La célula es la unidad elemental de todos los organismos. El grado de actividad, la capacidad de adaptarse a las condiciones ambientales depende de su estado. Los procesos vitales de la célula están sujetos a ciertos patrones. El grado de actividad de cada uno de ellos depende de la fase del ciclo vital. En total, hay dos de ellos: interfase y división (fase M). El primero toma el tiempo entre la formación de una célula y su muerte o división. Durante el período de interfase, casi todos los procesos principales de la actividad vital de la célula se desarrollan activamente: nutrición, respiración, crecimiento, irritabilidad, movimiento. La reproducción celular se lleva a cabo únicamente en la fase M.
Períodos de interfase
El tiempo de crecimiento celular entre divisiones se divide en varias etapas:
- presintético, o fase G-1, - período inicial: síntesis de ARN mensajero, proteínas y algunos otros elementos celulares;
- sintético, o fase S: duplicación del ADN;
- fase postsintética o G-2: preparación para la mitosis.
Además, algunas células dejan de dividirse después de la diferenciación. en suno hay período G-1 en la interfase. Están en la llamada fase de reposo (G-0).
Metabolismo
Como ya se mencionó, los procesos vitales de una célula viva en su mayor parte se desarrollan durante el período de interfase. El principal es el metabolismo. Gracias a él, no solo tienen lugar varias reacciones internas, sino también procesos intercelulares que conectan estructuras individuales en todo el organismo.
El metabolismo tiene un cierto patrón. Los procesos vitales de una célula dependen en gran medida de su observancia, la ausencia de perturbaciones en ella. Las sustancias, antes de afectar el medio intracelular, deben penetrar la membrana. Luego se someten a un cierto procesamiento en el proceso de nutrición o respiración. En la siguiente etapa, los productos de procesamiento resultantes se utilizan para sintetizar nuevos elementos o transformar estructuras existentes. Los productos metabólicos que quedan después de todas las transformaciones, que son perjudiciales para la célula o simplemente no los necesita, se eliminan al medio externo.
Asimilación y disimilación
Las enzimas intervienen en la regulación del cambio sucesivo de transformaciones de una sustancia a otra. Contribuyen al flujo más rápido de ciertos procesos, es decir, actúan como catalizadores. Cada uno de estos "aceleradores" afecta solo a una transformación específica, dirigiendo el proceso en una dirección. Las sustancias recién formadas quedan expuestas a otras enzimas que contribuyen a su posterior transformación.
Al mismo tiempo, todolos procesos de la actividad vital celular están conectados de una forma u otra con dos tendencias opuestas: la asimilación y la disimilación. Para el metabolismo, su interacción, equilibrio o alguna oposición es la base. Diversas sustancias que vienen del exterior se convierten bajo la acción de enzimas en las habituales y necesarias para la célula. Estas transformaciones sintéticas se denominan asimilación. Sin embargo, estas reacciones requieren energía. Su fuente son los procesos de disimilación o destrucción. La descomposición de una sustancia va acompañada de la liberación de la energía necesaria para que se lleven a cabo los procesos básicos de la actividad vital de la célula. La disimilación también promueve la formación de sustancias más simples, que luego se utilizan para una nueva síntesis. Se eliminan algunos de los productos de descomposición.
Los procesos vitales de una célula a menudo se asocian con el equilibrio de síntesis y descomposición. Así, el crecimiento sólo es posible si la asimilación prevalece sobre la disimilación. Curiosamente, una célula no puede crecer indefinidamente: tiene ciertos límites, al llegar a los cuales el crecimiento se detiene.
Infiltración
El transporte de sustancias del medio ambiente a la célula se realiza de forma pasiva y activa. En el primer caso, la transferencia se hace posible por difusión y ósmosis. El transporte activo va acompañado del gasto de energía y, a menudo, se produce de forma contraria a estos procesos. Así, por ejemplo, penetran los iones de potasio. Se inyectan en la célula, incluso si su concentración en el citoplasma supera su nivel enentorno.
Las características de las sustancias afectan el grado de permeabilidad de la membrana celular para ellas. Entonces, las sustancias orgánicas ingresan al citoplasma con más facilidad que las inorgánicas. Para la permeabilidad, el tamaño de las moléculas también importa. Además, las propiedades de la membrana dependen del estado fisiológico de la célula y de características ambientales como la temperatura y la luz.
Comida
En la toma de sustancias del medio ambiente intervienen procesos vitales relativamente bien estudiados: la respiración celular y su nutrición. Este último se lleva a cabo con la ayuda de la pinocitosis y la fagocitosis.
El mecanismo de ambos procesos es similar, pero durante la pinocitosis se capturan partículas más pequeñas y más densas. Las moléculas de la sustancia absorbida son adsorbidas por la membrana, capturadas por excrecencias especiales y sumergidas con ellas dentro de la célula. Como resultado, se forma un canal y luego aparecen burbujas de la membrana que contiene partículas de alimentos. Poco a poco, se liberan de la cáscara. Además, las partículas están expuestas a procesos muy cercanos a la digestión. Después de una serie de transformaciones, las sustancias se descomponen en otras más simples y se utilizan para sintetizar los elementos necesarios para la célula. Al mismo tiempo, parte de las sustancias formadas se descarga en el medio ambiente, ya que no está sujeta a un procesamiento o uso posterior.
Respiración
La nutrición no es el único proceso que contribuye a la aparición de los elementos necesarios en la célula. respiración porsu esencia es muy similar a ella. Es una serie de transformaciones sucesivas de carbohidratos, lípidos y aminoácidos, como resultado de las cuales surgen nuevas sustancias: dióxido de carbono y agua. La parte más importante del proceso es la formación de energía, que la célula almacena en forma de ATP y algunos otros compuestos.
Con oxígeno
Los procesos vitales de una célula humana, como muchos otros organismos, son inconcebibles sin la respiración aeróbica. La principal sustancia necesaria para ello es el oxígeno. La liberación de energía muy necesaria, así como la formación de nuevas sustancias, se produce como resultado de la oxidación.
El proceso de respiración se divide en dos etapas:
- glucólisis;
- etapa de oxígeno.
La glucólisis es la descomposición de la glucosa en el citoplasma de una célula bajo la acción de enzimas sin la participación de oxígeno. Consta de once reacciones sucesivas. Como resultado, se forman dos moléculas de ATP a partir de una molécula de glucosa. Los productos de descomposición luego ingresan a las mitocondrias, donde comienza la etapa de oxígeno. Como resultado de varias reacciones más, se forman dióxido de carbono, moléculas de ATP adicionales y átomos de hidrógeno. En general, la célula recibe 38 moléculas de ATP de una molécula de glucosa. Debido a la gran cantidad de energía almacenada, la respiración aeróbica se considera más eficiente.
Respiración anaeróbica
Las bacterias tienen un tipo diferente de respiración. Usan sulfatos, nitratos, etc. en lugar de oxígeno. Este tipo de respiración es menos eficiente, pero juega un papel muy importante.papel en el ciclo de la materia en la naturaleza. Gracias a los organismos anaerobios se lleva a cabo el ciclo biogeoquímico del azufre, nitrógeno y sodio. En general, los procesos proceden de manera similar a la respiración de oxígeno. Después del final de la glucólisis, las sustancias resultantes entran en una reacción de fermentación, que puede resultar en alcohol etílico o ácido láctico.
Irritabilidad
La célula interactúa constantemente con el medio ambiente. La respuesta a la influencia de diversos factores externos se denomina irritabilidad. Se expresa en la transición de la célula a un estado excitable y la ocurrencia de una reacción. El tipo de respuesta a la influencia externa difiere según las características funcionales. Las células musculares responden por contracción, las células glandulares por secreción y las neuronas generando un impulso nervioso. Es la irritabilidad la que subyace a muchos procesos fisiológicos. Gracias a él, por ejemplo, se lleva a cabo la regulación nerviosa: las neuronas pueden transmitir la excitación no solo a células similares, sino también a elementos de otros tejidos.
División
Por lo tanto, existe un cierto patrón cíclico. Los procesos de vida de la célula en él se repiten durante todo el período de interfase y terminan con la muerte de la célula o su división. La autorreproducción es la clave para la preservación de la vida en general después de la desaparición de un organismo en particular. Durante el crecimiento celular, la asimilación supera a la disimilación, el volumen crece más rápido que la superficie. Como resultado, los procesosse inhibe la actividad vital de la célula, comienzan transformaciones profundas, después de lo cual se hace imposible la existencia de la célula, se procede a la división. Al final del proceso, se forman nuevas células con mayor potencial y metabolismo.
Es imposible decir qué procesos de la actividad vital celular juegan el papel más importante. Todos ellos están interconectados y carecen de significado aislados unos de otros. El mecanismo de trabajo sutil y bien engrasado que existe en la célula nos recuerda una vez más la sabiduría y la grandeza de la naturaleza.
