פיזיולוגיה של תאים: סקירה של מבנה, פונקציה והתנהגות

כיחידות החיים הבסיסיות, התאים מבצעים פונקציות חשובות ב פרוקריוטים ואיקריוטים. פיזיולוגיה של תאים מתמקדת במבנים ותהליכים פנימיים בתוך אורגניזמים חיים.

מחטיבה לתקשורת, תחום זה בוחן כיצד תאים לחיות, לעבוד ולמות.

חלק אחד בפיזיולוגיה של התאים הוא המחקר כיצד התאים מתנהגים. יש קשר חשוב בין מבנה התא, תפקודו והתנהגותו. לדוגמה, אברונים באיקריוטים תפקידים ספציפיים המסייעים לתפקוד התא ולהתנהג כראוי.

כשאתה מבין בפיזיולוגיה וביולוגיה של תאים, הדרך בה התא מתנהג הגיונית. התנהגות מתואמת חשוב לאורגניזמים רב תאיים מכיוון שיש תאים רבים שצריכים לעבוד יחד. התנהגות תאים נכונה יוצרת רקמות פונקציונליות ואורגניזם בריא.

עם זאת, כאשר התנהגות תאים משתבשת, היא עלולה להוביל למחלות, כמו סרטן. לדוגמא, אם חלוקת תא הוא מחוץ לשליטה, תאים יכולים להתרבות וליצור גידולים.

למרות שתאים יכולים להיות שונים, ישנן התנהגויות בסיסיות שרבים מהם חולקים. הם כוללים:

• חלוקה וצמיחה של תאים. תאים צריכים לגדול ולהתחלק לאורך זמן. מיטוזה ומיוזה הם שני הסוגים הנפוצים ביותר של חלוקת תאים. מיטוזה מייצר שני תאי בת זהים, ואילו מיוזה מייצרת ארבעה תאי בת שונים עם מחצית ה- DNA.
instagram story viewer
• מטבוליזם סלולרי. כל היצורים החיים זקוקים לאנרגיה או לדלק כדי לחיות, ומטבוליזם עוזר להם להשיג זאת. רוב התאים משתמשים באחד מהם נשימה תאית אוֹ פוטוסינתזה, שהם סדרה של תהליכים כימיים.
• תקשורת סלולרית. תאים חיים צריכים לעתים קרובות לתקשר ולהפיץ מידע ברחבי האורגניזם. הם יכולים להשתמש בקולטנים או ליגנדים, צומת פערים או פלסמודסמטה כדי לתקשר.
• הובלה סלולרית. הובלת תאים מעבירה חומרים על פני א קרום תא. זה יכול להיות תחבורה אקטיבית או פסיבית.
• תנועתיות סלולרית. תנועתיות מאפשרת לתאים לעבור ממיקום אחד למשנהו. הם עשויים לשחות, לזחול, לגלוש או להשתמש בשיטות אחרות.
  

חשוב להבין את הפיזיולוגיה של התאים ואת הובלת הממברנה. אורגניזמים צריכים להוביל חומרים אל תוך התאים שלהם ומחוצה לרובד השומני של קרום הפלזמה.

תחבורה פסיבית ואקטיבית הם שני סוגים נפוצים של הובלה סלולרית. ישנם כמה הבדלים מהותיים בין תחבורה פעילה לפאסיבית.

הובלה פסיבית אינה משתמשת באנרגיה להעברת חומרים. שיטה אחת בה משתמשים התאים היא ריכוךואתה יכול לחלק את זה ל פָּשׁוּט אוֹ הקל ריכוך. חומרים יכולים לנוע מאזורים בעלי ריכוז גבוה לאזורים בעלי ריכוז נמוך. אוסמוזה היא דוגמה לדיפוזיה פשוטה הכוללת מים.

דיפוזיה פשוטה כולל מולקולות הנעות במורד שיפוע הריכוז דרך קרום הפלזמה. מולקולות אלו קטנות ולא קוטביות. דיפוזיה הקלה דומה אך כולל תעלות הובלת קרום. מולקולות גדולות וקטביות תלויות בדיפוזיה הקלה.

מעבר פעיל זקוק לאנרגיה כדי להזיז חומרים. מולקולות יכולות לנוע כנגד שיפוע הריכוז מאזורים של ריכוז נמוך לאזורי ריכוז גבוה בזכות מקורות אנרגיה כמו ATP. חלבוני נשא עוזרים לתאים במהלך תהליך זה, והתאים יכולים להשתמש במשאבת פרוטון או בתעלת יונים.

אנדוציטוזיס ו אקסוציטוזיס הם דוגמאות להובלה פעילה בתאים. הם עוזרים להזיז מולקולות גדולות בתוך שלפוחית. במהלך אנדוציטוזיס, התא לוכד מולקולה ומעביר אותה פנימה. במהלך אקסוציטוזיס, התא מעביר מולקולה אל מחוץ לקירובו.

תאים יכולים לקבל, לפרש ולהגיב לאותות. סוג זה של תקשורת עוזר להם להגיב לסביבתם ולהפיץ מידע בתוך אורגניזם רב-תאי. איתות מנחה את התנהגות התאים בכך שהוא מאפשר לתאים להגיב לאותות ספציפיים מסביבתם או מתאים אחרים.

הולכת אותות הוא מונח נוסף לאיתות תאים ומתייחס להעברת מידע. מפל התמרה של אותות הוא מסלול או סדרה של תגובות כימיות המתרחשות בתוך התא לאחר גירוי שמתניע אותו. איתות יכול לשלוט על צמיחת תאים, תנועה, חילוף חומרים ועוד. עם זאת, כאשר תקשורת תאים משתבשת, היא עלולה לגרום למחלות כמו סרטן.

חשוב להבין את היסודות של תקשורת תאים. התהליך הכללי מתחיל כאשר התא מזהה אות כימי. זה מגדיר תגובה כימית שבסופו של דבר עוזרת לתא להגיב אליו. יש תגובה סופית שמובילה לתוצאה הרצויה.

לדוגמא, תא מקבל אות מהגוף שאומר שהוא זקוק ליותר חלוקת תא. זה עובר דרך מפל איתות שמסתיים בביטוי של גנים שיניעו את חלוקת התא, והתא מתחיל להתחלק.

רוב האותות בתא הם כימיים. בתאים יש חלבונים שנקראים קולטנים ומולקולות שנקראות ליגנדים שעוזרים להם במהלך איתות.

לדוגמא, תא יכול לשחרר חלבון לחלל החוץ תאי כדי להתריע על תאים אחרים. החלבון יכול לצוף לתא שני, שקולט אותו מכיוון שבתא יש את הקולטן המתאים לו. לאחר מכן, התא השני מקבל את האות ויכול להגיב אליו.

ניתן למצוא צומת פערים בתאי בעלי חיים ופלסמודסמטה בתאי הצמח, שהם ערוצים המסייעים לתאים לתקשר. ערוצים אלה מחברים תאים סמוכים. הם מאפשרים למולקולות קטנות לעבור דרכם, כך שאותות יכולים לנוע.

לאחר שהתאים מקבלים אותות, הם יכולים לפרש אותם. זה קורה באמצעות שינוי קונפורמציה או תגובות ביוכימיות. מפלי התמרה של אותות יכולים להעביר את המידע דרך התא. זרחון יכול להפעיל או להשבית חלבונים על ידי הוספת קבוצת פוספט.

חלק ממפלות העברת האות כוללים שליחים תאיים או שליחים שניים, כגון Ca²⁺, cAMP, NO ו- cGMP. אלה נוטים להיות מולקולות שאינן חלבון, כמו יוני סידן, העשויות להיות בשפע בתא.

למשל, בחלק מהתאים יש חלבונים שיכולים לקשור יוני סידן, מה שיכול לשנות את צורתם ופעילותם של החלבונים.

תאים יכולים להגיב לאותות במגוון דרכים. לדוגמה, הם עשויים לבצע שינויים ב ביטוי גנים שיכול לשנות את אופן ההתנהלות של התא.

הם עשויים גם לשלוח אותות משוב כדי לאשר שקיבלו את האות המקורי והגיבו. בסופו של דבר, איתות יכול להשפיע על תפקוד התא.

תנועתיות תאים חשוב מכיוון שהוא מסייע לאורגניזמים לעבור ממיקום אחד למשנהו. זה עשוי להיות נחוץ כדי לרכוש מזון או להימלט מסכנה. לעתים קרובות, התא צריך לנוע כתגובה לשינויים סביבתיים. תאים עשויים לזחול, לשחות, לגלוש או להשתמש בשיטות אחרות.

ה flagella ו סיליה יכול לעזור בתא לנוע. תפקידם של המבנים הדומים או שוטים הוא להניע תא. התפקיד של המבנים הסיליים או השיעריים הוא לנוע קדימה ואחורה בתבנית קצבית. בתאי הזרע יש דגלים, ואילו בתאים שמרפדים את דרכי הנשימה יש ציציות.

איתות תאים יכול להוביל לתנועת תאים באורגניזמים. תנועה זו עשויה להיות לכיוון האותות או הרחק מהם, והיא יכולה למלא תפקיד במחלות. כימוטקסיס הוא תנועה של תאים לכיוון או מריכוז כימי גבוה יותר, והוא חלק חשוב בתגובת התא.

למשל, כימוטקסיס מאפשר לתאים סרטניים לנוע לעבר אזור בגוף המקדם צמיחה רבה יותר.

תאים יכולים להתכווץ, וסוג זה של תנועה קורה בתוך תאי שריר. התהליך מתחיל באות ממערכת העצבים.

לאחר מכן, התאים מגיבים על ידי התחלת תגובות כימיות. התגובות משפיעות על סיבי השריר וגורמות להתכווצויות.