Клеточная физиология

Клеточная физиология — это биологическое исследование действий, которые происходят в клетке, чтобы поддерживать ее жизнь. Термин физиология относится к нормальным функциям живого организма . ^{[ 1 ]} Клетки животных , растительных клеток и клеток микроорганизмов имеют сходство в своих функциях, хотя они различаются по структуре. ^{[ 2 ]}^{[ нужна страница ]}

Общие характеристики

Существует два типа клеток: прокариоты и эукариоты . Прокариоты были первыми из двух, которые развились и не имеют автономного ядра . Их механизмы проще, чем у более поздних эукариот , которые содержат ядро, окутывающее клеточную ДНК и некоторые органеллы . ^{[ 3 ]}

Прокариоты

У прокариотов ДНК расположена в области, называемой нуклеоидом, которая не отделена от других частей клетки мембраной . Существует два домена прокариот: бактерии и археи . У прокариот меньше органелл, чем у эукариот. Оба имеют плазматические мембраны и рибосомы (структуры, синтезирующие белки). ^{[ нужны разъяснения ]} и свободно плавать в цитоплазме ). Двумя уникальными характеристиками прокариот являются фимбрии (пальцеобразные выступы на поверхности клетки) и жгутики (нитевидные структуры, способствующие движению). ^{[ 2 ]}

Эукариоты

Эукариоты имеют ядро, в котором содержится ДНК. Они обычно крупнее прокариот и содержат гораздо больше органелл. Ядро — особенность эукариот, отличающая его от прокариот, — содержит ядерную оболочку , ядрышко и хроматин . В цитоплазме эндоплазматический ретикулум (ЭР) синтезирует ^{[ нужны разъяснения ]} мембраны и осуществляет другие метаболические действия. Существует два типа: шероховатый ЭР (содержащий рибосомы) и гладкий ЭР (без рибосом). Аппарат Гольджи состоит из множества мембранных мешочков, отвечающих за производство и доставку таких материалов, как белки . Лизосомы — это структуры, которые используют ферменты для расщепления веществ посредством фагоцитоза — процесса, включающего эндоцитоз и экзоцитоз . В митохондриях происходят метаболические процессы, такие как клеточное дыхание . Цитоскелет волокон состоит из , которые поддерживают структуру клетки и помогают ей двигаться. ^{[ 2 ]}

Физиологические процессы

Существуют разные способы, с помощью которых клетки могут транспортировать вещества через клеточную мембрану . Двумя основными путями являются пассивный транспорт и активный транспорт . Пассивный транспорт более прямой и не требует использования энергии клетки. Он опирается на область, которая поддерживает градиент концентрации от высокой к низкой. Активный транспорт использует аденозинтрифосфат (АТФ) для транспортировки вещества, которое движется против градиента его концентрации. ^{[ 4 ]}^{[ нужна страница ]}

Движение белков

Путь движения белков в клетках начинается в ЭР. Липиды и белки синтезируются ^{[ нужны разъяснения ]} в ЭР, а углеводы добавляются для образования гликопротеинов . Гликопротеины подвергаются дальнейшему синтезу ^{[ нужны разъяснения ]} в аппарате Гольджи, превращаясь в гликолипиды . И гликопротеины, и гликолипиды транспортируются в пузырьках к плазматической мембране . Клетка высвобождает секреторные белки, известные как экзоцитоз . ^{[ 2 ]}

Транспорт ионов

Ионы перемещаются через клеточные мембраны через каналы, насосы или транспортеры. В каналах они движутся вниз по электрохимическому градиенту, производя электрические сигналы. Насосы поддерживают электрохимические градиенты. Основным типом насоса является насос Na/K. Он перемещает 3 иона натрия из клетки и 2 иона калия внутрь клетки. В ходе этого процесса одна молекула АТФ преобразуется в аденозиндифосфат (АДФ) и фосфат. ^{[ нужны разъяснения ]} В транспортере ионы используют более одного градиента для создания электрических сигналов. ^{[ 3 ]}

Эндоцитоз в животных клетках

Эндоцитоз — это форма активного транспорта, при которой клетка захватывает молекулы , используя плазматическую мембрану, и упаковывает их в везикулы. ^{[ 2 ]}^{: 139–140}

Фагоцитоз

При фагоцитозе клетка окружает частицы, включая частицы пищи, посредством расширения ложноножек , которые расположены на плазматической мембране. Затем ложноножки упаковывают частицы в пищевую вакуоль . Лизосома, содержащая гидролитические ферменты, затем сливается с пищевой вакуолью. Гидролитические ферменты, также известные как пищеварительные ферменты, затем переваривают частицы внутри пищевой вакуоли. ^{[ 2 ]}^{: 139–140}

Пиноцитоз

При пиноцитозе клетка поглощает («глотает») внеклеточную жидкость в везикулы, которые образуются, когда жидкость окружает плазматическая мембрана. В ходе этого процесса клетка может поглощать любую молекулу или растворенное вещество. ^{[ 2 ]}^{: 139–140}

Рецепторно-опосредованный эндоцитоз

Рецепторно-опосредованный эндоцитоз — это форма пиноцитоза, при которой клетка поглощает определенные молекулы или растворенные вещества. Белки с рецепторными участками расположены на плазматической мембране, связываясь со специфическими растворенными веществами. Белки-рецепторы, прикрепленные к конкретным растворенным веществам, попадают внутрь покрытых оболочкой ямок, образуя везикулу. Затем везикулы окружают рецепторы, прикрепленные к конкретным растворенным веществам, высвобождая их молекулы. Белки-рецепторы возвращаются обратно в плазматическую мембрану тем же пузырьком. ^{[ 2 ]}^{: 139–140}

Ссылки

^ Беттс, Дж. Гордон; и др. (25 апреля 2013 г.). «3.5 Рост и деление клеток». Анатомия и физиология . ОпенСтакс . п. 20. ISBN 978-1-938168-13-0 . Архивировано из оригинала 1 ноября 2020 года . Проверено 23 октября 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Урри, Лиза А.; Каин, Майкл Л.; Вассерман, Стивен А.; Минорский, Петр Васильевич; Рис, Джейн Б. (2017). Кэмпбелл Биология (Одиннадцатое изд.). Нью-Йорк: Пирсон. ISBN 978-0134093413 . LCCN 2017448967 . OCLC 956379308 .
^ Jump up to: ^а ^б Ландаун, Дэвид (2006). Клеточная физиология . Серия Ланге по физиологии. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 978-0071464741 . LCCN 2006282125 . OCLC 70047489 .
^ Кларк, Мэри Энн; Чой, Юнг; Дуглас, Мэтью (28 марта 2018 г.). Биология (Второе изд.). ОпенСтакс . ISBN 978-1-947172-51-7 .

Внешние ссылки

Обзор Медицинского колледжа Джорджии (в архиве)
Клеточные физиологические явления Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
Электрофизиология в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)

[1] Беттс, Дж. Гордон; и др. (25 апреля 2013 г.). «3.5 Рост и деление клеток». Анатомия и физиология . ОпенСтакс . п. 20. ISBN 978-1-938168-13-0 . Архивировано из оригинала 1 ноября 2020 года . Проверено 23 октября 2019 г.

[CampbellBiology-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Урри, Лиза А.; Каин, Майкл Л.; Вассерман, Стивен А.; Минорский, Петр Васильевич; Рис, Джейн Б. (2017). Кэмпбелл Биология (Одиннадцатое изд.). Нью-Йорк: Пирсон. ISBN 978-0134093413 . LCCN 2017448967 . OCLC 956379308 .

[Landowne2006-3] Jump up to: ^а ^б Ландаун, Дэвид (2006). Клеточная физиология . Серия Ланге по физиологии. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 978-0071464741 . LCCN 2006282125 . OCLC 70047489 .

[4] Кларк, Мэри Энн; Чой, Юнг; Дуглас, Мэтью (28 марта 2018 г.). Биология (Второе изд.). ОпенСтакс . ISBN 978-1-947172-51-7 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

v т и физиологии Типы
Animals	Fish physiology Human physiology Insect physiology Physiology of dinosaurs
Plants	Plant physiology Plant perception (physiology) Physiological plant disorders
Cells	Cell physiology
Related topics	Comparative physiology Ecophysiology Electrophysiology Evolutionary physiology Molecular physiology Neurophysiology