الخلية هي الوحدة الأولية لجميع الكائنات الحية. تعتمد درجة النشاط والقدرة على التكيف مع الظروف البيئية على حالتها. تخضع عمليات حياة الخلية لأنماط معينة. تعتمد درجة نشاط كل منهم على مرحلة دورة الحياة. في المجموع ، هناك اثنان منهم: الطور البيني والانقسام (المرحلة M). الأول يأخذ الوقت بين تكوين الخلية وموتها أو انقسامها. خلال فترة الطور البيني ، تجري جميع العمليات الرئيسية للنشاط الحيوي للخلية تقريبًا بنشاط: التغذية ، والتنفس ، والنمو ، والتهيج ، والحركة. يتم إجراء استنساخ الخلية فقط في المرحلة M.
فترات الطور البيني
وقت نمو الخلايا بين الانقسامات ينقسم إلى عدة مراحل:
- ما قبل التصنيع ، أو المرحلة G-1 ، - الفترة الأولية: تخليق الرنا المرسال والبروتينات وبعض العناصر الخلوية الأخرى ؛
- اصطناعي أو طور S: مضاعفة الحمض النووي
- مرحلة ما بعد الاصطناعية أو G-2: التحضير للانقسام.
بالإضافة إلى ذلك ، تتوقف بعض الخلايا عن الانقسام بعد التمايز. في بهملا توجد فترة G-1 في الطور البيني. هم في ما يسمى بمرحلة الراحة (G-0).
التمثيل الغذائي
كما ذكرنا سابقًا ، تستمر العمليات الحيوية للخلية الحية في معظمها خلال فترة الطور البيني. العامل الرئيسي هو التمثيل الغذائي. بفضل ذلك ، لا تحدث تفاعلات داخلية مختلفة فحسب ، بل تحدث أيضًا عمليات بين الخلايا التي تربط الهياكل الفردية بالكائن الحي بأكمله.
التمثيل الغذائي له نمط معين. تعتمد العمليات الحيوية للخلية إلى حد كبير على مراعاتها ، وعدم وجود أي اضطرابات فيها. يجب أن تخترق المواد الغشاء قبل أن تؤثر على البيئة داخل الخلايا. ثم يخضعون لعملية معينة في عملية التغذية أو التنفس. في المرحلة التالية ، يتم استخدام منتجات المعالجة الناتجة لتجميع عناصر جديدة أو تحويل الهياكل الموجودة. يتم إزالة المنتجات الأيضية المتبقية بعد كل التحولات ، والتي تكون ضارة بالخلية أو لا تحتاجها ببساطة ، إلى البيئة الخارجية.
الاستيعاب والتفكك
تشارك الإنزيمات في تنظيم التغيير المتعاقب للتحولات من مادة إلى أخرى. إنها تساهم في التدفق الأسرع لعمليات معينة ، أي أنها تعمل كمحفزات. كل "مسرع" من هذا القبيل يؤثر فقط على تحول معين ، ويوجه العملية في اتجاه واحد. تتعرض المواد المشكلة حديثًا لمزيد من الإنزيمات الأخرى التي تساهم في مزيد من التحول.
في نفس الوقت ، كل شيءترتبط عمليات النشاط الحيوي للخلية بطريقة أو بأخرى بميلين متعاكسين: الاستيعاب والتشوه. بالنسبة لعملية التمثيل الغذائي ، فإن تفاعلهم أو توازنهم أو بعض المعارضة هو الأساس. يتم تحويل مجموعة متنوعة من المواد التي تأتي من الخارج تحت تأثير الإنزيمات إلى المواد المعتادة والضرورية للخلية. تسمى هذه التحولات التركيبية بالاستيعاب. ومع ذلك ، فإن هذه التفاعلات تتطلب طاقة. مصدرها عمليات التشويه أو التدمير. يترافق تحلل المادة مع إطلاق الطاقة اللازمة للعمليات الأساسية للنشاط الحيوي للخلية لتستمر. يشجع الانتشار أيضًا على تكوين مواد أبسط ، والتي تُستخدم بعد ذلك لتخليق جديد. تتم إزالة بعض منتجات الاضمحلال.
غالبًا ما ترتبط عمليات الحياة للخلية بتوازن التوليف والانحلال. وبالتالي ، فإن النمو ممكن فقط إذا ساد الاستيعاب على التشوه. ومن المثير للاهتمام أن الخلية لا يمكن أن تنمو إلى ما لا نهاية: لها حدود معينة ، عند الوصول إلى أي توقف يتوقف النمو.
تسلل
يتم نقل المواد من البيئة إلى الخلية بشكل سلبي ونشط. في الحالة الأولى ، يصبح النقل ممكنًا بسبب الانتشار والتناضح. يصاحب النقل النشط إنفاق الطاقة وغالبًا ما يحدث عكس هذه العمليات. وهكذا ، على سبيل المثال ، تخترق أيونات البوتاسيوم. يتم حقنها في الخلية ، حتى لو تجاوز تركيزها في السيتوبلازم مستواه فيالبيئة
تؤثر خصائص المواد على درجة نفاذية غشاء الخلية لها. لذلك ، تدخل المواد العضوية إلى السيتوبلازم بسهولة أكبر من المواد غير العضوية. بالنسبة للنفاذية ، فإن حجم الجزيئات مهم أيضًا. كما أن خصائص الغشاء تعتمد على الحالة الفسيولوجية للخلية والسمات البيئية مثل درجة الحرارة والضوء.
طعام
العمليات الحيوية المدروسة جيدًا نسبيًا تشارك في تناول المواد من البيئة: تنفس الخلية وتغذيتها. يتم تنفيذ هذا الأخير بمساعدة كثرة الخلايا والبلعمة.
آلية كلتا العمليتين متشابهة ، ولكن يتم التقاط جزيئات أصغر وأكثر كثافة أثناء كثرة الخلايا. يتم امتصاص جزيئات المادة الممتصة بواسطة الغشاء ، ويتم التقاطها بواسطة نواتج خاصة ثم غمرها داخل الخلية. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل قناة ، ثم تظهر فقاعات من الغشاء المحتوي على جزيئات الطعام. تدريجيا ، يتم إطلاق سراحهم من القذيفة. علاوة على ذلك ، تتعرض الجسيمات لعمليات قريبة جدًا من عملية الهضم. بعد سلسلة من التحولات ، يتم تقسيم المواد إلى مواد أبسط وتستخدم لتجميع العناصر اللازمة للخلية. في الوقت نفسه ، يتم تفريغ جزء من المواد المكونة في البيئة ، حيث لا يخضع لمزيد من المعالجة أو الاستخدام.
التنفس
التغذية ليست العملية الوحيدة التي تساهم في ظهور العناصر الضرورية في الخلية. التنفس من قبلجوهرها مشابه جدًا لها. إنها سلسلة من التحولات المتتالية للكربوهيدرات والدهون والأحماض الأمينية ، ونتيجة لذلك تنشأ مواد جديدة: ثاني أكسيد الكربون والماء. أهم جزء من العملية هو تكوين الطاقة ، والتي تخزنها الخلية على شكل ATP وبعض المركبات الأخرى.
بالأكسجين
العمليات الحياتية لخلية بشرية ، مثل العديد من الكائنات الحية الأخرى ، لا يمكن تصورها بدون التنفس الهوائي. المادة الأساسية اللازمة لذلك هي الأكسجين. إن إطلاق الطاقة التي تشتد الحاجة إليها ، وكذلك تكوين مواد جديدة ، يحدث نتيجة للأكسدة.
تنقسم عملية التنفس إلى مرحلتين:
- تحلل السكر ؛
- مرحلة الأكسجين
تحلل الجلوكوز هو تحلل الجلوكوز في سيتوبلازم الخلية تحت تأثير الإنزيمات دون مشاركة الأكسجين. يتكون من أحد عشر تفاعلًا متتاليًا. نتيجة لذلك ، يتم تكوين جزيئين من جزيء ATP من جزيء جلوكوز واحد. ثم تدخل نواتج الاضمحلال في الميتوكوندريا ، حيث تبدأ مرحلة الأكسجين. نتيجة للعديد من التفاعلات الأخرى ، يتكون ثاني أكسيد الكربون وجزيئات ATP الإضافية وذرات الهيدروجين. بشكل عام ، تستقبل الخلية 38 جزيء ATP من جزيء جلوكوز واحد. نظرًا للكمية الكبيرة من الطاقة المخزنة ، يعتبر التنفس الهوائي أكثر كفاءة.
التنفس اللاهوائي
تمتلك البكتيريا نوعًا مختلفًا من التنفس. يستخدمون الكبريتات والنترات وما إلى ذلك بدلاً من الأكسجين. هذا النوع من التنفس أقل كفاءة ، لكنه يلعب دورًا كبيرًا.دور في دورة المادة في الطبيعة. بفضل الكائنات اللاهوائية ، يتم تنفيذ الدورة البيوجيوكيميائية للكبريت والنيتروجين والصوديوم. بشكل عام ، تستمر العمليات بشكل مشابه لتنفس الأكسجين. بعد نهاية عملية التحلل الجلدي ، تدخل المواد الناتجة في تفاعل تخمر ، مما قد ينتج عنه الكحول الإيثيلي أو حمض اللاكتيك.
التهيج
تتفاعل الخلية باستمرار مع البيئة. الاستجابة لتأثير العوامل الخارجية المختلفة تسمى التهيج. يتم التعبير عنها في انتقال الخلية إلى حالة الانفعال وحدوث تفاعل. يختلف نوع الاستجابة للتأثير الخارجي اعتمادًا على الميزات الوظيفية. تستجيب خلايا العضلات عن طريق التقلص وخلايا الغدة بالإفراز والخلايا العصبية عن طريق توليد نبضة عصبية. التهيج هو الذي يكمن وراء العديد من العمليات الفسيولوجية. بفضله ، على سبيل المثال ، يتم إجراء التنظيم العصبي: الخلايا العصبية قادرة على نقل الإثارة ليس فقط إلى الخلايا المماثلة ، ولكن أيضًا إلى عناصر الأنسجة الأخرى.
التقسيم
وهكذا ، هناك نمط دوري معين. تتكرر عمليات الحياة للخلية الموجودة فيها خلال كامل فترة الطور البيني وتنتهي إما بموت الخلية أو انقسامها. التكاثر الذاتي هو مفتاح الحفاظ على الحياة بشكل عام بعد اختفاء كائن حي معين. أثناء نمو الخلية ، يتجاوز الاستيعاب التبديد ، وينمو الحجم بشكل أسرع من السطح. نتيجة لذلك ، العملياتيتم منع النشاط الحيوي للخلية ، وتبدأ التحولات العميقة ، وبعد ذلك يصبح وجود الخلية مستحيلًا ، وتنتقل إلى الانقسام. في نهاية العملية ، يتم تكوين خلايا جديدة مع زيادة القدرة والتمثيل الغذائي.
من المستحيل تحديد عمليات النشاط الحيوي للخلية التي تلعب الدور الأكثر أهمية. كلهم مترابطون ولا معنى لهم بمعزل عن بعضهم البعض. تذكرنا آلية العمل الدقيقة والمُزيتة جيدًا الموجودة في الخلية مرة أخرى بحكمة وعظمة الطبيعة.
