Клеточная физиология: обзор структуры, функций и поведения

В качестве основных единиц жизни клетки выполняют важные функции в прокариоты и эукариоты. Клеточная физиология фокусируется на внутренних структурах и процессах внутри живых организмов.

От подразделения до коммуникации в этой области изучается, как клетки живи, работай и умри.

Одна часть клеточной физиологии - это изучение того, как клетки ведут себя. Между структурой, функцией и поведением клетки существует важная связь. Например, органеллы У эукариот есть определенные роли, которые помогают клеткам функционировать и вести себя должным образом.

Когда вы понимаете физиологию и клеточную биологию, поведение клетки становится понятным. Скоординированное поведение важно для многоклеточных организмов, потому что есть много клеток, которые должны работать вместе. Правильное поведение клеток создает функциональные ткани и здоровый организм.

Однако неправильное поведение клеток может привести к таким заболеваниям, как рак. Например, если деление клеток выходит из-под контроля, клетки могут размножаться и образовывать опухоли.

Хотя клетки могут различаться, у многих из них есть общие черты поведения. Они включают:

• Деление и рост клеток. Клетки должны со временем расти и делиться. Митоз и мейоз - два наиболее распространенных типа деления клеток. Митоз производит две идентичные дочерние клетки, в то время как мейоз дает четыре разных дочерних клетки с половиной ДНК.
• Клеточный метаболизм. Все живые существа нуждаются в энергии или топливе, чтобы жить, и метаболизм помогает им в этом. Большинство ячеек используют либо клеточное дыхание или же фотосинтез, которые представляют собой серию химических процессов.
• Сотовая связь. Живым клеткам часто необходимо передавать и распространять информацию по всему организму. Для связи они могут использовать рецепторы или лиганды, щелевые соединения или плазмодесмы.
• Сотовый транспорт. Транспорт клеток перемещает материалы через клеточная мембрана. Это может быть активный или пассивный транспорт.
• Клеточная подвижность. Подвижность позволяет клеткам перемещаться из одного места в другое. Они могут плавать, ползать, скользить или использовать другие методы.
  

Важно понимать физиологию клеток и мембранный транспорт. Организмам необходимо переносить вещества в свои клетки и из них, а также через липидный бислой плазматической мембраны.

Пассивный и активный транспорт два распространенных типа клеточного транспорта. Между активным и пассивным транспортом есть несколько существенных различий.

Пассивный транспорт не использует энергию для перемещения веществ. Клетки используют один метод: распространение, и вы можете разделить его на просто или же облегчено диффузия. Вещества могут перемещаться из областей с высокой концентрацией в области с низкой концентрацией. Осмос - это пример простой диффузии с участием воды.

Простая диффузия вовлекает молекулы, движущиеся вниз по градиенту концентрации через плазматическую мембрану. Эти молекулы маленькие и неполярные. Облегченная диффузия аналогичен, но включает мембранные транспортные каналы. Большие и полярные молекулы зависят от облегченной диффузии.

Активный транспорт нужна энергия для перемещения веществ. Молекулы могут перемещаться против градиента концентрации из областей с низкой концентрацией в области с высокой концентрацией благодаря таким источникам энергии, как АТФ. Белки-носители помогают клеткам в этом процессе, и клетки могут использовать протонный насос или ионный канал.

Эндоцитоз а также экзоцитоз являются примерами активного транспорта в клетках. Они помогают перемещать большие молекулы внутри пузырьков. Во время эндоцитоза клетка захватывает молекулу и перемещает ее внутрь. Во время экзоцитоза клетка перемещает молекулу за пределы своей мембраны.

Клетки могут получать, интерпретировать и отвечать на сигналы. Этот тип общения помогает им реагировать на окружающую среду и распространять информацию внутри многоклеточного организма. Передача сигналов управляет поведением клеток, позволяя клеткам реагировать на определенные сигналы из окружающей среды или других клеток.

Передача сигнала - это еще один термин для передачи сигналов соты и относится к передаче информации. Каскад передачи сигнала - это путь или серия химических реакций, которые происходят внутри клетки после того, как стимул запускает ее. Передача сигналов может контролировать рост, движение, метаболизм и многое другое. Однако, когда связь между клетками нарушается, это может вызвать такие заболевания, как рак.

Важно понимать основы сотового общения. Общий процесс начинается, когда клетка обнаруживает химический сигнал. Это вызывает химическую реакцию, которая в конечном итоге помогает клетке реагировать на нее. Есть конечный ответ, который приводит к желаемому результату.

Например, клетка получает сигнал от тела о том, что ей нужно больше деление клеток. Он проходит через сигнальный каскад, который заканчивается экспрессией генов, которые будут управлять делением клетки, и клетка начинает делиться.

Большинство сигналов в клетке химические. В клетках есть белки, называемые рецепторы и молекулы под названием лиганды которые помогают им во время сигнализации.

Например, клетка может высвобождать белок во внеклеточное пространство, чтобы предупредить другие клетки. Белок может переместиться ко второй клетке, которая заберет его, потому что у клетки есть правильный рецептор для него. Затем вторая ячейка получает сигнал и может на него реагировать.

Вы можете найти щелевые соединения в клетках животных и плазмодесмы в клетках растений, которые являются каналами, которые помогают клеткам общаться. Эти каналы соединяют соседние клетки. Они позволяют маленьким молекулам проходить через них, поэтому сигналы могут распространяться.

Получив сигналы, клетки могут их интерпретировать. Это происходит в результате конформационного изменения или биохимических реакций. Каскады передачи сигналов могут перемещать информацию через ячейку. Фосфорилирование может активировать или деактивировать белки путем добавления фосфатной группы.

Некоторые каскады передачи сигналов включают внутриклеточные мессенджеры или вторичные мессенджеры, такие как Ca²⁺, цАМФ, NO и цГМФ. Это, как правило, небелковые молекулы, такие как ионы кальция, которых может быть много в клетке.

Например, в некоторых клетках есть белки, которые могут связывать ионы кальция, что может изменять форму и активность белков.

Клетки могут реагировать на сигналы по-разному. Например, они могут вносить изменения в экспрессия гена это может изменить поведение клетки.

Они также могут отправлять сигналы обратной связи, чтобы подтвердить, что они получили исходный сигнал и ответили. В конечном итоге передача сигналов может влиять на функцию клеток.

Подвижность клеток важен, потому что помогает организмам перемещаться из одного места в другое. Это может быть необходимо для того, чтобы добыть пищу или избежать опасности. Часто клетке необходимо двигаться в ответ на изменения окружающей среды. Клетки могут ползать, плавать, скользить или использовать другие методы.

В жгутики а также реснички может помочь клетке двигаться. Роль жгутиков или хлыстоподобных структур состоит в том, чтобы продвигать клетку. Роль ресничек или структур, похожих на волосы, состоит в том, чтобы двигаться вперед и назад в ритмическом паттерне. У сперматозоидов есть жгутики, а у клеток, выстилающих дыхательные пути, есть реснички.

Передача клеточных сигналов может приводить к перемещению клеток в организмах. Это движение может быть направлено к сигналам или от них, и оно может играть роль в заболевании. Хемотаксис это движение клетки к более высокой химической концентрации или от нее, и это важная часть клеточного ответа.

Например, хемотаксис позволяет раковым клеткам перемещаться в область тела, которая способствует большему росту.

Клетки могут сокращаться, и этот тип движения происходит в мышечные клетки. Процесс начинается с сигнала нервной системы.

Затем клетки реагируют запуском химических реакций. Реакции влияют на мышечные волокна и вызывают сокращения.