Conţinut
- Prezentare generală a comportamentului celular
- Prezentare generală a comportamentelor celulare de bază
- Ce sunt transporturile active și pasive?
- Transport pasiv
- Transport activ
- Cum comunică celulele?
- Primirea unui semnal
- Interpretarea semnalului
- Răspunde la un semnal
- Cum se mișcă celulele?
- Chimiotaxia în organisme
- Contractii celulare
Ca unități de bază ale vieții, celulele îndeplinesc funcții importante în procariote și eucariote. Fiziologia celulară se concentrează asupra structurilor și proceselor interne din interiorul organismelor vii.
De la diviziune la comunicare, acest câmp studiază modul în care celulele trăiesc, lucrează și mor.
Prezentare generală a comportamentului celular
O parte a fiziologiei celulare este studiul modului în care se comportă celulele. Există o legătură importantă între structura, funcția și comportamentul celulelor. De exemplu, organele din eucariote au roluri specifice care ajută celula să funcționeze și să se comporte corect.
Când înțelegeți fiziologia și biologia celulelor, sensul în care se comportă o celulă are sens. Comportament coordonat este important pentru organismele multicelulare, deoarece există multe celule care trebuie să lucreze împreună. Un comportament adecvat al celulelor creează țesuturi funcționale și un organism sănătos.
Cu toate acestea, atunci când comportamentul celulelor merge greșit, poate duce la boli, cum ar fi cancerul. De exemplu, dacă diviziunea celulară este scăpată de control, celulele se pot multiplica și forma tumori.
Prezentare generală a comportamentelor celulare de bază
Deși celulele pot diferi, există comportamente de bază pe care mulți dintre ei le împărtășesc. Ei includ:
Ce sunt transporturile active și pasive?
Este important să înțelegem fiziologia celulară și transportul membranei. Organismele trebuie să poarte substanțe în și din celulele lor și pe stratul lipidic al membranei plasmatice.
Transportul pasiv și activ sunt două tipuri comune de transport celular. Există câteva diferențe esențiale între transportul activ și cel pasiv.
Transport pasiv
Transportul pasiv nu utilizează energie pentru a mișca substanțe. Una dintre metodele pe care le utilizează celulele este difuziuneși puteți să o împărțiți în simplu sau facilitat difuzie. Substanțele se pot deplasa din zone cu concentrație ridicată în zone cu concentrație scăzută. Osmoza este un exemplu de difuzie simplă care implică apă.
Difuzia simplă implică molecule care se deplasează în jos pe gradientul de concentrație prin membrana plasmatică. Aceste molecule sunt mici și nepolare. Difuziunea facilitată este similară, dar implică canale de transport cu membrană. Moleculele mari și polare depind de difuzarea facilitată.
Transport activ
Transportul activ are nevoie de energie pentru a muta substanțele. Moleculele se pot deplasa împotriva gradientului de concentrație de la zone cu concentrație scăzută la zone de concentrație ridicată datorită surselor de energie precum ATP. Proteinele purtătoare ajută celulele în timpul acestui proces, iar celulele pot utiliza o pompă de protoni sau un canal ionic.
endocytosis și exocitoză sunt exemple de transport activ în celule. Ele ajută la mișcarea moleculelor mari în interiorul veziculelor. În timpul endocitozei, celula captează o moleculă și o mută în interior. În timpul exocitozei, celula mută o moleculă spre exteriorul membranei sale.
Cum comunică celulele?
Celulele pot primi, interpreta și răspunde la semnale. Acest tip de comunicare îi ajută să răspundă la mediul lor și să răspândească informații în cadrul unui organism multicelular. Semnalizarea ghidează comportamentul celulelor, permițând celulelor să răspundă la semnale specifice din mediul lor sau alte celule.
Transductia semnalului este un alt termen pentru semnalizarea celulelor și se referă la transmiterea informațiilor. O cascadă de transducție a semnalului este o cale sau o serie de reacții chimice care se întâmplă în interiorul celulei după ce un stimul o începe. Semnalizarea poate controla creșterea, mișcarea, metabolismul și multe altele. Cu toate acestea, atunci când comunicarea celulară merge greșit, poate provoca boli precum cancerul.
Este important să înțelegeți elementele de bază ale comunicării celulare. Procesul general începe atunci când celula detectează un semnal chimic. Aceasta declanșează o reacție chimică care în cele din urmă ajută celula să răspundă la ea. Există un răspuns final care duce la rezultatul dorit.
De exemplu, o celulă primește un semnal de la corp care spune că are nevoie de mai multă diviziune celulară. Trece printr-o cascadă de semnalizare care se termină cu expresia genelor care vor conduce diviziunea celulară, iar celula începe să se împartă.
Primirea unui semnal
Majoritatea semnalelor dintr-o celulă sunt chimice. Celulele au proteine numite receptorii și molecule numite liganzi care îi ajută în timpul semnalizării.
De exemplu, o celulă poate elibera o proteină în spațiul extracelular pentru a alerta alte celule. Proteina poate pluti la o a doua celulă, care o preia deoarece celula are receptorul potrivit pentru aceasta. Apoi, a doua celulă primește semnalul și poate răspunde la acesta.
Puteți găsi joncțiuni de decalaj în celulele animale și plasmodesmata în celulele plantelor, care sunt canale care ajută celulele să comunice. Aceste canale conectează celulele din apropiere. Acestea permit moleculelor mici să treacă prin ele, astfel încât semnalele pot circula.
Interpretarea semnalului
După ce celulele primesc semnale, le pot interpreta. Acest lucru se întâmplă printr-o schimbare conformațională sau prin reacții biochimice. Cascadele de transducție a semnalului pot muta informațiile prin celulă. Fosforilarea poate activa sau dezactiva proteinele adăugând o grupare fosfat.
Unele cascade de transducție a semnalului includ mesageri intracelulari sau al doilea mesageri, cum ar fi Ca2+, cAMP, NO și cGMP. Acestea tind să fie molecule neproteice, precum ionii de calciu, care pot fi abundenți în celulă.
De exemplu, unele celule au proteine care pot lega ionii de calciu, care pot schimba forma și activitatea proteinelor.
Răspunde la un semnal
Celulele pot răspunde la semnale într-o varietate de moduri. De exemplu, pot face schimbări în expresia genelor care pot schimba modul în care se comportă celula.
De asemenea, pot semnale de feedback pentru a confirma că au primit semnalul inițial și au răspuns. În cele din urmă, semnalizarea poate afecta funcția celulelor.
Cum se mișcă celulele?
Motilitatea celulară este importantă deoarece ajută organismele să se deplaseze dintr-o locație în alta. Acest lucru poate fi necesar pentru a achiziționa alimente sau pentru a scăpa de pericol. Adesea, celula trebuie să se miște ca răspuns la schimbările de mediu. Celulele se pot înghesui, înota, aluneca sau utiliza alte metode.
flageli și cili poate ajuta o mișcare celulară. Rolul structurilor flagelare sau al whiplike este de a propulsa o celulă. Rolul structurilor ciliare sau de tip hairlike este de a se deplasa înainte și înapoi într-un model ritmic. Spermatozoizii au flageli, în timp ce celulele care aliniază tractul respirator au cili.
Chimiotaxia în organisme
Semnalizarea celulară poate duce la mișcarea celulelor în organisme. Această mișcare poate fi spre sau departe de semnale și poate juca un rol în boală. Chemotaxia reprezintă mișcarea celulară spre sau departe de o concentrație chimică mai mare și este o parte importantă a răspunsului celular.
De exemplu, chimiotaxia permite celulelor canceroase să se deplaseze într-o zonă a corpului care promovează mai multă creștere.
Contractii celulare
Celulele se pot contracta, iar acest tip de mișcare se întâmplă în celulele musculare. Procesul începe cu un semnal din sistemul nervos.
Apoi, celulele răspund începând reacții chimice. Reacțiile afectează fibrele musculare și provoacă contracții.