Клеточная физиология
![]() | Эта статья может быть слишком технической для понимания большинства читателей . ( декабрь 2019 г. ) |
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
[ редактировать ]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
[ редактировать ]
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
[ редактировать ]
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
[ редактировать ]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
[ редактировать ]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
[ редактировать ]
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
[ редактировать ]Эндоцитоз — это форма активного транспорта, при которой клетка захватывает молекулы , используя плазматическую мембрану, и упаковывает их в везикулы. [ 2 ] : 139–140
Фагоцитоз
[ редактировать ]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
[ редактировать ]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
[ редактировать ]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
[ редактировать ]- ^ 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
[ редактировать ]- 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)