Hücre Fizyolojisi: Yapı, İşlev ve Davranışa Genel Bir Bakış

Canlılığın temel birimleri olan hücreler, önemli işlevleri yerine getirirler. prokaryotlar ve ökaryotlar. Hücre fizyolojisi, canlı organizmaların içindeki iç yapılara ve süreçlere odaklanır.

Bölünmeden iletişime kadar bu alan, hücreler yaşa, çalış ve öl.

Hücre fizyolojisinin bir kısmı, hücrelerin nasıl davrandığının incelenmesidir. Hücre yapısı, işlevi ve davranışı arasında önemli bir bağlantı vardır. Örneğin, organeller ökaryotlarda hücrenin işlev görmesine ve düzgün davranmasına yardımcı olan belirli roller vardır.

Fizyolojiyi ve hücre biyolojisini anladığınızda, bir hücrenin davranış şekli anlam kazanır. koordineli davranış çok hücreli organizmalar için önemlidir çünkü birlikte çalışması gereken birçok hücre vardır. Uygun hücre davranışı, fonksiyonel dokular ve sağlıklı bir organizma yaratır.

Ancak hücre davranışı yanlış gittiğinde kanser gibi hastalıklara yol açabilir. örneğin, eğer hücre bölünmesi kontrolden çıkar, hücreler çoğalabilir ve tümör oluşturabilir.

Hücreler farklılık gösterebilse de, çoğunun paylaştığı temel davranışlar vardır. İçerirler:

• Hücre bölünmesi ve büyümesi. Hücrelerin zamanla büyümesi ve bölünmesi gerekir. Mitoz ve mayoz, en yaygın iki hücre bölünmesi türüdür. mitoz iki özdeş yavru hücre üretirken, mayoz bölünme DNA'nın yarısına sahip dört farklı yavru hücre oluşturur.
• Hücresel metabolizma. Tüm canlıların yaşamak için enerjiye veya yakıta ihtiyacı vardır ve metabolizma bunu başarmalarına yardımcı olur. Çoğu hücre her ikisini de kullanır hücresel solunum veya fotosentezbir dizi kimyasal süreç olan.
• Hücresel iletişim. Canlı hücreler genellikle bir organizma boyunca bilgi iletmeye ve yaymaya ihtiyaç duyar. İletişim kurmak için reseptörler veya ligandlar, boşluk bağlantıları veya plazmodesmata kullanabilirler.
• Hücresel taşıma. Hücre taşıma, malzemeleri bir hücre zarı. Bu aktif veya pasif taşıma olabilir.
• Hücresel hareketlilik. Hareketlilik, hücrelerin bir konumdan diğerine hareket etmesine izin verir. Yüzebilir, emekleyebilir, kayabilir veya başka yöntemler kullanabilirler.
  

Hücre fizyolojisini ve zar taşınımını anlamak önemlidir. Organizmaların, hücrelerinin içine ve dışına ve plazma zarının lipid çift tabakası boyunca maddeleri taşıması gerekir.

Pasif ve aktif taşıma iki yaygın hücresel taşıma türüdür. Aktif ve pasif taşıma arasında bazı temel farklılıklar vardır.

Pasif taşıma, maddeleri taşımak için enerji kullanmaz. Hücrelerin kullandığı bir yöntem, yayılma, ve onu bölebilirsiniz basit veya kolaylaştırılmış difüzyon. Maddeler, yüksek konsantrasyonlu alanlardan düşük konsantrasyonlu alanlara geçebilir. Osmoz, su içeren basit difüzyona bir örnektir.

Basit difüzyon Plazma zarı boyunca konsantrasyon gradyanında aşağı doğru hareket eden molekülleri içerir. Bu moleküller küçük ve polar değildir. Kolaylaştırılmış difüzyon benzerdir ancak membran taşıma kanallarını içerir. Büyük ve polar moleküller kolaylaştırılmış difüzyona bağlıdır.

Aktif taşımacılık maddeleri hareket ettirmek için enerjiye ihtiyaç duyar. Moleküller, ATP gibi enerji kaynakları sayesinde düşük konsantrasyonlu alanlardan yüksek konsantrasyonlu alanlara konsantrasyon gradyanına karşı hareket edebilir. Taşıyıcı proteinler bu işlem sırasında hücrelere yardımcı olur ve hücreler bir proton pompası veya iyon kanalı kullanabilir.

endositoz ve ekzositoz hücrelerde aktif taşıma örnekleridir. Büyük molekülleri veziküllerin içinde hareket ettirmeye yardımcı olurlar. Endositoz sırasında hücre bir molekülü yakalar ve onu içeri taşır. Ekzositoz sırasında hücre, bir molekülü zarının dışına taşır.

Hücreler sinyalleri alabilir, yorumlayabilir ve yanıt verebilir. Bu tür iletişim, çevrelerine yanıt vermelerine ve çok hücreli bir organizma içinde bilgi yaymalarına yardımcı olur. Sinyalleme, hücrelerin çevrelerinden veya diğer hücrelerden gelen belirli sinyallere yanıt vermesine izin vererek hücre davranışını yönlendirir.

Sinyal iletimi hücre sinyalizasyonu için başka bir terimdir ve bilgi iletimini ifade eder. Bir sinyal iletim kaskadı, bir uyaran onu başlattıktan sonra hücre içinde meydana gelen bir yol veya bir dizi kimyasal reaksiyondur. Sinyalleme, hücre büyümesini, hareketini, metabolizmasını ve daha fazlasını kontrol edebilir. Ancak hücre iletişimi bozulduğunda kanser gibi hastalıklara neden olabilir.

Hücre iletişiminin temellerini anlamak önemlidir. Genel süreç, hücre kimyasal bir sinyal algıladığında başlar. Bu, nihayetinde hücrenin buna tepki vermesine yardımcı olan kimyasal bir reaksiyonu başlatır. İstenen sonuca götüren bir son yanıt vardır.

Örneğin, bir hücre vücuttan daha fazlasına ihtiyacı olduğunu söyleyen bir sinyal alır. hücre bölünmesi. Hücre bölünmesini yönlendirecek genlerin ifadesi ile biten bir sinyal zincirinden geçer ve hücre bölünmeye başlar.

Bir hücredeki sinyallerin çoğu kimyasaldır. Hücreler adı verilen proteinlere sahiptir. reseptörler ve denilen moleküller ligandlar Bu, sinyal verme sırasında onlara yardımcı olur.

Örneğin, bir hücre, diğer hücreleri uyarmak için hücre dışı boşluğa bir protein salabilir. Protein, hücre kendisi için doğru reseptöre sahip olduğu için onu alan ikinci bir hücreye yüzebilir. Daha sonra ikinci hücre sinyali alır ve ona cevap verebilir.

Hücrelerin iletişim kurmasına yardımcı olan kanallar olan hayvan hücrelerinde ve bitki hücrelerinde plazmodesmata boşluk bağlantılarını bulabilirsiniz. Bu kanallar yakındaki hücreleri birbirine bağlar. Küçük moleküllerin içlerinden geçmesine izin verirler, böylece sinyaller seyahat edebilir.

Hücreler sinyalleri aldıktan sonra onları yorumlayabilirler. Bu, konformasyonel bir değişiklik veya biyokimyasal reaksiyonlar yoluyla olur. Sinyal iletim basamakları, bilgiyi hücre içinde hareket ettirebilir. Fosforilasyon, bir fosfat grubu ekleyerek proteinleri etkinleştirebilir veya devre dışı bırakabilir.

Bazı sinyal iletim basamakları, hücre içi haberciler veya Ca gibi ikinci haberciler içerir.²⁺, cAMP, NO ve cGMP. Bunlar, hücrede bol miktarda bulunabilen kalsiyum iyonları gibi protein olmayan moleküller olma eğilimindedir.

Örneğin, bazı hücreler, proteinlerin şeklini ve aktivitesini değiştirebilen kalsiyum iyonlarını bağlayabilen proteinlere sahiptir.

Hücreler sinyallere çeşitli şekillerde yanıt verebilir. Örneğin, değişiklik yapabilirler. gen ifadesi bu, hücrenin nasıl davrandığını değiştirebilir.

Orijinal sinyali aldıklarını ve yanıt verdiklerini doğrulamak için geri bildirim sinyalleri de gönderebilirler. Sonuç olarak, sinyalleşme hücre fonksiyonunu etkileyebilir.

hücre hareketliliği önemlidir çünkü organizmaların bir yerden başka bir yere taşınmasına yardımcı olur. Bu, yiyecek almak veya tehlikeden kaçmak için gerekli olabilir. Çoğu zaman, hücrenin çevresel değişikliklere tepki olarak hareket etmesi gerekir. Hücreler sürünebilir, yüzebilir, kayabilir veya başka yöntemler kullanabilir.

kamçı ve kirpikler bir hücrenin hareket etmesine yardımcı olabilir. Flagella veya kamçı benzeri yapıların rolü, bir hücreyi ilerletmektir. Kirpiklerin veya saç benzeri yapıların rolü, ritmik bir düzende ileri geri hareket etmektir. Sperm hücrelerinde flagella bulunurken, solunum yolunu kaplayan hücrelerde kirpikler bulunur.

Hücre sinyali organizmalarda hücre hareketine yol açabilir. Bu hareket sinyallere doğru veya sinyallerden uzak olabilir ve hastalıkta rol oynayabilir. kemotaksi daha yüksek bir kimyasal konsantrasyona doğru veya ondan uzaklaşan hücre hareketidir ve hücresel yanıtın önemli bir parçasıdır.

Örneğin kemotaksi, kanser hücrelerinin vücudun daha fazla büyümeyi destekleyen bir bölgesine doğru hareket etmesine izin verir.

Hücreler kasılabilir ve bu tür hareketler Kas hücreleri. Süreç sinir sisteminden gelen bir sinyalle başlar.

Daha sonra hücreler kimyasal reaksiyonlara başlayarak tepki verirler. Reaksiyonlar kas liflerini etkiler ve kasılmalara neden olur.