Physiologie cellulaire: un aperçu de la structure, de la fonction et du comportement

En tant qu'unités de base de la vie, les cellules remplissent des fonctions importantes dans procaryotes et eucaryotes. La physiologie cellulaire se concentre sur les structures internes et les processus à l'intérieur des organismes vivants.

De la division à la communication, ce champ étudie comment cellules vivre, travailler et mourir.

Une partie de la physiologie cellulaire est l'étude du comportement des cellules. Il existe un lien important entre la structure, la fonction et le comportement des cellules. Par exemple, organites chez les eucaryotes ont des rôles spécifiques qui aident la cellule à fonctionner et à se comporter correctement.

Lorsque vous comprenez la physiologie et la biologie cellulaire, le comportement d'une cellule prend tout son sens. Comportement coordonné est important pour les organismes multicellulaires car de nombreuses cellules doivent travailler ensemble. Un bon comportement cellulaire crée des tissus fonctionnels et un organisme sain.

Cependant, lorsque le comportement cellulaire se dérègle, cela peut entraîner des maladies, telles que le cancer. Par exemple, si la division cellulaire est hors de contrôle, les cellules peuvent se multiplier et former des tumeurs.

Bien que les cellules puissent différer, il existe des comportements de base que beaucoup d'entre elles partagent. Ils incluent:

• Division et croissance cellulaires. Les cellules ont besoin de croître et de se diviser avec le temps. La mitose et la méiose sont les deux types de division cellulaire les plus courants. Mitose produit deux cellules filles identiques, tandis que la méiose produit quatre cellules filles différentes avec la moitié de l'ADN.
• Métabolisme cellulaire. Tous les êtres vivants ont besoin d'énergie ou de carburant pour vivre, et le métabolisme les aide à y parvenir. La plupart des cellules utilisent soit respiration cellulaire ou alors photosynthèse, qui sont une série de processus chimiques.
• Communication cellulaire. Les cellules vivantes ont souvent besoin de communiquer et de diffuser des informations dans tout un organisme. Ils peuvent utiliser des récepteurs ou des ligands, des jonctions communicantes ou des plasmodesmes pour communiquer.
• Transport cellulaire. Le transport cellulaire déplace les matériaux à travers un membrane cellulaire. Il peut s'agir d'un transport actif ou passif.
• Motilité cellulaire. La motilité permet aux cellules de se déplacer d'un endroit à un autre. Ils peuvent nager, ramper, glisser ou utiliser d'autres méthodes.
  

Il est important de comprendre la physiologie cellulaire et le transport membranaire. Les organismes doivent transporter des substances dans et hors de leurs cellules et à travers la bicouche lipidique de la membrane plasmique.

Transports passifs et actifs sont deux types courants de transport cellulaire. Il existe des différences essentielles entre le transport actif et passif.

Le transport passif n'utilise pas d'énergie pour déplacer des substances. Une méthode utilisée par les cellules est la diffusion, et vous pouvez le diviser en Facile ou alors facilité la diffusion. Les substances peuvent se déplacer des zones de forte concentration vers les zones de faible concentration. L'osmose est un exemple de diffusion simple impliquant l'eau.

Diffusion simple implique des molécules descendant le gradient de concentration à travers la membrane plasmique. Ces molécules sont petites et non polaires. Diffusion facilitée est similaire mais implique des canaux de transport membranaires. Les grosses molécules polaires dépendent de la diffusion facilitée.

Transport actif a besoin d'énergie pour déplacer les substances. Les molécules peuvent se déplacer contre le gradient de concentration des zones de faible concentration vers les zones de forte concentration grâce à des sources d'énergie comme l'ATP. Les protéines porteuses aident les cellules au cours de ce processus, et les cellules peuvent utiliser une pompe à protons ou un canal ionique.

Endocytose et exocytose sont des exemples de transport actif dans les cellules. Ils aident à déplacer les grosses molécules à l'intérieur des vésicules. Au cours de l'endocytose, la cellule capture une molécule et la déplace à l'intérieur. Au cours de l'exocytose, la cellule déplace une molécule vers l'extérieur de sa membrane.

Les cellules peuvent recevoir, interpréter et répondre aux signaux. Ce type de communication les aide à réagir à leur environnement et à diffuser des informations au sein d'un organisme multicellulaire. La signalisation guide le comportement cellulaire en permettant aux cellules de répondre à des signaux spécifiques de leur environnement ou d'autres cellules.

Transduction du signal est un autre terme pour la signalisation cellulaire et fait référence à la transmission d'informations. Une cascade de transduction de signal est une voie ou une série de réactions chimiques qui se produisent à l'intérieur de la cellule après qu'un stimulus l'ait déclenchée. La signalisation peut contrôler la croissance cellulaire, le mouvement, le métabolisme et plus encore. Cependant, lorsque la communication cellulaire se dérègle, elle peut provoquer des maladies comme le cancer.

Il est important de comprendre les bases de la communication cellulaire. Le processus général commence lorsque la cellule détecte un signal chimique. Cela déclenche une réaction chimique qui aide finalement la cellule à y répondre. Il y a une réponse finale qui mène au résultat souhaité.

Par exemple, une cellule reçoit un signal du corps indiquant qu'elle a besoin de plus la division cellulaire. Il passe par une cascade de signalisation qui se termine par l'expression des gènes qui vont conduire à la division cellulaire, et la cellule commence à se diviser.

La plupart des signaux dans une cellule sont chimiques. Les cellules ont des protéines appelées récepteurs et des molécules appelées ligands qui les aident lors de la signalisation.

Par exemple, une cellule peut libérer une protéine dans l'espace extracellulaire pour alerter d'autres cellules. La protéine peut flotter vers une deuxième cellule, qui la capte parce que la cellule a le bon récepteur pour elle. Ensuite, la deuxième cellule reçoit le signal et peut y répondre.

Vous pouvez trouver des jonctions lacunaires dans les cellules animales et des plasmodesmes dans les cellules végétales, qui sont des canaux qui aident les cellules à communiquer. Ces canaux relient les cellules voisines. Ils permettent à de petites molécules de les traverser, de sorte que les signaux peuvent voyager.

Une fois que les cellules ont reçu des signaux, elles peuvent les interpréter. Cela se produit par le biais d'un changement de conformation ou de réactions biochimiques. Les cascades de transduction du signal peuvent déplacer l'information à travers la cellule. La phosphorylation peut activer ou désactiver des protéines en ajoutant un groupe phosphate.

Certaines cascades de transduction de signaux incluent des messagers intracellulaires ou des seconds messagers, tels que Ca²⁺, cAMP, NO et cGMP. Ce sont généralement des molécules non protéiques, comme les ions calcium, qui peuvent être abondantes dans la cellule.

Par exemple, certaines cellules ont des protéines qui peuvent se lier aux ions calcium, ce qui peut changer la forme et l'activité des protéines.

Les cellules peuvent répondre aux signaux de diverses manières. Par exemple, ils peuvent apporter des modifications à l'expression du gène cela peut changer le comportement de la cellule.

Ils peuvent également envoyer des signaux de retour pour confirmer qu'ils ont reçu le signal d'origine et qu'ils ont répondu. En fin de compte, la signalisation peut affecter la fonction cellulaire.

Motilité cellulaire est important car il aide les organismes à se déplacer d'un endroit à un autre. Cela peut être nécessaire pour acquérir de la nourriture ou échapper au danger. Souvent, la cellule doit se déplacer en réponse aux changements environnementaux. Les cellules peuvent ramper, nager, planer ou utiliser d'autres méthodes.

le flagelles et cils peut aider une cellule à se déplacer. Le rôle des flagelles ou structures en forme de fouet est de propulser une cellule. Le rôle des cils ou des structures ressemblant à des cheveux est de se déplacer d'avant en arrière selon un motif rythmique. Les spermatozoïdes ont des flagelles, tandis que les cellules qui tapissent les voies respiratoires ont des cils.

La signalisation cellulaire peut conduire à un mouvement cellulaire dans les organismes. Ce mouvement peut se rapprocher ou s'éloigner des signaux, et il peut jouer un rôle dans la maladie. Chimiotaxie est le mouvement cellulaire vers ou à partir d'une concentration chimique plus élevée, et c'est une partie importante de la réponse cellulaire.

Par exemple, la chimiotaxie permet aux cellules cancéreuses de se déplacer vers une zone du corps qui favorise une plus grande croissance.

Les cellules peuvent se contracter, et ce type de mouvement se produit dans Cellules musculaires. Le processus commence par un signal du système nerveux.

Ensuite, les cellules réagissent en commençant des réactions chimiques. Les réactions affectent les fibres musculaires et provoquent des contractions.