Асноўныя працэсы жыццядзейнасці клеткі

Клетка - элементарная адзінка ўсіх арганізмаў. Ад яе стану залежыць ступень актыўнасці, здольнасць прыстасоўвацца да ўмоў асяроддзя. Працэсы жыццядзейнасці клеткі падпарадкаваныя пэўным заканамернасцям. Ступень актыўнасці праходжання кожнага з іх залежыць ад фазы жыццёвага цыклу. Усяго іх вылучаюць дзве: Інтэрфаза і дзяленне (фаза М). Першая займае час паміж адукацыяй клеткі і яе гібеллю або дзяленнем. У перыяд Інтэрфаза актыўна працякаюць практычна ўсе асноўныя працэсы жыццядзейнасці клеткі: харчаванне , дыханне, рост, раздражняльнасць, рух. Размнажэнне клеткі ажыццяўляецца толькі на фазе М.

перыяды Інтэрфаза

Час клеткавага росту паміж дзяленнямі падзяляецца на некалькі этапаў:

• пресинтетический, або фаза G-1, - пачатковы перыяд: сінтэз матрычнай РНК, бялкоў і некаторых іншых клеткавых элементаў;
• сінтэтычны, або фаза S: падваенне ДНК;
• постсинтетический, або фаза G-2: падрыхтоўка да Мітоз.

Акрамя таго, некаторыя клеткі пасля дыферэнцыяцыі перастаюць дзяліцца. У іх Інтэрфаза адсутнічае перыяд G-1. Яны знаходзяцца ў так званай фазе спакою (G-0).

Абмен рэчываў

Як ужо было сказана, працэсы жыццядзейнасці жывой клеткі па большай частцы працякаюць у перыяд Інтэрфаза. Асноўным з іх лічыцца абмен рэчываў. Дзякуючы яму працякаюць не толькі розныя ўнутраныя рэакцыі, але і міжклеткавыя працэсы, якія злучаюць асобныя структуры ў цэлы арганізм.

Абмене рэчываў уласціва пэўная схема. Працэсы жыццядзейнасці клеткі шмат у чым залежаць ад яе выканання, адсутнасці якіх бы там ні было парушэнняў у ёй. Рэчывы, перш чым паўплываць на унутрыклеткавую сераду, павінны пракрасціся скрозь мембрану. Затым яны падвяргаюцца пэўнай перапрацоўцы ў працэсе харчавання або дыхання. На наступным этапе ўтварыліся прадукты перапрацоўкі выкарыстоўваюцца для сінтэзу новых элементаў або пераўтварэнні наяўных структур. Тыя, што засталіся пасля ўсіх пераўтварэнняў прадукты абмену, якія шкодныя для клеткі або проста не патрэбныя ёй, выдаляюцца ў навакольнае асяроддзе.

Асіміляцыя і дысіміляцыя

Рэгуляцыяй паслядоўнай змены пераўтварэнняў адных рэчываў у іншыя займаюцца ферменты. Яны спрыяюць больш хуткаму праходжанню пэўных працэсаў, то ёсць выступаюць у якасці каталізатараў. Кожны такі «паскаральнік» уплывае толькі на канкрэтнае пераўтварэнне, накіроўваючы працягу працэсу ў адзін бок. Нядаўна створаныя рэчывы далей падвяргаюцца ўздзеянню іншых ферментаў, якія спрыяюць далейшаму іх ператварэнню.

Пры гэтым усе працэсы жыццядзейнасці клеткі так ці інакш звязаныя з двума супрацьлеглымі тэндэнцыямі: асіміляцыяй і дысіміляцыя. Для абмену рэчываў іх узаемадзеянне, баланс або некаторы супрацьстаянне з'яўляюцца асновай. Разнастайныя рэчывы, якія паступілі звонку, пераўтворацца пад дзеяннем ферментаў ў звыклыя і неабходныя для клеткі. Гэтыя сінтэтычныя пераўтварэння і называюцца асіміляцыяй. Пры гэтым для падобных рэакцый неабходная энергія. Яе крыніцай з'яўляюцца працэсы дысіміляцыя, або разбурэння. Распад рэчывы суправаджаецца вылучэннем энергіі, неабходнай для таго, каб маглі працякаць асноўныя працэсы жыццядзейнасці клеткі. Дысіміляцыя таксама спрыяе адукацыі больш простых рэчываў, якія затым выкарыстоўваюцца для новага сінтэзу. Частка прадуктаў распаду пры гэтым выводзіцца.

Працэсы жыццядзейнасці клеткі звязаны часта з балансам сінтэзу і распаду. Так, рост магчымы толькі пры перавазе асіміляцыі над дысіміляцыя. Цікава, што бясконца расці клетка не можа: у ёй закладзены пэўныя межы, па дасягненні якіх рост спыняецца.

пранікненне

Транспарціроўка рэчываў з навакольнага асяроддзя ў клетку ажыццяўляецца рухаў, ініцыятываў і актыўна. У першым выпадку перанос становіцца магчымы дзякуючы дыфузіі і осмасу. Актыўная транспарціроўка суправаджаецца выдаткам энергіі і часта адбываецца насуперак указаным працэсам. Такім чынам, напрыклад, пранікаюць іёны калія. Яны нагнятаюцца ў клетку, нават калі іх канцэнтрацыя ў цытаплазме перавышае яе ўзровень у знешнім асяроддзі.

Характарыстыкі рэчываў ўплываюць на ступень пранікальнасці для іх клеткавай мембраны. Так, арганічныя рэчывы трапляюць у цытаплазму лягчэй, чым неарганічныя. Для пранікальнасці мае значэнне і памер малекул. Таксама ўласцівасці мембраны залежаць ад фізіялагічнага стану клеткі і такіх асаблівасцяў навакольнага асяроддзя, як тэмпература і асветленасць.

харчаванне

У паступленні рэчываў з навакольнага асяроддзя прымаюць удзел даволі добра вывучаныя працэсы жыццядзейнасці: дыханне клеткі і яе харчаванне. Апошняе ажыццяўляецца з дапамогай пиноцитоза і фагацытозу. Механізм абодвух працэсаў падобны, але падчас пиноцитоза захопліваюцца менш буйныя і шчыльныя часціцы. Малекулы паглынальнага рэчывы адсарбуюцца мембранай, захопліваюцца адмысловымі вырастамі і апускаюцца разам з імі ўнутр клеткі. У выніку ўтворыцца канал, а затым ўзнікаюць бурбалкі з мембраны, якія змяшчаюць харчовыя часцінкі. Паступова яны вызваляюцца ад абалонкі. Далей часцінкі падвяргаюцца ўздзеянню вельмі блізкіх да страваванню працэсаў. Пасля шэрагу пераўтварэнняў рэчывы расшчапляюцца на больш простыя і выкарыстоўваюцца для сінтэзу элементаў, неабходных клетцы. Пры гэтым частка ўтварыліся рэчываў выводзіцца ў навакольнае асяроддзе, паколькі не падлягае далейшай перапрацоўцы або выкарыстання.

дыханне

Харчаванне - не адзіны працэс, які спрыяе з'яўленню ў клетцы неабходных элементаў. Дыханне па сваёй сутнасці з ім вельмі падобна. Яно ўяўляе сабой шэраг паслядоўных пераўтварэнняў вугляводаў, ліпідаў і амінакіслот, у выніку якіх узнікаюць новыя рэчывы: вуглякіслы газ і вада. Найважнейшая частка працэсу заключаецца ў адукацыі энергіі, якая запасіцца клеткай ў выглядзе АТФ і некаторых іншых злучэнняў.

З удзелам кіслароду

Працэсы жыццядзейнасці клеткі чалавека, як і многіх іншых арганізмаў, неймаверныя без аэробнага дыхання. Галоўным рэчывам, неабходным для яго, з'яўляецца кісларод. Вызваленне такой неабходнай энергіі, а таксама адукацыю новых рэчываў адбываецца ў выніку акіслення.

Працэс дыхання дзеліцца на дзве стадыі:

• гліколіз;

• кіслародны этап.

Гліколіз - гэта расшчапленне глюкозы ў цытаплазме клеткі пад дзеяннем ферментаў без удзелу кіслароду. Ён уяўляе сабой адзінаццаць паслядоўна змяняюць адзін аднаго рэакцый. У выніку з адной малекулы глюкозы ўтворацца дзве малекулы АТФ. Прадукты распаду пры гэтым трапляюць у мітахондрыі, дзе пачынаецца кіслародны этап. У выніку яшчэ некалькіх рэакцый утвараюцца вуглякіслы газ, дадатковыя малекулы АТФ і атамы вадароду. У цэлым клетка атрымлівае з адной малекулы глюкозы 38 малекул АТФ. Менавіта з-за вялікай колькасці запасімся энергіі аэробных дыханне і лічыцца больш эфектыўным.

анаэробнае дыханне

Для бактэрый уласцівы іншы тып дыхання. Яны замест кіслароду выкарыстоўваюць сульфаты, нітраты і іншае. Такі тып дыхання менш эфектыўны, аднак ён адыгрывае вялікую ролю ў кругавароце рэчываў у прыродзе. Дзякуючы анаэробных арганізмам ажыццяўляецца Біягеахімічныя цыкл серы, азоту і натрыю. У цэлым працэсы працякаюць аналагічна кіслароднага дыхання. Пасля заканчэння гліколізу ўтварыліся рэчывы ўступаюць у рэакцыю закісання, вынікам якога можа стаць этылавы спірт або малочная кіслата.

раздражняльнасць

Клетка пастаянна ўзаемадзейнічае з навакольным асяроддзем. Адказ на ўплыў розных знешніх фактараў называецца раздражняльнасьць. Яна выяўляецца ў пераходзе клеткі ў узбудлівасці стан і ўзнікненні рэакцыі. Тып адказу на вонкавае ўздзеянне адрозніваецца ў залежнасці ад функцыянальных асаблівасцяў. Цягліцавыя клеткі адказваюць скарачэннем, клеткі залоз - вылучэннем сакрэту, а нейроны - генерацыяй нервовага імпульсу. Менавіта раздражняльнасць ляжыць у аснове шматлікіх фізіялагічных працэсаў. Дзякуючы ёй, напрыклад, ажыццяўляецца нервовая рэгуляцыя: нейроны здольныя перадаваць ўзбуджэнне не толькі аналагічным клеткам, але і элементам іншых тканін.

дзяленне

Такім чынам, існуе пэўная цыклічная схема. Працэсы жыццядзейнасці клеткі ў ёй паўтараюцца падчас ўсяго перыяду Інтэрфаза і завяршаюцца альбо гібеллю клеткі, альбо яе дзяленнем. Самапрайгравання з'яўляецца закладам захавання жыцця ў цэлым пасля знікнення канкрэтнага арганізма. Падчас росту клеткі асіміляцыя перавышае дысіміляцыя, аб'ём расце хутчэй, чым паверхню. У выніку працэсы жыццядзейнасці клеткі затарможваюць, пачынаюцца глыбокія пераўтварэнні, па завяршэнні якіх існаванне клеткі становіцца немагчымым, яна пераходзіць да дзялення. Па заканчэнні працэсу фармуюцца новыя клеткі з павялічаным патэнцыялам і абменам рэчываў.

Нельга сказаць, якія працэсы жыццядзейнасці клеткі адыгрываюць самую важную ролю. Усе яны ўзаемазвязаны і бессэнсоўныя ў адрыве адзін ад аднаго. Тонкі і адладжаны механізм працы, якая існуе ў клетцы, чарговы раз нагадвае пра мудрасьць і грандыёзнасці прыроды.