Vsebina
- Pregled vedenja celic
- Pregled osnovnega vedenja celic
- Kaj so aktivni in pasivni prevozi?
- Pasivni prevoz
- Aktivni prevoz
- Kako celice komunicirajo?
- Sprejem signala
- Tolmačenje signala
- Odziv na signal
- Kako se celice premikajo?
- Kemotaksi v organizmih
- Kontrakcije celic
Kot osnovne enote življenja celice opravljajo pomembne funkcije v prokariotih in evkariotih. Fiziologija celic se osredotoča na notranje strukture in procese znotraj živih organizmov.
Od delitve do komunikacije to področje preučuje, kako celice živijo, delujejo in umirajo.
Pregled vedenja celic
En del celične fiziologije je preučevanje, kako se celice obnašajo. Obstaja pomembna povezava med zgradbo, funkcijo in vedenjem celic. Na primer, organele v evkariontih imajo posebne vloge, ki pomagajo celici delovati in se pravilno obnašati.
Ko razumete fiziologijo in celično biologijo, je način vedenja celice smiseln. Usklajeno vedenje je pomemben za večcelične organizme, saj obstaja veliko celic, ki morajo delovati skupaj. Pravilno vedenje celic ustvarja funkcionalna tkiva in zdrav organizem.
Ko pa vedenje celic gre narobe, lahko to privede do bolezni, kot je rak. Na primer, če delitev celic ni pod nadzorom, se celice lahko množijo in tvorijo tumorje.
Pregled osnovnega vedenja celic
Čeprav se celice lahko razlikujejo, obstajajo osnovna vedenja, ki si jih mnogi delijo. Vključujejo:
Kaj so aktivni in pasivni prevozi?
Pomembno je razumeti fiziologijo celic in transport membrane. Organizmi morajo prenašati snovi v svoje celice in zunaj njih ter čez lipidni dvoslojni plazemski membrani.
Pasivni in aktivni prevoz sta dve pogosti vrsti celičnega prevoza. Med aktivnim in pasivnim prevozom obstajajo nekatere bistvene razlike.
Pasivni prevoz
Pasivni transport ne uporablja energije za premikanje snovi. Ena izmed metod, ki jo uporabljajo celice, je difuzija, in ga lahko razdelite na preprosto ali olajšan difuzija. Snovi se lahko premikajo z območij z visoko koncentracijo na območja z nizko koncentracijo. Osmoza je primer preproste difuzije, ki vključuje vodo.
Preprosta difuzija vključuje molekule, ki se gibljejo skozi koncentracijski gradient skozi plazemsko membrano. Te molekule so majhne in nepolarne. Olajšana difuzija je podobna, vendar vključuje membranske transportne kanale. Velike in polarne molekule so odvisne od olajšane difuzije.
Aktivni prevoz
Aktivni transport potrebuje energijo za premikanje snovi. Molekule se lahko premikajo proti koncentracijskemu gradientu od območij z nizko koncentracijo do območij z visoko koncentracijo zahvaljujoč virom energije, kot je ATP. Prenosni proteini pomagajo celicam med tem postopkom, celice pa lahko uporabljajo protonsko črpalko ali ionski kanal.
Endocitoza in eksocitoza so primeri aktivnega prevoza v celicah. Pomagajo premikati velike molekule znotraj veziklov. Med endocitozo celica zajame molekulo in jo premakne v notranjost. Med eksocitozo celica premika molekulo na zunanjo stran svoje membrane.
Kako celice komunicirajo?
Celice lahko sprejemajo, razlagajo in se odzivajo na signale. Ta vrsta komunikacije jim pomaga, da se odzovejo na svoje okolje in širijo informacije v večceličnem organizmu. Signalizacija usmerja vedenje celic tako, da omogoča celicam, da se odzivajo na določene signale iz svojega okolja ali drugih celic.
Transdukcija signalov je še en izraz za celično signalizacijo in se nanaša na prenos informacij. Kaskada transdukcije signala je pot ali niz kemičnih reakcij, ki se zgodijo znotraj celice, potem ko jo dražljaj sproži. Signalizacija lahko nadzoruje rast celic, gibanje, metabolizem in še več. Kadar pa komunikacija v celicah gre narobe, lahko povzroči bolezen, kot je rak.
Pomembno je razumeti osnove celične komunikacije. Splošni postopek se začne, ko celica zazna kemični signal. To sproži kemično reakcijo, ki celici na koncu pomaga, da se nanjo odzove. Obstaja končni odziv, ki vodi do želenega izida.
Na primer celica prejme od telesa signal, ki pravi, da potrebuje večjo delitev celice. Gre skozi signalno kaskado, ki se konča z izražanjem genov, ki bodo poganjali delitev celic, celica pa se začne deliti.
Sprejem signala
Večina signalov v celici je kemična. V celicah se imenujejo beljakovine receptorji in molekule imenovane ligandi ki jim pomagajo med signalizacijo.
Na primer, celica lahko sprosti protein v zunajcelični prostor, da opozori druge celice. Protein lahko plava v drugo celico, ki jo pobere, ker ima celica pravi receptor za to. Nato druga celica sprejme signal in se lahko nanj odzove.
Lahko najdete vrzeli v živalskih celicah in plazmodesmati v rastlinskih celicah, ki so kanali, ki pomagajo celicam pri komunikaciji. Ti kanali povezujejo bližnje celice. Omogočajo, da skozi njih prehajajo majhne molekule, zato lahko signali potujejo.
Tolmačenje signala
Ko celice prejmejo signale, jih lahko razlagajo. To se zgodi s konformacijsko spremembo ali biokemijskimi reakcijami. Kaskade transdukcije signala lahko premikajo informacije skozi celico. Fosforilacija lahko aktivira ali deaktivira beljakovine z dodajanjem fosfatne skupine.
Nekatere kaskade transdukcije signala vključujejo medcelične sporočilce ali druge sporočilce, kot je Ca2+, cAMP, NO in cGMP. Te ponavadi so beljakovinske molekule, kot so kalcijevi ioni, ki jih je v celici morda veliko.
Na primer, nekatere celice imajo beljakovine, ki lahko vežejo kalcijeve ione, kar lahko spremeni obliko in aktivnost beljakovin.
Odziv na signal
Celice se lahko na signale odzovejo na različne načine. Lahko na primer spremenijo izražanje genov, ki lahko spremenijo, kako se celica obnaša.
Lahko tudi povratne signale, s katerimi potrdijo, da so prejeli izvirni signal in so se odzvali. Končno signalizacija lahko vpliva na delovanje celic.
Kako se celice premikajo?
Celična gibljivost je pomembna, ker pomaga organizmom pri prehodu z ene lokacije na drugo. To je morda potrebno za pridobitev hrane ali nevarnost pobega. Pogosto se mora celica premakniti kot odgovor na spremembe v okolju. Celice lahko plazijo, plavajo, drsijo ali uporabljajo druge metode.
The flagele in cilija lahko pomaga pri premiku celice. Vloga flagella ali bičev podobnih struktur je, da poganjajo celico. Vloga strupov ali las podobnih struktur je premikanje naprej in nazaj v ritmičnem vzorcu. V spermih imajo celice, medtem ko imajo celice, ki usmerjajo dihala.
Kemotaksi v organizmih
Signalizacija celic lahko privede do gibanja celic v organizmih. To gibanje je lahko proti signalom ali stran od njega in ima lahko vlogo pri bolezni. Kemotaksi je gibanje celic proti večji koncentraciji kemikalije proti njej ali stran od nje in je pomemben del celičnega odziva.
Kemotaks na primer omogoča, da se rakave celice premaknejo na področje telesa, ki spodbuja večjo rast.
Kontrakcije celic
Celice se lahko krčijo in tovrstno gibanje se zgodi v mišičnih celicah. Postopek se začne s signalom živčnega sistema.
Nato se celice odzovejo z začetkom kemičnih reakcij. Reakcije vplivajo na mišična vlakna in povzročajo kontrakcije.