реагират на сигнали по различни начини. Например, те могат да направят промени в генната експресия, които могат да променят как се държи клетката.

Те могат също така да сигнали за обратна връзка, за да потвърдят, че са получили оригиналния сигнал и са отговорили. В крайна сметка сигнализацията може да повлияе на функцията на клетките.

Как се движат клетките?

Клетъчната подвижност е важна, защото помага на организмите да се движат от едно място на друго. Това може да е необходимо, за да придобиете храна или да избягате от опасност. Често клетката трябва да се движи като отговор на промените в околната среда. Клетките могат да пълзят, да плуват, да се плъзгат или да използват други методи.

Най- камшичета и мигли може да помогне на движението на клетката. Ролята на жлебовидните или камшикови структури е да задвижва клетка. Ролята на ресничките или космените структури е да се движат напред-назад в ритмичен модел. Клетките на сперматозоидите имат джгутици, докато клетките, които изравняват дихателните пътища, имат реснички.

Хемотаксис в организмите

Клетъчната сигнализация може да доведе до движение на клетките в организмите. Това движение може да е към или извън сигнали и може да играе роля при заболяване. хемотаксичност е движението на клетките към или далеч от по-висока химическа концентрация и е важна част от клетъчния отговор.

Например, хемотаксисът позволява на раковите клетки да се придвижват към област на тялото, която насърчава повече растеж.

Контракции на клетките

Клетките могат да се свият и този тип движение се случва в мускулните клетки. Процесът започва със сигнал от нервната система.

След това клетките реагират чрез започване на химични реакции. Реакциите засягат мускулните влакна и причиняват контракции.